CRH2型动车组车厢通信网络.docx
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CRH2型动车组车厢通信网络
CRH2型动车组车厢通信网络
CRH2型动车组车厢内部智能设备与列车网络节点之间采用点对点方式连接。
牵引装置、制动装置和空调装置等通过网络接口连接到列车总线。
11.4.1车厢级网络结构
车厢级网络指中央装置/终端装置与车厢内设备之间信息交换的通道。
中央装置/终端装置与设备之间采用点对点通信方式，牵引变流器（CI，ConverterInverter）、制动控制单元（BCU，BrakeControlUnit）与终端装置采用光纤连接，其他设备与中央装置、终端装置采用电流环方式连接。
表11.12为设备配置表。
表11.12CI/BCU与终端装置配置表
项目
T1c-1
M2-2
M1-3
T2-4
T1k-5
M2-6
M1s-7
T2c-8
中央
终端
终端
终端
终端
终端
终端
终端
终端
中央
BCU
○
○
○
○
○
○
○
○
CI
○
○
○
○
车厢内部设备与列车网络节点之间采用点对点方式通信，适用多种通信协议，包括20mA电流环、30mA电流环及高级数据链路控制HDLC方式，见图11.22车厢级网络结构。
11.4.2车厢级网络设备及配置
中央装置和终端装置由光纤连接.采用不易发生故障的双向环形回路传输信息。
当发生2处以上的线路故障时，可以继续由其他连接线路进行传输。
另外，还设有备份传输线（自我诊断传输线），当环形网络发生故障时可以传输控制指令，对各设备进行控制。
表11.13给出中央装置和终端装置所连接的设备。
表11.13中央装置和终端装置连接设备
项目
T1c-1
M2-2
M1-3
T2-4
T1k-5
M2-6
M1s-7
T2c-8
中央
终端
终端
终端
终端
终端
终端
终端
中央
终端
显示控制装置
○
○
○
IC卡读写装置
○
○
乘客信息显示器
○
○
○
○
○
○
○
○
速度传感器（SG）
○
○
联挂/解挂控制盘
○
○
LKJ20（）O装置
○
○
距离检测装置
○
配电盘
○
○
○
○
○
○
○
○
空调显示设定器
○
○
○
○
○
○
○
○
侧面目的地显示器
○
○
○
○
○
○
○
○
辅助电源装置
○
○
车号显示器
○
○
○
○
○
○
○
○
制动控制装置
○
○
○
○
○
○
○
○
牵引变流器
○
○
○
○
无线收音装置
○
自动广播装置
○
11.4.2.1司机室显示单元
司机室显示单元由显示控制装置和列车信息显示器组成，它们之问由双绞屏蔽线连接，通过电流环接口传输信息。
并根据各车辆的监视器信息，进行前端、后端标志灯及显示灯的点灯、灭灯控制。
列车信息显示器通过显示控制装置由双绞屏蔽线连接到中央装置，进行目的地、中途停车站等各种引导文字及故障信息的接收和发送。
司机室显示装置布置见图11.23。
11.4.2.2牵引控制单元
列车牵引控制信息由车辆信息传输线（各中央、终端装置光节点之间）及各脉冲设备之间的传输线（牵引变流器、制动控制装置之间）来传输状态信息。
牵引指令系统采用串行传输方式，主要有：
前进、后退，牵引制动等指令（表11.14）。
表11.14牵引控制指令一览表
指令
光传输
用途
CI传输
BCU传输
中央接点
终端接点
前进牵引
○
○
接点信号用于CI传输的备份
后退牵引
○
○
接点信号用于CI传输的备份
牵引、牵引挡
○
○（9）
○（A，B）
BCU传输信号用于防止空转时的滑行误检测牵引A、B用于CI传输的备份
定速
○
空挡
○
○
复位
○
○（6M）
接点信号用于ACOCRRI/GRR3复位和CI传输的备份。
还共用于辅助电源复位。
高加速
○
接通制动设定器
发出运行指令信号条件
救援
发出救援指令信号条件发出运行指令信号条件
受电弓下降/受电弓上升
○
VCB切断/VCB接通
○
电源感应/电源感应复位
○
压缩机断开复位/压缩机断开
○
M2断开/复位/M1断开
○
供电条件/受电条件成立
辅助电源感应控制用
ACK2接通
○
3次电源感应输出
BKK（三相AC400V线间）断开
○
BKK断开输出
BKK（三相AC400V线间）断开
○
BKK接通输出
ACVR1
○
BKK控制用
ACVR2
○
BKK控制用
过分相预告信号
○
过分相强制信号
○
过分相区间
○
受电弓下降
○
11.4.2.3制动控制单元
