一種有軌電車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機(jī)車控制系統(tǒng)，尤其是一種有軌電車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)城市化水平的不斷提高，城市交通面臨的壓力也越來(lái)越大，同時(shí)，城市交通的需求趨于分層次、多元化的發(fā)展，現(xiàn)代有軌電車作為介于快速軌道交通與常規(guī)公交之間的公交系統(tǒng)，在我國(guó)將有廣闊的發(fā)展前景。
[0003]現(xiàn)代有軌電車運(yùn)行環(huán)境靈活，可在混合路權(quán)或者獨(dú)立路權(quán)環(huán)境下運(yùn)行。當(dāng)在混合路權(quán)環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，可將其視為基于軌道的城市公交，列車完全由司機(jī)駕駛；當(dāng)在獨(dú)立路權(quán)環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，可以按照混合路權(quán)的公交模式運(yùn)行，也可以按照輕軌概念，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。無(wú)論運(yùn)行在何種模式下，安全高效的運(yùn)營(yíng)是對(duì)現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)的基本要求。但是，面對(duì)有軌電車的發(fā)展趨勢(shì)和靈活的運(yùn)營(yíng)模式，無(wú)論是城市公交控制系統(tǒng)還是輕軌控制系統(tǒng)均無(wú)法全面可靠地解決有軌電車運(yùn)行與控制問(wèn)題。
[0004]現(xiàn)代有軌電車具有公交系統(tǒng)的成本低廉，運(yùn)行靈活的優(yōu)點(diǎn)，又具有地鐵系統(tǒng)高效、快捷的特點(diǎn)；但其運(yùn)行環(huán)境與模式的復(fù)雜性又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地鐵系統(tǒng)，能夠保障有軌電車安全可靠運(yùn)行的控制系統(tǒng)是一個(gè)遠(yuǎn)比地鐵控制系統(tǒng)復(fù)雜的工程技術(shù)；這也正是當(dāng)前限制有軌電車發(fā)展與推廣應(yīng)用的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種有軌電車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，應(yīng)用CAN總線技術(shù)把分布于各個(gè)車輛內(nèi)部、獨(dú)立完成特定功能的控制單元互連起來(lái)形成局域網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)資源共享、協(xié)同工作、分散檢測(cè)和集中操作的目的。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種有軌電車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括司機(jī)室顯示單元DDU、以太網(wǎng)交換機(jī)ESU、車輛控制單元V⑶、牽引控制單元D⑶、遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M、空調(diào)控制單元ACC、乘客通信信息系統(tǒng)PIS、電子車門控制單元ED⑶、制動(dòng)控制單元B⑶；所述司機(jī)室顯示單元DDU、車輛控制單元VCU和牽引控制單元DOT之間通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)ESU實(shí)現(xiàn)相互通訊，所述車輛控制單元V⑶、牽引控制單元D⑶、遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M、空調(diào)控制單元ACC、乘客通信信息系統(tǒng)PIS、電子車門控制單元H)CU和制動(dòng)控制單元BCU之間通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)相互通訊；
車輛控制單元VCU包括安裝于司機(jī)室操縱臺(tái)右邊控制柜內(nèi)的電源模塊PSM和控制器模塊CPM ;電源模塊PSM給控制器模塊CPM供電，具有延時(shí)斷電功能，避免設(shè)備意外斷電時(shí)打開(kāi)的故障記錄數(shù)據(jù)文件不能被正確的關(guān)閉而導(dǎo)致數(shù)據(jù)文件被破壞；控制器模塊CPM為CAN網(wǎng)絡(luò)的主控制器，用于CAN網(wǎng)絡(luò)的控制、管理，存儲(chǔ)故障/事件信息；
遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M為數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備，采集數(shù)字及模擬輸入輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)非微機(jī)控制單元與人機(jī)接口 TCMS通訊；遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M包括R10M微機(jī)處理模塊、數(shù)字輸入擴(kuò)展模塊、模擬輸入模塊和數(shù)字輸出擴(kuò)展模塊。
