城市轨道交通车辆电气控制项目六 城市轨道交通车辆课件.pptx

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1、项 目 六 城市轨道交通车辆管理服务系统,任务1 电客列车通信控制系统,任务2 电客列车试验,任务2 电客列车乘客信息系统,任务1 电客列车调试检查,任务3 电客列车火灾报警系统,任务3 电客列车日常检查,学习目标：,21:00:14,1理解列车通信控制系统原理。2熟悉列车通信控制系统单元组成。3掌握列车通信控制系统单元控制。4能够分析人机界面（MMI）显示含义并会处理。5掌握乘客信息系统的功能。6能够操纵乘客信息系统设备。7能够设置乘客信息系统参数。8了解火灾报警系统的结构与功能。9掌握火灾报警系统的布置。10掌握电客列车调试检查内容。11能够对电客列车进行调试检查。12了解电客列车试验项目

2、和方法。13掌握电客列车整备作业操作流程。14熟悉电客列车日常检查内容和方法。,项目描述：,城市轨道交通电客列车的主要列车管理服务系统： 通信控制系统 列车监测与控制系统 乘客信息系统 火灾报警系统,通信控制系统是将电客列车的各个子系统及相关外部控制电路的信息，进行读取、编码、通信传递、数据逻辑运算及输出控制的一个计算机网络系统。 该系统就好比人类的神经系统，能通过手和眼睛对自身所处的状态、外部环境进行感知和控制，并对不同情况做出反应。 在电客列车上，该系统对列车的供电状况、运行速度、列车运行模式等状态信息进行实时的监控和识别，并根据读取到的列车驾驶员发出的指令信息，对列车上各个子系统发出相关

3、控制指令，进而使各子系统产生相应的调整，实现对电客列车的有效控制。,项目描述：,21:00:14,项目描述：,列车监测与控制系统（TCMS），属于“列车管理系统”，目的是整合各个与“控制和监测系统”相关功能，完成列车的自动化、智能化，系统关联图如图6-1所示。通过电客列车各个系统的交互完成系统检测和控制； 通过乘客信息系统输出终端向乘客发送相关服务信息；通过司机室人机界面反映列车自身的状态、数据，便于操作人员对车辆操控和维护；各系统共同完成对车辆的控制、防护和监控，完成对乘客服务信息提示和舒适化环境控制的服务管理。,21:00:14,项目描述：,图6-1 TCMS列车监测与控制系统关联图,学习

4、任务：,任务一 电客列车通信控制系统,系统作用：使各个相关的功能整合在列车中，完成列车的自动化、智能化，储存设备故障信息，协助维护检修作业。,图6-2 列车通信控制系统框图,一、列车通信控制系统功能原理,列车通信控制系统采用：电子控制设备和串行数据通信 依靠：网络连接各子系统的控制设备,（一）列车通信控制系统功能,1.车辆控制用的信息，如列车牵引控制类和车辆功能控制类；2.列车故障诊断信息；3.乘客服务信息。,列车通信控制系统传输信息大致分为三类：,列车通信控制系统通过输入端口及故障诊断软件的运算，对列车各子系统的实际运行状态进行监控和判断。如发生异常情况，实时显示在人机界面（MMI），以便司

5、机及时观察并应急处理；记录和存储相关数据，方便车辆维修人员及时查阅并处理，从而保证行车安全。,（二）列车通信控制系统原理,1.列车通信控制系统首先读取和传输司机的控制指令，并按照所获得指令信息进行相应的输出，保证列车各子系统按一定的要求正常运行。例如，当司机操纵驾驶控制器手柄至牵引位时，列车控制单元（VTCU）通过AX模块和DX模块读取相关牵引指令信息，并判断其他相关回路是否正常，如正常，则将指令信息传递给牵引逆变器，控制牵引电机输出，列车实现牵引动车。,2.通过乘客信息系统向乘客发送如站名、提示等相关服务信息，以方便乘客出行。,21:00:14,（三）列车通信控制系统数据传输原理,1.过程数

