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深圳地铁3号线列车控制与诊断系统评价

李瑞荣;温志强

【摘要】介绍了深圳地铁3号线列车采用的列车控制与诊断系统(TCDS)的网络结

构、主要部件的功能及控制原理,分析了TCDS的优缺点.该系统是一种分布式列车

电子控制系统,由双绞线式列车总线(WTB)、多功能车辆总线(MVB)和RS485串行

总线3个层级构成,能实时、全面、直观地监控列车各子系统的工作状态.

【期刊名称】《城市轨道交通研究》

【年(卷),期】2016(019)007

【总页数】5页(P105-109)

【关键词】地铁;列车通信网络;列车控制与诊断系统

【作者】李瑞荣;温志强

【作者单位】广州铁路职业技术学院,510430,广州;深圳市地铁集团有限公

司,518115,深圳

【正文语种】中文

【中图分类】U231.6

First-author′saddressGuangzhouRailway

Polytechnic,510430,Guangzhou,China

列车控制与诊断系统(TCDS)是专为轨道车辆的控制和故障诊断而设计的。它将分

布于整个列车的各个智能单元联结成一个3层的列车通信网络(TCN)。韩国现代

Rotem有限公司的TCDS采用分布式、模块化的实时总线控制方式,系统设计符合

列车通信网络的IEC61375-1标准,具有高冗余性和可靠性,广泛应用于香港地铁、

台湾地铁、印度新德里捷运、加拿大温哥华架空列车线及深圳地铁龙岗线等。本文

对深圳地铁3号线的TCDS进行分析。

韩国现代Rotem有限公司的TCDS分为列车控制、车辆控制和局部总线控制3个

层级,分别由双绞线式列车总线(WTB)、多功能车辆总线(MVB)和RS485串行总线

实现。WTB用于实现两个单元之间的通信,构成网络列车控制级；MVB用于实现

单元内部的TCDS、牵引系统、制动系统、辅助电源系统等设备间的通信,构成网

络车辆控制级；RS485用于车辆控制单元(VCU)与乘客信息系统(PIS)、车门、空

调间的通信,构成局部总线控制级,使不支持MVB的设备能够方便地接入列车通信

网络。WTB通过专用的网关(VGWS)与MVB相连,进行数据交换。WTB和MVB

的通信线路均采用双通道冗余设计,当一路通信线路出现故障时,系统可自动切换到

另一路通信线路。TCDS网络拓扑结构如图1所示。

一般地铁列车由6节车辆编组组成,每3节为一个单元。其TCDS所需的典型硬件

配置见表1。

2.1中央控制单元(CCU)

CCU是TCDS的核心部件。每列车装有2个CCU,分别位于2个拖车。CCU主要

由中央处理器(VCPUS)、VGWS、存储器板(VMS)、数字输入板(VDIS)、数字输出

板(VDOS)和电源板(VPS)等组成,各板(除VPS外)均通过VME(VersaModule

Eurocard)总线进行通信。CCU具备如下功能:

(1)列车级/车辆级过程控制:负责列车的牵引/制动控制运算,以及空压机启动、空调

启动等一系列控制功能。

(2)通信管理:具有WTB/MVB管理及2个CCU间主/备转移和管理的能力。

(3)显示控制:与显示装置(DU)相关的数据传输。

(4)故障诊断:采集处理与存储列车辅助电源、牵引、制动、车门、乘客信息、广播、

空调等子系统的状态数据和故障数据，并通过DU报告司机或维护人员。

(5)数据记录存储与下载:具有运行记录数据、故障数据、耗电量与公里数数据的存

储与下载功能,同时可利用便携式维护工具(PTU软件)进行在线查看分析。

2.2车辆控制单元(VCU)

VCU与CCU的结构组成基本相同,从网络控制的角度来看,VCU可做CCU的备份。

VCU比CCU少VMS和VDIS,不具备记录功能,另外,两者的接口、软件也不一致。

2.3多功能车辆总线输入输出模块(MVBI/O)

多功能车辆总线输入输出模块(MVBI/O)负责采集列车按钮开关、硬线信号