本车辆的制动装置是采用再生制动的电气指令式空气制动装置。
设置在制动控制装置内的制动控制单元（BCU）采用微处理器数字运算处理方式。
来自驾驶台的制动指令通过中央装置、由光纤传输到终端装置，根据各车厢的负荷信号及速度信息计算出需要的制动力，对电气制动力、空气制动力进行控制。
关于与再生制动的协调采用延迟控制，负担一部分的拖车制动力。
制动控制基本原理见图11.24，制动控制基本流程见图11.25。
（1）制动控制装置主要控制内容
①利用电空变换阀控制制动气缸压力
②滑行检测及再黏着控制（电空制动、空气制动控制）
③电动空气压缩机的控制
④紧急制动压力的控制
⑤制动监控
⑥监控器输出功能
（2）制动控制装置主要功能
①制动力切换功能
②打滑再次黏着功能（空气压力控制式）
③对应负荷功能
④耐雪制动控制功能
⑤不足、不缓解检测功能
⑥监视功能
⑦故障信息保存功能
⑧其他车辆制动输出功能（从动车向拖车的EP阀指令功能）
（3）制动控制装置性能描述
来自司机室的制动指令，通过中央装置、终端装置由光纤传输收信，对各车的荷重信
号和来自速度情报的制动力加以演算，并对电气制动力和空气制动力进行控制。
与电气
制动相协调，也采用负担一部分T车制动力的滞后控制。
①与传输终端装置的通信机能
a.从终端装置接收常用制动指令等的信号，应答制动控制等的情报（状态数据）。
b.从终端装置接收空挡指令以及车上检查用的模拟速度信号，并使用模拟速度信号1来确认定置方面的各速度范围的制动特性。
c.把制动控制器内部的时钟与终端装置送来的日时情报进行对合。
②监视机能
制动控制器在检测故障时，把故障检测时的-5.O～2.0s（取样周期100ms）的内部控制状态进行储存。
可以储存的最大件数为5件，从最初的故障到第5件故障的显示数据在清除之前保存。
第6件以下用渐进方式，从旧的显示数据起顺序更新。
但是，最老的数据（第1件）不更新。
显示数据的清除，可以用制动控制器前面的开关进行操作。
（4）制动功能的实现
车辆总线与制动控制装置的传输使用光纤方式H-PCF200/230，控制传输部经由车辆信息传输线向制动控制装置等传输从驾驶台输入的控制指令。
在监视器部的动作模式为维修模式时（车上试验执行模式），可根据从监视器部接收的指令发出控制指令。
制动控制装置通过监视器跟踪，采样间隔100ms，跟踪时间10s，监视器取样的跟踪数据为3次（记录最初的1次和最后的2次），检测记录数据100次。
常用制动指令是经由光纤传输来受信的，光纤传输的制动控制指令项目见表11.15。
表11.15光传输的制动控制指令项目一览表
线编号
指令
光传输
用途等
CI传输
BCU传输
中央接点
终端接点
61～67
常用制动器
○
○（61M）
○（A,B）
61M线接点信号用于胎面清扫装置（配电盘）
常用制动器A,B用于BCU传输的备用
157
耐雪制动器
○
10
电制动
○
ATP发出的制动指令通过列车信息传输系统的网络传输线及固定接线输入到制动控制装置中。
光节点与制动控制装置之间的传输：
①通过点对点连接进行的光纤2线式半双重传输
②轮询选择方式
③传输周期10ms
④适用光纤H-PCF200/230
⑤HDLC方式192kbit/s
11.4.2.4辅助制动控制单元
辅助制动控制装置是在指令系统发生故障而失效，不能使用通常制动时备用的制动装置。
制动指令采用电气指令方式，辅助制动也采用以电压控制的电气指令方式。
该制动的目的是：
当BCU出现故障时，也能够使空气制动动作，让列车维持行驶。
该制动系统在两头车的辅助制动器模板发生器输出的模板电压的作用下进行。
辅助制动器模板发生器的电源使用辅助电源装置交流输出，对通过制动器设定器的变速段产生的模板电压进行切换。
使用辅助制动器时的操作是指：
将通常处于“断开”状态的SBNl（操纵台）与SBN2（配电盘）切换到“接通”状态。
辅助制动装置，投入NFB（SBNl）的同时，有头车制动指令用辅助制动模式发生器（SBT）传输来的该模式电压，按驾驶台司机制动控制器的等级给牵引线加压。
本装置预先调为使得各车用的辅助制动模式发生器（ASBT），按照牵引线所受的电压能得到各车辆形式的制动力，且预先安排能发生相当于所需BC压力的EP阀电流。
在辅助制动模式发生器备有头车指令用（SBT）及各车组件用（ASBT）两种。
只限于头车动作辅助制动功能。
基本结构如图11.26所示。
头车指令用（SBT）及组件用（ASBT）的功能