6、据（PV）包括：全部有关能找到该变量的数据，存储器号码，端口内地址的偏移量，过程变量类型和长度，校验位的偏移量。主要特点：数据实时传输，数据长度短，反映车辆运行状态，周期性更新，格式固定，不需被确认。,2信息数据（MD） 在列车范围内按一般的传输协议，在两个设备间交换，各装置、功能组群被赋址，较大信息能自动地分割到数据包并确认传输。主要特点：没有实时要求，不限制长度，表述一个事件，需要给出确认。3. 条件数据（CD） 主要指列车本身的基本外设参数，如时钟信息、列车轮径数据等。,二、列车通信控制系统的控制,（一）系统单元构成,1列车控制单元（VTCU）2输入输出单元（DXM、AXM）3总线耦合单

7、元（BCM）4显示器（MMI）5事件记录仪(ERM) 6无线传输装置(TSC1) 7PTU（便携式维护工具）,表6-1 列车牵引/制动控制的硬连线备份表,（二）列车控制系统控制 10大控制功能,列车控制系统（TCC）功能框图如图6-3所示。,1牵引/制动控制,图6-3 列车运行控制系统（TCC）原理图,列车运行控制系统（TCC）原理,1.列车控制系统TCC通过车辆总线MVB向DCU和BECU传输信号。2.当司机操纵司机钥匙置“ON”位上时，激活司机室为主控室。如果同时有两司机钥匙处在激活位，则VTCU控制车辆于禁行状态。3.司机操纵司机驾驶器选择行驶方向，如果置“F”位，行驶方向为向前。如果置

8、“R”位，为向后行驶。开关处“0”位，则没有行驶方向。4.来自司控器和ATO的牵引/制动参考信号通过司机台上AXM单元不同的AI通道读入到VTCU单元，VTCU 将其进行处理加工后再传送到牵引逆变器。5.“备用指令信号1、2”用于备用模式，每一位代表牵引和制动的参考信号。,“紧急牵引” ：按下则启动备用驾驶模式。备用模式下不启用电制动。牵引安全列车线：用于表明列车已做好了起动前的准备。若起动准备未做好，此列车线可直接封锁驱动控制单元DCU输出的触发脉冲。不含任何软件控制。司控器 “警惕”按钮。列车将自动实施紧急制动。解除：司控器把手推到惰行位，然后牵引，制动解除。“洗车模式”：控制列车速度保持

9、3km/h 。再按此按钮，解除速度保持。,列车运行控制系统（TCC）按钮作用,2空电联合制动控制,控制目的：TCC与BECU协调，提高乘坐平稳性。,工作原理：TCC将来自司控器或ATO制动命令传输给BECU和DCU。在尽可能发挥 列车电制动力的基础上，BECU补充空气制动力，以满足总制动力要求。,3HSCB控制,TCC传输司机室HSCB合命令，对全车HSCB进行合闸控制。,图6-4 合HSCB命令数据流,（二）列车控制系统控制,4扩展供电控制 当同时满足（1）ACU严重故障（2）ACU接触器未合两个条件时，TCC自动输出“扩展供电接触器合”命令并合接触器。 当发生ACU严重故障，TCC保持输出

10、信号直到TCC关闭。 5距离和速度的集中控制 TCC根据制动系统的速度信息计算每辆车的速度，取中间值作为列车速度，每辆车一个速度数据。计算列车运行距离。 6超速保护 牵引模式下当列车运行速度超出固定值时，TCC通过软件逻辑切除牵引命令，并作为超速保护的备份。,（二）列车控制系统控制,TCC传输10秒宽的空调启动信号作为空调系统的启动命令。 当TCC检查到空压机启动命令时，将10秒宽改为13秒，多3秒允许空调启动，未启动的空调系统接收到自己的启动代码时自行启动。,图6-5 空调启动触发命令顺序,7空压机和空调启动控制,（二）列车控制系统控制,图6-6 空调系统启动触发控制数据流,（二）列车控制系