[0007]以太網(wǎng)交換機(jī)ESU用于擴(kuò)展以太網(wǎng)口，安裝于駕駛室操縱臺(tái)右側(cè)控制柜內(nèi)； 人機(jī)接口 TCMS通過(guò)司機(jī)室顯示單元DDU觸控屏實(shí)現(xiàn)，司機(jī)室顯示單元DDU安裝于駕駛室操縱臺(tái)正前方；車輛控制單元VCU將有軌電車的運(yùn)行狀態(tài)以及故障信息實(shí)時(shí)發(fā)送到司機(jī)室顯示單元DDU顯示，幫助司機(jī)掌握列車當(dāng)前的狀態(tài)及進(jìn)行部分故障排除操作，供維護(hù)人員對(duì)列車進(jìn)行故障分析和車輛維護(hù)；
牽引控制單元DCU通過(guò)控制IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引電機(jī)的控制；
每節(jié)車設(shè)置一個(gè)液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)，分別安裝于每節(jié)車車頂系統(tǒng)柜，液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，每個(gè)液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)帶一對(duì)CAN接口，內(nèi)部短接，通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)與車輛控制單元VCU之間的通信，制動(dòng)信號(hào)、緊急制動(dòng)信號(hào)、安全制動(dòng)信號(hào)、停車制動(dòng)信號(hào)、電制動(dòng)失效信號(hào)設(shè)置硬線冗余；制動(dòng)控制單元BCU通過(guò)接收車輛控制單元VCU傳來(lái)的控制指令，結(jié)合電制動(dòng)實(shí)施的情況、車速信號(hào)、載荷信號(hào)來(lái)完成液壓制動(dòng)力的計(jì)算，并轉(zhuǎn)換成連續(xù)可控的液壓制動(dòng)壓力，通過(guò)基礎(chǔ)制動(dòng)單元實(shí)施制動(dòng)，同時(shí)，將液壓制動(dòng)單元狀態(tài)通過(guò)硬線和CAN總線兩種方式回送車輛控制單元VCU，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的狀態(tài)監(jiān)控；
有軌電車的每個(gè)車門設(shè)置一個(gè)電子車門控制單元H)CU，安裝于車門處，車輛控制單元VCU通過(guò)遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M輸出硬線零速信號(hào)、使能信號(hào)、開(kāi)門信號(hào)、關(guān)門信號(hào)、再開(kāi)閉信號(hào)給電子車門控制單元m)CU，電子車門控制單元EDCU驅(qū)動(dòng)門電機(jī)運(yùn)行，并控制其他外圍設(shè)備；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，電子車門控制單元H)CU做出故障診斷，并將故障診斷結(jié)果發(fā)送車輛控制單元VCU，每個(gè)電子車門控制單元EDCU帶一對(duì)CAN接口，內(nèi)部短接，掛接在CAN網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)與車輛控制單元VCU的通訊。
[0008]作為改進(jìn)，設(shè)有與有軌電車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)完全一樣的冗余系統(tǒng)，兩套有軌電車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機(jī)ESU通過(guò)以太網(wǎng)連接，兩套有軌電車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的車輛控制單元V⑶、牽引控制單元D⑶、遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M、空調(diào)控制單元ACC、乘客通信信息系統(tǒng)PIS、電子車門控制單元ED⑶和制動(dòng)控制單元B⑶之間通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)相互通訊。
[0009]作為改進(jìn)，司機(jī)室顯示單元DDU、以太網(wǎng)交換機(jī)ESU、車輛控制單元V⑶、牽引控制單元D⑶、遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M、空調(diào)控制單元ACC、乘客通信信息系統(tǒng)PIS、電子車門控制單元ED⑶、制動(dòng)控制單元B⑶之間設(shè)有硬線連接；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，通過(guò)硬線實(shí)現(xiàn)列車的故障牽引；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)CAN接收器故障時(shí)，通過(guò)硬線實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)功能。
[0010]作為改進(jìn)，安全制動(dòng)按鈕信號(hào)、輔助緩解旋鈕信號(hào)、司控器方向信號(hào)、控制手柄信號(hào)和故障牽引旋鈕信號(hào)通過(guò)硬線直接送入車輛控制單元VCU、制動(dòng)控制單元B⑶和牽引控制單元DCU;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)故障牽引時(shí)的牽引、制動(dòng)和緩解功能；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常情況下，由車輛控制單元VCU向制動(dòng)控制單元BCU發(fā)送制動(dòng)緩解指令，當(dāng)車輛控制單元VCU或者網(wǎng)絡(luò)故障情況下，由牽引控制單元D⑶通過(guò)硬線向制動(dòng)控制單元B⑶發(fā)送制動(dòng)緩解指令。