（1）头车指令用（SBT）
在司机室机罩内设置，由变压器和电抗器构成。
使电源（AC100V）升压，用司机制动控制器来选择变压器二次侧的分接抽头，选定适合于制动等级的制动模式电压而传输到各车辆。
电抗器的作用是转换等级时，能发挥抑制变压器二次面分接抽头的短路电流功能。
（2）各车组件用（ASRT）
它在分电箱内，由变压器和整流器等构成。
在这里进行从操纵台传输来的制动模式电压的降压、整流处理，且励磁各车制动控制装置内的EP阀，使它发生BC压力。
使用辅助制动时，投入平时被开放的辅助制动断路器SBN1（操纵台）和SBN2（配电盘）时，辅助制动继电器（SBNR）被励磁。
在选择好的司机台使用制动设定器时，根据手柄位置，开始工作，从辅助制动模式产生器（操纵台用）向贯穿线输出交流电压。
辅助制动模式产生器（各车辆用）将贯穿线的电压变压、整流后，供给制动控制装置，直接控制EP阀。
由此构成不经由信息传输装置的制动控制路径。
由于SBNR的接点变为打开状态、指令线变为非加压，再生制动不会发挥作用。
11.4.2.5空调控制单元
空调系统框图见图11.27。
空调的控制通过变频装置来进行，变频装置对温度传感器检测到的车内温度与空调设定温度进行比较，根据其结果进行空气调节。
空调显示设定器显示从车上监视装置传输的内容，并向变频装置发出空气调节指令。
同时，空调显示设定器还显示从变频装置传来的状态信息，并将信息传输到车上监视装置。
也就是说，空调显示设定器起到了在车上监视装置与变频装置之间传输数据的作用。
进行与空调相关的各种设定时，可优先采用来自车上监视装置信息以及空调显示设定器本身设定的指令或数值后设定的指令或数值。
空调显示设定器在操作上有“通用模式”与“维修模式”两种。
两种模式的切换通过面板上的“维修模式”开关进行。
通用模式：
由司机操作，进行空调模式的设定与温度设定。
维修模式：
由维修人员操作，通过CH与DATA显示读取各种信息。
（1）与车上监视装置间的传输
空调与车辆监视装置的传输规格见表11.16。
表11.16空调与车辆监视装置的传输规格
项目
规格
项目
规格
通信方式
四线式半双工
字符长
起始位：
1位
数据：
8位
校验位：
1位
停止位：
1位
通信速度
9600bit/s
同步方式
同步起止式
①信息控制装置发送数据（到空调）
实时监控用信息（状态数据）请求（SDR），见表11.17SDR数据格式。
表11.17SDR数据格式
试验序号
bit号
内容逻辑
/变换速度
记事
7
6
5
4
3
2
1
0
0
文本种类：
20H（固定）
1
空调运行模式00H：
空调侧优先01H：
送风02H：
制冷03H：
制热04H：
强制制冷05H：
强制制热
2
负荷减半指令00H：
负荷减半指令无
FFH：
负荷减半指令有
3
时间有效
正逻辑
4
年（101）
年（100）
BCD
5
月（101）
月（100）
BCD
6
日（101）
日（100）
BCD
7
时（101）
时（100）
BCD
8
分（101）
分（100）
BCD
9
秒（101）
秒（100）
BCD
10
制冷标准温度设定值
O.5deg/b|t
有效范围：
20.O～Z9.O℃
11
制热标准温度设定值
O.5deg/bit
有效范围：
20,0～29.0℃
12
故障复位00H：
OFF
FFH：
复位（显示3s）
13
（室外气温）
未使用
14
（AS压）
未使用
15
本车
整体
*1：
信息传输装置的电源接通后以及空调显示设定器的传输发生“传输不良”时，将发送OOH（空调侧优先）。
*2：
仅当时间有效位为“1”时，可参照试验（4）～试验（9）的信息。
*3：
通过信息传输装置进行的模式设定内容有效时为“整体：
1”，通过空调显示设定器进行的模式设定内容有效时为“本车：
1”。
*4：
车上监视装置发送数据试验（10）（11）为l的补数。
车上监视装置的电源接通后或者检测到传输不良时，将发送00H。
②空调侧发送数据（到信息传输装置）实时监控用信息（状态数据：
SD）要求，见表11.18SD数据规格。
表11.18SD数据规格
试验
bit号
内容逻辑
/变换速度
记事
7
6
5
4
3
2
1
0
O
文本种类代码：
20H（固定）
1
运行变更00H：
空调侧优先01H：
送风02H：
制冷03H：
制热04H：
强制制冷05H：
强制制热
通常显示为00H。
仅在空调侧设定时，设定规定信号10s。