11、统控制,8空调控制 TCC在电源完全工作后，自动给空调系统产生模式命令。也可通过维护人员操作触摸屏给空调系统传输命令。9乘客信息系统（PIS）控制 当TCC向PIS传输运行信息时，TCC提供有指定运行信息的数据库，搜索运行条件，将目的站作为人工操作在TCC上显示，并通过运行距离在数据库中识别出运行参数，并传输给PIS，PIS实时显示到站等信息。,10隔离、联锁和复位功能,（1）任何车执行了停放制动，停放制动启动联锁动作；（2）任何车执行了常用制动，常用制动启动联锁动作；（3）任一主风缸（MR）压力低于某值时，主风缸低压启动联锁动作；出现以上三种情况之一，TCC都将切除DCU牵引命令。操作TCC

12、显示器可实现旁路。（4）牵引设备隔离 TCC传输“DCU隔离”给DCU。当故障DCU接收到隔离命令时将隔离一架或两架动力，DCU隔离命令数据流如图6-7所示。,（二）列车控制系统控制,图6-7 DCU隔离命令数据流,（三）输入输出单元控制,其中：X表示输入/输出， D表示数字型， A表示模拟型,1数字式输入输出模块（DX）,图6-8 含有终端电阻的外部连接器插销,2模拟式输入输出模块（AX）,（四）人机界面（MMI）系统运行状态的显示,其中：IDU为全图像化10.4寸VGA显示,带触摸屏的彩色液晶显示器,基于奔腾I计算机，操作系统OS/LINUX，64M CF存储卡，RS422连接，VTCU由

13、车辆蓄电池直接供电，自然散热，自动背光控制。,1人机界面简介,图6-9 MMI连接示意图,图6-10 MMI驾驶模式的界面,1人机界面简介,司机室的MMI显示界面：驾驶模式、检修模式， 语言环境：中文或英文驾驶模式下进入“事件” 菜单后，显示：第一列为事件分类；第二列为日期；第三列为时间； 第四列为简短说明。如再点击“Activity”，则进入故障处理指南。图标用颜色变化显示不同状况：图标变成红色，表明对应系统故障。例如车门：灰蓝正常，关门状态； 闪烁的灰蓝正常，开门状态； 黄色门切除状态； 红色功能失效； 黑色紧急开门。,2司机显示器的启动,每个司机室有一个显示器。受控司机室内的显示器激活，

14、则另一个司机室内的显示器不能被激活。主控制器钥匙开关转到“ON”位置，显示器被激活，显示屏亮，表明此屏可通过触摸屏接受指令。显示器为非激活状态时，其显示屏为黑屏，不接受任何指令，但此时装置本身已接通电源。,（1）语言选择 （2）亮度控制 （3）部件显示,3司机显示器显示菜单,图6-11 司机显示屏显示菜单,4司机显示器操作屏,以深圳一号线增购列车为例说明。,图6-12 门状态显示,（1）标题区,（2）乘客信息区,（3）功能概览区,（4）车组区,列车为6 节编组，位于乘客信息区下方，根据选择的画面显示实际信息(如车辆编号)。 前方目的地定义为右侧，司机的位置用符号“”指示。如果为拖车联挂模式，车

15、末端符号显示在被联挂的车辆末端（即左侧）。,（5）符号优先级,列车及运行设备的不同状态用不同符号显示在相关车上，如果在同一位置显示设备不同状态，必须定义优先等级(1为最高优先级)，仅显示最高优先级符号。,（6）状态区,状态区显示列车的状态信息。同一个位置显示状态存在优先级（1 为最高优先级）。仅显示最高优先级的状态。,（7）故障分类区,图6-18 故障分类区显示,四类整车故障： 1“严重故障”，2 “中度故障”， 3“轻微故障”，4“维护信息”,（8）消息区,表6-2 消息处理的默认项目设置,（9）软按键操作栏,（10）图标颜色意义,表6-3 设备或列车运行模式不同状态的颜色含义,（11）操作

