專利名稱：電傳動內燃動車組列車及重聯列車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及列車網絡控制技術，尤其涉及一種電傳動內燃動車組列車及重聯列車。
背景技術：
隨著列車及網絡控制技術的不斷成熟，現代列車采用網絡控制系統來實現列車上信息的傳輸以及對列車可靠性地控制。現在的列車網絡控制系統多分為兩級，列車級及車輛級，其中列車級總線有列車通訊網絡(TrainCommunication Network,簡稱TCN)的絞線式列車總線(Wire Train Bus,簡稱WTB)、世界工廠儀表協議(World Factory InstrumentProtocol，簡稱WorldFIP)列車總線等，主要用于經常相互連掛和解連的重聯列車之間。車輛級總線有TCN的多功能車輛總線(Multifunction Vehicle Bus，簡稱MVB)、WorldFIP車輛總線等，主要用于車輛級的數據通信，列車內進行通信的各設備都連接至車輛總線上，同時在各設備之間又有控制器局域網絡(Controller Area Network,簡稱CAN)總線、局部操作網絡(LocalOperatingNetwork,簡稱 LonWorks)總線和 RS485 總線等。目前我國電傳動內燃動車組列車網絡控制系統中，列車內的各設備如果要連接到車輛總線的網絡上來，設備的接口需與車輛總線的接口相同。例如:一個列車內部采用多功能車輛總線MVB，實現一個車輛內各功能控制單元之間的數據通訊，各功能控制單元的接口需具有MVB接口，通過MVB接口連接到車輛總線MVB上來。因此選擇設備時，需選擇具有MVB接口的設備，或向廠家定制具有MVB接口的設備，或對設備的接口進行改造，以使設備之間能夠通過車輛總線MVB進行數據通信。綜上，現有電傳動內燃動車組列車網絡控制系統中，列車內連接到車輛總線上的設備需具有與車輛總線相同的接口，不同網絡接口的設備不能在同一個車輛總線網絡中實現設備與設備之間的通信，導致具有不同接口的設備無法在列車上使用，限制了列車使用設備的范圍。

實用新型內容本實用新型提供一種電傳動內燃動車組列車及重聯列車，能夠實現不同接口的設備在同一個車輛總線網絡中進行數據通信。本實用新型一方面提供一種電傳動內燃動車組列車，包括車輛總線，所述車輛總線上連接有第一類設備單元和第二類設備單元，其中，所述第一類設備單元的接口與所述車輛總線的接口不同，所述第二類設備單元的接口與所述車輛總線的接口相同；所述第一類設備單元與所述車輛總線之間通過網關模塊連接，所述第二類設備單元與所述車輛總線之間直接相連。如上所述的電傳動內燃動車組列車中，所述車輛總線上連接有兩個互為冗余的車輛控制單元VCU，所述兩個車輛控制單元VCU分別位于所述列車兩端的司機室內。如上所述的電傳動內燃動車組列車中，所述車輛總線上連接有兩個互為冗余的人機接口設備HMI，所述兩個人機接口設備HMI分別位于所述列車兩端的司機室內。如上所述的電傳動內燃動車組列車中，所述車輛總線上連接有輸入輸出模塊R10M，所述輸入輸出模塊RIOM通過控制線路連接有被控設備。如上所述的電傳動內燃動車組列車中，所述網關模塊為多種接口的網關模塊，以使具有不同接口類型的多個所述第一類設備單元可通過一個所述網關模塊進行連接。本實用新型另一方面提供一種重聯列車，包括兩個以上所述的電傳動內燃動車組列車，所述兩個列車重聯運行；所述兩個列車之間連接有列車總線，且兩個列車的車輛總線均與所述列車總線連接。如上所述的重聯列車中，所述列車總線為絞線式列車總線WTB，所述車輛總線為多功能車輛總線MVB ；所述多功能車輛總線MVB與所述絞線式列車總線WTB通過TCN網關連接。如上所述的重聯列車中，所述絞線式列車總線WTB為采用互為冗余的兩路絞線式列車總線WTB ；所述多功能車輛總線MVB為采用互為冗余的兩路多功能車輛總線MVB。如上所述的重聯列車中，所述TCN網關為采用互為冗余的兩個TCN網關。本實用新型提供的電傳動內燃動車組列車及重聯列車，通過設置網關模塊，可使不同網絡接口的設備在一個車輛總線網絡中實現數據通信。