[0011]作為改進(jìn)，當(dāng)電子車門控制單元EDCU、牽引控制單元DCU、制動(dòng)控制單元BCU和空調(diào)控制單元ACC出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)CAN接收器故障時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程輸入輸出模塊R10M與電子車門控制單元EDCU、牽引控制單元DCU、制動(dòng)控制單元BCU和空調(diào)控制單元ACC之間的硬線實(shí)現(xiàn)車門、變流器、液壓系統(tǒng)及空調(diào)減載的功能。
[0012]作為改進(jìn)，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，車輛控制單元VCU通過(guò)CAN總線以及硬線接收各系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與硬線信號(hào)同時(shí)存在并發(fā)生沖突時(shí)，采用如下信號(hào)處理方式:
1)空調(diào)控制單元ACC
空調(diào)正常、故障信號(hào):發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的空調(diào)故障信號(hào)為準(zhǔn)；
2)牽引控制單元DOT
水冷箱切除信號(hào):發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的水冷箱切除=1信號(hào)為準(zhǔn)；
MC 0K:發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的MC 0K=0信號(hào)為準(zhǔn)；
空轉(zhuǎn)/滑行:發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的空轉(zhuǎn)/滑行=1信號(hào)為準(zhǔn)；
3)制動(dòng)控制單元BCU
撒砂請(qǐng)求:發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的撒砂請(qǐng)求=1信號(hào)為準(zhǔn)；
制動(dòng)施加:發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的制動(dòng)施加=1信號(hào)為準(zhǔn)；
制動(dòng)緩解:發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的制動(dòng)緩解=0信號(hào)為準(zhǔn)；
大事件:發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的大事件=1信號(hào)為準(zhǔn)；
小事件:發(fā)生沖突時(shí)，以接收到的小事件=1信號(hào)為準(zhǔn)。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來(lái)的有益效果是:
70%低地板有軌電車控制系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、硬線以及邏輯控制實(shí)現(xiàn)對(duì)有軌電車的運(yùn)行監(jiān)測(cè)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷以及乘客信息服務(wù)進(jìn)行綜合處理，它應(yīng)用總線技術(shù)把分布于各個(gè)車輛內(nèi)部、獨(dú)立完成特定功能的控制單元互連起來(lái)形成局域網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)資源共享、協(xié)同工作、分散檢測(cè)和集中操作的目的。整車網(wǎng)絡(luò)主要通過(guò)CAN總線結(jié)合Ethernet進(jìn)行搭建，CAN總線主要完成VCU與R1M、ACC、PIS、EDCU、BCU、DCU之間的通訊；VCU與DDU之間存在大量的信息交換采用Ethernet可以減少CAN總線的負(fù)荷率。在程序調(diào)試及數(shù)據(jù)下載時(shí)可直接通過(guò)ESU上的Ethernet接口與設(shè)備進(jìn)行通訊，并且可以大大的縮短數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間；兩個(gè)VCU互為冗余，一個(gè)為強(qiáng)主，另一個(gè)為弱主，兩個(gè)V⑶的控制和監(jiān)控程序完全一樣；當(dāng)強(qiáng)主V⑶出現(xiàn)故障時(shí)，弱主V⑶自動(dòng)接替強(qiáng)主V⑶的工作，保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正常運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
[0015]圖2為有軌電車車門布置圖。
[0016]圖3為硬線信號(hào)傳輸接線圖1。
[0017]圖4為硬線信號(hào)傳輸接線圖1I。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如