16、种类,画面的选择通过单次触摸对应的功能按钮实现； “二位”操作通过“1 步”实现而不需要使用“确认”按钮； “值”操作通过“3步”操作实现：首先选择对应值区域，此时数字键盘将在底部软键操作栏出现，通过触摸数字，被选择的值凹下且显示在值输入处，使用“确认”键，值将写入，按“取消”按钮在任何情况下退出值的更改。 如果信息是一个“清单”项(如路线的站名)，单项将逐行显示，显示行数由可用空间大小决定；“实际”项将用不同颜色显示，可用“上”“下”按钮滚动条目，使用“确认”按钮，输入选择的条目。,（12）可能显示的符号,表6-4 “通风 / 空调”画面显示含义,“通风 / 空调”画面显示,辅助电源画面显示

17、,表6-5 辅助电源画面显示,门状态画面显示,表6-6 门状态画面显示,紧急通讯画面显示,制动状态画面显示,牵引状态画面显示,火灾报警画面显示,空气压缩机画面显示,受电弓/HSCB画面显示,表6-13 受电弓/车间电源显示,任务二 电客列车乘客信息系统,一、乘客信息系统（PIS）概述,1系统简介,分散式、模块化，即每个车厢中分别设置一套控制及功放设备。,主要设备：,控制盒、中央处理器、数字报站器、功率放大器、紧急报警盒、电源模块及扬声器网络等。,功能：,设计：,（1）播放列车到站动态、地铁指南等音/视频信息，提供必要的列车运行信息。（2）灾害或其他紧急情况时紧急广播。,2系统组成,图6-21

18、PIS功能组成框图,3系统主要功能,（1）司机室之间对讲；（2）司机对客室人工广播；（3）司机与乘客紧急内部通讯；（4）无线电广播；（5）数字自动广播；（6） LED 动态地图信息显示。,4PIS系统原理组成,5. 广播及各通话优先级,司机通过PIS系统维护软件可设定广播通信各子功能的优先级。 高级别通信可以打断低级别通信，而低级别通信不能打断高级别通信，需等候高级别广播通信结束后才能开始。主要广播内容： 关门警报声，OCC对司机广播，OCC对乘客广播，紧急对话，人工广播（司机对客室广播），出站广播，到站广播，司机室对讲，紧急信息，列车视频监控系统。广播优先级顺序（由高至低）： 关闭车门提示声

19、音信号、乘客紧急报警与通讯、对客室的无线广播、司机室对客室的人工广播、自动触发的数字化广播、司机室之间对讲。,图6-22 PIS系统框图,二、列车广播系统,1司机室对讲,在蓄电池供电的情况下，系统提供司机室间通话，一列车的两端司机室可以通话，两列车重联时，四个司机室之间可通话，司机室内部全双工通信，通话内容不会被客室听到。（1）本机叫对方。按下按键时，该键指示灯闪烁，对方确认接通后，指示灯常亮。对讲结束后，按起对讲按键，指示灯灭，通话结束。（2）对方叫本机。当某司机室呼叫本机时，对讲键指示灯闪烁，伴随声音提示，按下对讲按键，指示灯常亮，提示音停止，开始对讲；对讲结束后，按起对讲键，指示灯熄灭。

20、,2司机对乘客广播 (人工广播),3无线电广播（OCC广播）,在激活端，司机可以用麦克风对客室广播。在两列车连挂时，激活端司机室可对所有客室广播。按下“广播”按键，可通过话筒对乘客广播，广播声音可被客室及其它司机室听到，而司机室本身静音，广播提示灯亮；广播结束时，再按广播控制键，广播提示灯熄灭。,列车广播系统与无线电装置配置有RS232和音频接口。RS232接收无线电台的控制和实时文本信号，允许OCC直接向司机室或客室乘客广播。 司机也可手动控制实现OCC与司机的对讲和OCC向客室乘客进行广播。,4列车自动广播（数字化报站与预录紧急广播）,自动报站方式报站操作出/进站逻辑,（1）自动化报站,图