圖1為本實用新型一實施例提供的電傳動內燃動車組列車的網絡控制系統拓撲圖。
具體實施方式
本實用新型一實施例提供一種電傳動內燃動車組列車，包括車輛總線，車輛總線上連接有第一類設備單元和第二類設備單元，其中，第一類設備單元的接口與車輛總線的接口不同，第二類設備單元的接口與車輛總線的接口相同；第一類設備單元與車輛總線之間通過網關模塊連接，第二類設備單元與車輛總線之間直接相連。具體的，如圖1所示，車輛總線為多功能車輛總線MVB，車輛總線MVB構成MVB網絡。列車中的設備包括:車輛控制單元VCU、人機接口設備HM1、柴油機控制器FFR、靜液壓系統HCU、門控單元EDCU1、門控單元EDCU2等，其中車輛控制單元VCU、人機接口設備HMI與車輛總線MVB的接口相同，具有MVB接口，為上述的第二類設備單元，可通過MVB接口直接連接到車輛總線MVB上；柴油機控制器FFR及靜液壓系統HCU具有CAN總線接口，門控單元ED⑶I及門控單元ED⑶2具有RS485接口，為上述的第一類設備，其接口不同于車輛總線MVB的接口，均需通過網關模塊連接到MVB總線上，具體的，柴油機控制器FFR上的CAN接口通過CAN總線與MVB/CAN/RS485網關模塊上的CAN接口連接，MVB/CAN/RS485網關模塊上的MVB接口再連接到MVB總線上；靜液壓系統HCU通過CAN總線與MVB/CAN/RS485網關模塊上的CAN接口連接，門控單元EDCUl及門控單元EDCU2通過MVB/CAN/RS485網關模塊的RS485接口連接到車輛總線MVB上。因此，本實施例通過網關模塊，可以將非MVB接口的設備連接到MVB總線上，從而可在一個MVB網絡上同時使用不同接口的設備。本實施例中，兩個不同接口的設備通過網關模塊進行通信的過程如下:兩個設備分別通過網關模塊與MVB總線連接，該兩個設備可將信息通過網關模塊傳輸到MVB總線上，并通過與MVB總線連接的車輛控制單元VCU進行通信。例如:靜液壓冷卻系統HCU需要讀取柴油機控制器FFR的相關信息，但兩個設備無法直接進行通信，柴油機控制器FFR的信息可通過網關模塊發送到MVB總線上，由車輛控制單元VCU讀取MVB總線上的柴油機控制器FFR的信息，并將與靜液壓冷卻系統HCU相關的信息再發送到MVB總線上，由靜液壓系統HCU再通過其連接的網關模塊接收其需要的數據，從而解決了靜液壓冷卻系統HCU與柴油機控制器FFR通信的問題。本實施例中，為了減少設備，降低成本，可采用具有多種接口的網關模塊，以使具有不同接口類型的多個第一類設備單元可通過一個網關模塊進行連接。如靜液壓冷卻系統和門控單元共同使用一個網關模塊。具體的，如圖1中，MVB/CAN/RS485網關模塊具有MVB接口、CAN接口以及RS485接口，因此，具有CAN總線接口的靜液壓系統HCU，具有RS485總線接口的門控單元ED⑶I及門控單元ED⑶2共同通過一個MVB/CAN/RS485網關模塊連接到車輛總線MVB上，通過該網關模塊中的軟件對所連接的設備進行區分。本實施例中網絡控制系統還采用了網絡與電路結合的控制方式，實現網絡與傳統電路的技術冗余。具體的，可在車輛總線上連接有輸入輸出模塊R10M，輸入輸出模塊RIOM通過控制線路連接有被控設備。網絡上的控制命令可通過RIOM模塊傳輸到被控設備上，同時設備的狀態可通過RIOM傳輸到車輛總線上，若網絡出現故障，則被控設備可直接通過控制線路來控制，實現網絡與傳統電路的技術冗余。如圖1中，連接到車輛總線MVB上的輸入輸出模塊RIOM，RIOM模塊具有MVB接口，直接連接到MVB總線上，然后RIOM模塊還通過導線連接有火災報警器FAS及空氣制動系統PBS，火災報警器FAS及空氣制動系統PBS的狀態通過RIOM模塊傳輸到MVB總線上。同時，MVB總線上的車輛控制單元VCU也可發送控制信號給RIOM模塊，RIOM模塊根據接收到的信號來控制火災報警器FAS及空氣制動系統PBS，若MVB總線出現故障，可以自動切換到傳統電路控制模式，確保列車穩定運行。