一种动车组控制系统融合架构技术方案

本发明专利技术提供了一种动车组控制系统融合架构，包括：若干个以太网列车骨干网关，以及与以太网列车骨干网关连接的若干个以太网车辆编组网关，若干个以太网车辆编组网关之间串联；以太网车辆编组网关的类型分为端车网关和中间车网关，端车网关设置在前端和尾端车辆上，中间车网关设置在中部段车辆上；在每个以太网车辆编组网关上设置有一融合控制器，融合控制器上集成有LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板。本申请通过梳理车辆控制功能，对功能进行归类划分，按照执行装置、车辆控制、列车控制三个层面构成车辆控制架构，通过功能在车辆控制单元内集中部署，实现原有多个控制单元逻辑功能的整合，减少跨系统交互延时，增加控制的精确性。精确性。精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种动车组控制系统融合架构


[0001]本申请属于轨道交通装备整车
，具体地讲，涉及一种动车组控制系统融合架构。

技术介绍

[0002]当前的列车整车设计是以成熟的网络控制、牵引、制动、车门、空调等子系统产品为前提，通过适当调整接口，自底向上完成整车设计。配置上来说，各子系统分布在不同的车辆内，每个端车至少设置有一个网络中央控制单元(CCU)，每个车至少设置一个制动控制单元(BCU)，每个动车至少设置一个牵引控制单元(TCU)。各个子系统的控制单元相互独立运行，通过列车网络网络(TCMS)互联实现整列动车组功能。对车辆的控制往往是体现在对某个设备，或者是某几个系统设备控制。
[0003]在当前架构中，不同的系统所属
不同，技术路线不同，长时间形成了不同系统独立发展的格局，然而从整车角度来讲，按系统划分后，每个系统需要设计专有的控制单元等硬件资源。这样就造成列车上面的控制单元数量较多，控制单元之间在功能上需要通过列车网络进行数据交互，而较多的控制单元造成列车拓扑结构复杂，信号的采集和控制接线较多会造成列车布线复杂；另外，某些功能的实现仅靠系统内的控制单元无法实现，还需要跨系统进行信号交互、信号跨系统传输，这就在一定程度上降低了实时性。因此，需要从列车控制功能层面进行考虑，尽量减少列车子系统之间的重复控制。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种动车组控制系统融合架构，以至少解决当前列车拓扑结构复杂，信号的采集和控制接线较多造成列车布线复杂的问题。
[0005]根据本申请的第一个方面，提供了一种动车组控制系统融合架构，包括：
[0006]若干个以太网列车骨干网关，以及与以太网列车骨干网关连接的若干个以太网车辆编组网关，若干个以太网车辆编组网关之间串联；以太网车辆编组网关的类型分为端车网关和中间车网关，端车网关设置在前端和尾端车辆上，中间车网关设置在中部段车辆上；
[0007]在每个以太网车辆编组网关上设置有一融合控制器，融合控制器上集成有LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板。
[0008]在一实施例中，融合控制器上还设置有一板卡，LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板之间通过板卡传输数据进行信息交互。
[0009]在一实施例中，设置在端车网关上的融合控制器上还集成有一CCU控制主板。
[0010]在一实施例中，在端车网关上连接有无线传输装置和显示器。
[0011]在一实施例中，融合控制器与以太网车辆编组网关的接口为双通道冗余通信的安全数据传输接口。
[0012]在一实施例中，融合控制器上接设有一监控设备，用于实时监控车辆内部。
[0013]在一实施例中，融合控制器上设置有一信号采集器，信号采集器用于采集列车线
路信号和硬线信号。
[0014]在一实施例中，在融合控制器上还包括一通信设备。
[0015]在一实施例中，通讯设备中包括至少两路冗余设计的电路。
[0016]在一实施例中，LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板之间采用双机热备冗余架构，LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板上的接口包括至少两路冗余设计的电路。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本申请提供的一种动车组控制系统融合架构拓扑图。
[0019]图2为本申请实施例中融合控制器内部结构图。