21、 6-19 进/出站报站逻辑图,用速度脉冲（车轮转速信号）代替速度信号实现自动报站。列车车轮80个脉冲信号/圈，PIS接受脉冲信号并计数，计算列车速度。天津地铁1号线采用此方式。当门由开到关，且速度大于2km/h时，自动广播开始预报下一站信息；当速度小于2km/h时，自动广播开始报到站信息。在选择自动报站前，系统要确认上下行信息、终点站/起始站信息和越站信息等行车设置信息。报站可由司机台操作激活或终止，并可以确定当前所在位置。广播的内容为汉语普通话、地方话和英文。,出/进站逻辑（续）,（2）注意事项,半自动播放站名。在全自动数字化语音报站的基础上，司机通过改变广播控制盒的段码进行报站。人工播放

22、站名。通过手动改变广播控制盒上的报站段码，结合广播控制盒上的段码和站名对照表进行人工报站。在自动/手动键对应键灯熄灭时，表明此键处于手动广播模式。在此模式下，司机先通过广播控制盒面板数字键选择要播报的到站段码，再按开始键即可进行报站广播。此时，广播中央控制器上DIAS灯亮，OUTPUT灯闪亮,播音完毕系统自动结束数字式语音广播。若司机想中途停止正在进行的数字式语音广播，可按停止键结束播音，广播中央控制器上DIAS灯灭。,（3）预录立体声广播操作,预录紧急广播的操作过程,预录紧急广播的广播方式,（4）超时应急自动报站,图 6-19 进/出站报站逻辑图,5司机与乘客的紧急对讲（乘客紧急报警）,（1

23、）报警器的状态（2）常规报警操作流程（3）多个报警器的选择（4）报警器的挂起（5）报警器的复位,图片6-21 报警器工作状态联系图,6媒体播放声音信号,图 6-22 LCD自动的扬声器播放方式,基于WLAN的数字信号传输方式与默认方式基本相同，只是信号要经过媒体主机处理。,7广播的输出控制,（1）起始站设置（2）终点站设置（3）消音功能（4）越站设置（5）广播监听功能（6）上/下行设置,8系统供电,PIS系统电源单元通过MCB（微型断路器）直接连车辆蓄电池电源。电源单元设计2块互为备用。电源单元中有微处理芯片，对电源电路进行检测，提供短路、过载、瞬时掉电、瞬时上电、自动恢复等保护。 PIS系统

24、I/O模块均有各自独立的具有冗余结构的电源单元，当一个I/O模块或控制对象短路时，只会引起局部运行故障，而不会导致整个系统故障。各模块均具有当电源中断10ms时不影响正常运行的能力。,9音量调节,（1）集中调控（2）静音（3）手动调节（4）自动调节（噪声检测）,司机室扬声器的音量、客室广播音量均能单独调节。司机室、每个客室均设有音量控制面板，面板上分为5 挡： 集控、静音、手动、自动、测试。在集控位时，各车广播可通过软件统一设定。客室音量优先根据当前控制板的设定进行调节。,（1）采用LED动态地图显示,三、线路图动态显示系统,1显示方式,图6-23 动态地图显示器,（2）采用LCD动态地图显示

25、,彩色动态地图安装在乘客车厢中，显示动态地图信息。到站信息LCD显示装置一般采用无彩膜彩色液晶显示模块，用一组由R、G、B 3色灯管的背光源来实现各个像素的彩色显示， RS485通讯接口。彩色LCD显示屏采用8色（红、绿、蓝、黄、青、紫、黑、白）液晶点阵模块(16165像素)，显示站名、动态线路运行信息和动态旅行线路图。列车到站后，站名站点同时闪烁，经过的站点全部变红。中间部分的箭头为车门打开侧的显示信息，当红色箭头闪烁时，代表本侧车门打开。,2基本功能,（1）车站闪光地图基本功能（2）综合图文显示系统的基本功能（3）乘客信息显示系统显示屏的自检功能,3与数字化报站的控制源相关的显示,（1）手

