一种有轨电车网络控制系统技术方案

一种有轨电车网络控制系统，包括司机室显示单元DDU、以太网交换机ESU、车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU；所述司机室显示单元DDU、车辆控制单元VCU和牵引控制单元DCU之间通过以太网交换机ESU实现相互通讯，所述车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU和制动控制单元BCU之间通过CAN总线实现相互通讯。本实用新型专利技术应用总线技术把分布于各个车辆内部、独立完成特定功能的控制单元互连起来形成局域网，以实现资源共享、协同工作、分散检测和集中操作的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机车控制系统，尤其是一种有轨电车网络控制系统。
技术介绍
随着我国城市化水平的不断提高，城市交通面临的压力也越来越大，同时，城市交通的需求趋于分层次、多元化的发展，现代有轨电车作为介于快速轨道交通与常规公交之间的公交系统，在我国将有广阔的发展前景。现代有轨电车运行环境灵活，可在混合路权或者独立路权环境下运行。当在混合路权环境下运行时，可将其视为基于轨道的城市公交，列车完全由司机驾驶 ；当在独立路权环境下运行时，可以按照混合路权的公交模式运行，也可以按照轻轨概念，实现自动控制。无论运行在何种模式下，安全高效的运营是对现代有轨电车系统的基本要求。但是，面对有轨电车的发展趋势和灵活的运营模式，无论是城市公交控制系统还是轻轨控制系统均无法全面可靠地解决有轨电车运行与控制问题。现代有轨电车具有公交系统的成本低廉，运行灵活的优点，又具有地铁系统高效、快捷的特点；但其运行环境与模式的复杂性又远远大于地铁系统，能够保障有轨电车安全可靠运行的控制系统是一个远比地铁控制系统复杂的工程技术；这也正是当前限制有轨电车发展与推广应用的技术难题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种有轨电车网络控制系统，应用CAN总线技术把分布于各个车辆内部、独立完成特定功能的控制单元互连起来形成局域网，以实现资源共享、协同工作、分散检测和集中操作的目的。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种有轨电车网络控制系统，包括主系统和冗余系统，主系统和冗余系统配置相同；主系统包括司机室显示单元DDU、以太网交换机ESU、车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU；所述司机室显示单元DDU、车辆控制单元VCU和牵引控制单元DCU之间通过以太网交换机ESU实现相互通讯，所述车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU和制动控制单元BCU之间通过CAN总线实现相互通讯；主系统和冗余系统的以太网交换机ESU通过以太网连接，主系统和冗余系统的车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU和制动控制单元BCU之间通过CAN总线实现相互通讯。作为改进，司机室显示单元DDU、以太网交换机ESU、车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU之间设有硬线连接。本技术与现有技术相比所带来的有益效果是：70%低地板有轨电车控制系统通过网络、硬线以及逻辑控制实现对有轨电车的运行监测、状态监测、故障诊断以及乘客信息服务进行综合处理，它应用总线技术把分布于各个车辆内部、独立完成特定功能的控制单元互连起来形成局域网，以实现资源共享、协同工作、分散检测和集中操作的目的。整车网络主要通过CAN总线结合Ethernet进行搭建，CAN总线主要完成VCU与RIOM、ACC、PIS、EDCU、BCU、DCU之间的通讯；VCU与DDU之间存在大量的信息交换采用Ethernet可以减少CAN总线的负荷率。在程序调试及数据下载时可直接通过ESU上的Ethernet接口与设备进行通讯，并且可以大大的缩短数据传输时间；两个VCU互为冗余，系统软件完全一致，一个为强主，另一个为弱主，两个VCU的控制和监控程序完全一样；当强主VCU出现故障时，弱主VCU自动接替强主VCU的工作，保证网络设备正常运行。附图说明图1为本技术网络拓扑图。图2为有轨电车车门布置图。图3为硬线信号传输接线图I。图4为硬线信号传输接线图II。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术作进一步说明。