[0020]图3为本申请实施例中动车组功能层级示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]近年来，随着嵌入式计算机技术的发展，具有低功耗、多核、安全架构的计算机芯片种类繁多，能够满足列车复杂逻辑的处理需求，为复杂、多样、智能化的应用逻辑提供了技术支撑。
[0023]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本申请提供了一种动车组控制系统融合架构，包括：
[0024]若干个以太网列车骨干网关，以及与以太网列车骨干网关连接的若干个以太网车辆编组网关，若干个以太网车辆编组网关之间串联；以太网车辆编组网关的类型分为端车网关和中间车网关，端车网关设置在前端和尾端车辆上，中间车网关设置在中部段车辆上；
[0025]在每个以太网车辆编组网关上设置有一融合控制器，融合控制器上集成有LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板。
[0026]在一具体实施例中，如图1所示，动车组列车以一定数目的车厢为单位构成牵引单元，例如第1
‑
4车厢为第一牵引单元，第5
‑
8车厢为第二牵引单元，每个牵引单元内的车厢数量都是可调整的。牵引单元之间采用列车及骨干网ETB实现列车动态配置，在每个牵引单元上设置一个以太网列车骨干网关(ETBN)，在牵引单元内部采用车辆编组以太网ECN，ECN上设置车辆编组以太网节点ECNN(以太网车辆编组网关)，ECNN设置在每个车厢内，ECNN串联后与ETBN连接。其中：
[0027]BCU
‑
制动控制单元、CCU
‑
中央控制单元、DCU
‑
门控制单元、ETB
‑
列车级骨干网、ETBN
‑
列车级骨干网节点、ECN
‑
车辆编组以太网、ECNN
‑
车辆编组以太网节点、FAS
‑
火灾报警系统、HADS
‑
轴温检测装置、HMI
‑
显示器、HVAC
‑
空调、IOM输入输出模块、WTD
‑
无线传输装置、
TCU
‑
牵引控制单元、BC
‑
充电机控制装置。
[0028]在一具体实施例中，每个ECNN上设置有一融合控制器和其他控制设备，如图2所示，融合控制器上集成有逻辑控制单元功能(LCU主板)、制动控制单元部分功能(BCU制动控制主板)、牵引控制单元部分功能(TCU牵引控制主板)，内部具有相关的逻辑模块，因此，车厢内无需再单独设置BCU和TCU等控制单元。
[0029]在一实施例中，融合控制器上还设置有一板卡，LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板之间通过板卡传输数据进行信息交互。
[0030]在一具体实施例中，融合控制器上还设置有以板卡，在实际应用中，统一几项上的控制模块(主板)之间能够通过板卡传输数据，起到降低通信延迟，提高系统可靠性的作用。
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动车组控制系统融合架构，其特征在于，包括：若干个以太网列车骨干网关，以及与所述以太网列车骨干网关连接的若干个以太网车辆编组网关，若干个所述以太网车辆编组网关之间串联；所述以太网车辆编组网关的类型分为端车网关和中间车网关，所述端车网关设置在前端和尾端车辆上，所述中间车网关设置在中部段车辆上；在每个所述以太网车辆编组网关上设置有一融合控制器，所述融合控制器上集成有LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板。2.根据权利要求1所述的动车组控制系统融合架构，其特征在于，所述融合控制器上还设置有一板卡，所述LCU主板、牵引控制主板和制动控制主板之间通过所述板卡传输数据进行信息交互。3.根据权利要求1所述的动车组控制系统融合架构，其特征在于，设置在端车网关上的所述融合控制器上还集成有一CCU控制主板。4.根据权利要求1所述的动车组控制系统融合架构，其特征在于，在所述端车网关上连接有无线传输装置和显示器。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏好广，高枫，张顺广，卢宏康，王海琦，杨先超，夏菲，李洋涛，张波，曹宏发，杨伟君，蔡田，殷振环，张瑞芳，
申请(专利权)人：北京纵横机电科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所铁科纵横天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：