26、动报站的控制源的显示（2）自动报站控制源的显示（3）司机室终点站显示,四、系统检测与参数设置,1扬声器检测2显示系统检测3故障检测4系统参数设置,1与车辆控制单元的接口2与无线通信设备的接口3与列车视频监控系统的接口4与列车其他系统的接口5视频监控系统与火灾报警系统的接口,应用中乘客信息系统需要考虑与其它系统之间的接口，以便于与车辆所有相关系统组成有机的整体。,五、与系统之间的接口,任务三 电客列车火灾报警系统,系统功能：,探测司机室、电器设备柜和车辆客室火灾，及时报警。,一、火灾报警系统的结构与功能,1系统结构,6-29 火灾报警控制模块外形图,图6-28 感温感烟组合探测器外形,图6-30

27、 火灾报警控制模块的滤波单元,列车火灾报警系统的监控结构是三节车为一独立监控系统。火灾报警监控线路分为两路： 一路是司机室电器设备柜A车客室 一路是B车和C车的客室火灾报警系统自动监控6车编组单元的大部分重要区域。若一个监视区域的温度或烟雾散发被探测到火灾时，报警线路激活火灾报警控制模块，输出信息传送到列车通信控制系统。,2系统功能,（1）报警信息采集。FAS能及时采集感烟及感温探头监测的报警信号。（2）报警数据处理。分析、分类探头所传信号内容，分辨车辆编号、报警类型。（3）数据传送功能。将分析处理后数据送VTCU，由其将信息传司机室显示。（4）系统自检功能。自动检测系统，并将故障内容传VTC

28、U，再由车辆控制单元将信息传司机室显示。（5）数据记录功能。主机能记录探头报警数据及故障数据，以备查询。（6）历史数据查询功能。操作火灾报警主机显示器面板，可查询发生故障报警及火灾报警的车辆编号、发生日期、发生时刻等信息。（7）自我保护功能。遇过流、过压、欠压、过热，自动切断工作电源。（8）报警功能。当遇火灾时，司机室显示发生火灾所在车辆，并声音报警。同时，客室视频监控系统显示火灾警告、安抚信息和疏散路线等。（9）通信方式。火灾报警主机与VTCU间采用MVB总线进行通信。,（1）列车火灾报警系统的设备配置,3设备配置,表6-14 列车火灾报警系统设备配置表,（2）设备布置示意,司机室和电器设备

29、柜配置热传感器探测器，以机械方式安装在标准板内，通过两个长圆孔安装到墙面或天花板上。每个客室门区上方、天花板盖板下方安装4个光烟雾探测器。火灾报警控制模块安装在B车底电子箱中，每个控制模块上安装1个110V滤波器单元。,二、火灾报警系统工作原理,1系统原理,图6-32 火灾报警系统原理,列车火灾报警系统正常工作时由控制模块根据电流检测在线设备，当探测器探测到火情后，通过电缆将火灾信号传送给控制模块，控制模块点亮火警指示灯，同时火警信息通过媒体网关传送到列车控制单元（VTCU）。,（1）热传感探测器（2）烟雾探测器（3）火灾报警控制模块,图6-28 火灾报警控制模块外形,2.系统部件技术特性及参数,（1）火灾报警控制模块,（2）感温感烟组合探测器,项目小结,1.列车通信控制系统 组成、功能，牵引制动控制的通信，MMI驾驶界面显示2.乘客信息系统 系统组成、各单元功能，司机与乘客的紧急对讲操作3.火灾报警系统 系统组成、设备布置及功能,21:00:15,Thank You !,欢迎交流沟通！,制 作：华平 唐春林 常玉华 E-mail：,