各标准温度范围：
20.0～29.0℃
2
制冷标准温度变更
O.5deg/bit
3
制热标准温度变更
O.5deg/bit
4
空调运行模式OOH：
无效01H：
送风02H：
制冷：
03H：
制热04H：
强制制冷05H：
强制制熟
SDR试验
（1）、
（2）、
（10）、（11）的值原样设定
5
负荷减半运行OOH：
负荷减半OFF模式
FFH：
负荷减半0N模式
6
制冷控制标准温度
O.5deg/bit
7
制热控制标准温度
O.5deg/bit
8
备用
2号INV
传输
错误
1号INV
传输
错误
备用
备用
备用
备用
备用
9
车内温度
0.5deg/bit
1O
备用
11
备用
备用
UVT1
HT1ON
EF1ON
CF1ON
CP21ON
CP110N
“1”：
运行
“0”：
停止
1号空调装置
INV将#+试验（4）～
试验（7）（重故障）通知的内容发送到监视器。
（轻故障时不发送）
12
OCDC1
0V01
MFV21
CFKF21
0CV21
MFV11
CPKF11
OCV11
“1”：
故障
“0”：
正常
13
备用
INVKF1
AVRF1
OVDC1
STEF1
MFD1
LV01
备用
14
ITH21
1PS21
HPS21
CPTH21
ITH11
1PS11
HPS11
CPTH11
15
GAERC
GAERV1
HKF
CFTH21
HTH1
DRPF1
CFTH11
EFTH1
16
VVVF1运行频率（压缩机用）
1号空调装置
17
CVCF1运行频率（室内，室外送风机用）
18
运行方式00H：
关闭01H：
低→06H：
高
19
备用
20
备用
备用
UVT2
HT2ON
EF20N
CF2ON
CP22ON
CP12ON
“1”：
运行
“O”：
停止
2号空调装置
INV将#+试验（4）～
试验（7）（重故障）通知的内容发送到监视器。
（轻故障时不发送）
21
OCDCZ
OV02
MFV22
CFKF22
OCV22
MFV12
CPKF12
0CV12
“1”：
故障
“O”：
正常
22
备用
INVFK
AVRF2
0VDC
STEF2
MFD2
LV02
备用
23
ITH22
LPS22
HPS22
CPTH22
1TH12
1PS12
HPS12
CPTH12
24
GAERC2
GKERV2
HKF
CFTH22
HTH2
DRPF2
CFTH12
EFTH2
25
VVVF2运行频率（压缩机用）
26
CVCF2运行频率（室内、室外送风机用）
2号空调装置
27
运行方式00H：
关闭01H：
低→06H：
高
28
备用
29
备用
30
备用
31
01H：
适用于新型号冷却器
01H固定
32
备用
33
备用
34
备用
35
备用
（2）空调与变频装置间的传输
①传输规格：
按照RS232C进行数据的收发，传输方式见表11.19。
表11.19传输规格
调制方式
电流回路方式
调制方式
电流回路方式
传输速度
300bit/s
线路电流
“1”（20mA）、“O”（0.5mA）
（“O”时的漏电电流低于O.5mA）
传输方式
同步起止式、循环连续收发
②串行数据规格
a.数据转换
除文本种类以外，将高位4bit、低位4bit转换为ASCⅡ码。
按照文本种类→高位数据→低位数据的顺序传输。
b.文本种类（表11.20）
③空调显示设定器从变频装置接收数据
表11.20文本种类
序号
数据名
文本种类
备注
1
ON/OFF指令
Z（5AH）
空调显示设定器→变频装置
2
制冷标准温度
]（5DH）
空调显示设定器→变频装置
3
制热标准温度
/（2FH）
空调显示设定器→变频装置
4
强制设定指令
[（5BH）
空调显示设定器→变频装置
5
测试设定指令
∧（5EH）
空调显示设定器→变频装置
6
机器信息
#（23H）
空调显示设定器→变频装置
11.4.2.6其他网络接口设备
列车信息传输装置与辅助电源装置接口。
（1）辅助电源装置的连接
在列车信息传输系统和辅助电源装置之间设置自诊断功能接口，由列车信息传输系统实施。
（2）辅助电源装置的故障保护功能有如下保护检测项目
①输入过电流
②变流器过压
③变流器过流
④变流器过载
⑤输出过压
⑥输出低电压
⑦检测接地
⑧输出短路
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