如图1所示，一种有轨电车网络控制系统，包括司机室显示单元DDU、以太网交换机ESU、车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU；所述司机室显示单元DDU、车辆控制单元VCU和牵引控制单元DCU之间通过以太网交换机ESU实现相互通讯，所述车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU和制动控制单元BCU之间通过CAN总线实现相互通讯。司机室显示单元DDU、以太网交换机ESU、车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU之间设有硬线连接；当网络故障时，通过硬线实现列车的故障牵引；当网络节点CAN接收器故障时，通过硬线实现节点功能。设有与有轨电车网络控制系统完全一样的冗余系统，两套有轨电车网络控制系统的以太网交换机ESU通过以太网连接，两套有轨电车网络控制系统的车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU和制动控制单元BCU之间通过CAN总线实现相互通讯。整车网络主要通过CAN总线结合Ethernet进行搭建，CAN总线主要完成车辆控制单元VCU与远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU、牵引控制单元DCU之间的通讯。车辆控制单元VCU与司机室显示单元DDU之间存在大量的信息交换采用Ethernet可以减少CAN总线的负荷率。在程序调试及数据下载时可直接通过以太网交换机ESU上的Ethernet接口与设备进行通讯，并且可以大大的缩短数据传输时间。两个车辆控制单元VCU互为冗余，一个为强主，另一个为弱主。当强主车辆控制单元VCU出现故障时，弱主车辆控制单元VCU自动接替强主车辆控制单元VCU的工作，保证网络设备正常运行。CAN网络硬件，节点单元说明：车辆控制单元VCU包括电源模块和控制器模块，安装于司机室操纵台控制柜内。电源模块是将DC24V转为DC12V给控制器模块供电，具有延时断电功能，为避免设备意外断电时打开的故障记录数据文件不能被正确的关闭而导致数据文件被破坏。控制器模块为CAN网络主控制器，用于CAN网络的控制、管理，存储故障/事件信息等。远程输入输出模块RIOM模块为数据采集和控制设备，它采集数字及模拟输入输出信号，从而实现非微机控制单元与人机接口TCMS通讯。本项目中RIOM模块包括：RIOM微机处理模块，数字输入扩展模块，模拟输入模块和数字输出扩展模块。以太网交换机用于扩展以太网口，安装于驾驶室操纵台控制柜内。人机接口TCMS通过司机室显示单元DDU触控屏实现，司机室显示单元DDU安装于驾驶室操纵台正前方。每个司机室设一个司机显示单元DDU，与车辆控制单元VCU通过以太网相连。车辆控制单元VCU将有轨电车的运行状态以及故障信息实时发送到司机显示单元DDU显示，帮助司机掌握列车当前的状态及进行部分故障排除操作，另外供维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有轨电车网络控制系统，其特征在于：包括主系统和冗余系统，主系统和冗余系统配置相同；主系统包括司机室显示单元DDU、以太网交换机ESU、车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU；所述司机室显示单元DDU、车辆控制单元VCU和牵引控制单元DCU之间通过以太网交换机ESU实现相互通讯，所述车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU和制动控制单元BCU之间通过CAN总线实现相互通讯；主系统和冗余系统的以太网交换机ESU通过以太网连接，主系统和冗余系统的车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU和制动控制单元BCU之间通过CAN总线实现相互通讯。

【技术特征摘要】
2015.12.04 CN 20152099517271.一种有轨电车网络控制系统，其特征在于：包括主系统和冗余系统，主系统和冗余系统配置相同；主系统包括司机室显示单元DDU、以太网交换机ESU、车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统PIS、电子车门控制单元EDCU、制动控制单元BCU；所述司机室显示单元DDU、车辆控制单元VCU和牵引控制单元DCU之间通过以太网交换机ESU实现相互通讯，所述车辆控制单元VCU、牵引控制单元DCU、远程输入输出模块RIOM、空调控制单元ACC、乘客通信信息系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡娜，黄津，林水强，
申请(专利权)人：广州电力机车有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44