為保證系統運行的可靠性，本實施例采用了冗余技術，該冗余技術為雙機熱備冗余技術，雙機熱備冗余技術為:兩個完全相同且獨立的單元都能獨立完成規定的功能，正常工作時，兩個單元都通電工作，但只有主單元的輸出能控制被控對象，備用單元的輸出無效。一旦主設備故障，從設備在規定的時間內作為主設備實現對車輛的控制，增加了列車控制網絡的可靠性。本實施例中，車輛控制單元VCU及人機接口設備HMI均采用冗余技術。如圖1所示，在網絡拓撲兩端各有一個車輛控制單元VCU，該兩個車輛控制單元V⑶為雙機熱備冗余，分別位于列車兩端的司機室內，該裝置具有列車監測功能和列車監控功能，如對牽引系統、制動系統、柴油機及靜液壓系統等子系統的監控，兩個車輛控制單元VCU的列車監控功能相互冗余，一個工作在主模式，另一個工作在從模式，默認配置為首先上電的V⑶為主V⑶，若同時上電，有司機的司機室內的V⑶為主V⑶。主V⑶與從VCU運行相同的程序，且從VCU監視主VCU的狀態，在主VCU發生故障時，隨時接過主VCU的工作，實施VCU主從轉換。在發生主從轉換時，MVB通信中斷時間不超過6s。本實施例中，如圖1所示，在網絡拓撲的兩端各有一個人機接口設備HMI，HMI是網絡拓撲結構中的終端設備，用于顯示動車組運行時的相關參數、柴油機故障信息、各車通信網絡狀態。相關參數包括:本車車號、工況、當前速度、當前日期時間、各車柴油機信號、各車設備狀態信號等。各車設備是指裝于各車廂并參與車輛級總線通信的牽引系統、火災預警系統、輔助系統、車門等。HMI還用于查閱以往的故障記錄、修改系統時間，超載報警及其顯示。通過HMI能夠查看列車信息，是列車的人機接口，本實施例采用兩個人機接口設備HMI，這兩個人機接口設備HMI互為冗余，分別位于列車兩端的司機室內，上電時司機室兩端的HMI同時激活。但只有司機室占用端的HMI才能進行命令操作(例如:開門和關門)。本實施例中，車輛總線MVB為采用互為冗余的兩路多功能車輛總線MVB，具體是采用帶有冗余傳輸線的串行數據總線，該串行數據總線分為兩路互為冗余的電纜，電纜在中間的連接部分采用兩個獨立的連接器進行連接，這樣，數據在傳輸過程中可實現冗余傳輸，減少數據丟失率，增加數據傳輸的可靠性。本實施例中的車輛總線采用TCN的MVB車輛總線，本領域技術人員可以理解，車輛總線有MVB車輛總線、WorldFIP車輛總線等，在各設備之間又有CAN總線、LonWorks總線和RS485總線等。因此，列車上的車輛總線及各設備間的總線類型不做限制。本實用新型提供的電傳動內燃動車組列車，通過設置網關模塊，可使不同網絡接口的設備在一個車輛總線網絡中實現數據通信。本實用新型另一實施例提供一種重聯列車，包括有兩個上述實施例中所述的電傳動內燃動車組列車，兩個列車重聯運行，重聯的列車間的網絡控制系統為分層網絡構架，在列車之間連接有列車總線，兩個列車內的車輛總線與列車總線連接，可以實現列車間的數據通信。絞線式列車總線WTB具有可變的拓撲結構，能夠自適應列車編組變化，主要用于經常互相聯掛和解編的重聯車輛，因此本實施例所用的列車總線為絞線式列車總線WTB，列車內的車輛總線為多功能車輛總線MVB，車輛總線MVB與列車總線WTB通過TCN網關連接，本實施例中，列車總線WTB為采用互為冗余的兩路絞線式列車總線WTB，車輛總線MVB為采用互為冗余的兩路多功能車輛總線MVB。具體的，列車總線WTB及車輛總線MVB均為帶有冗余傳輸線的串行數據總線，串行數據總線分為兩路互為冗余的電纜，電纜的中間連接部分采用兩個獨立的連接器進行連接，這樣，數據在傳輸過程中可實現冗余傳輸，增加數據傳輸的可靠性。本實施例中，連接車輛總線MVB與列車總線WTB的TCN網關為采用互為冗余的兩個TCN網關，若一個TCN網關出現故障，另一個TCN網關接替另一個TCN網關工作。如圖1中的GW，Gff為兩個互為冗余的TCN網關，車輛總線MVB通過GW連接到列車總線WTB上。本實施例中，每個列車都有兩個互為冗余的車輛控制單元VCU’重聯時，有司機的司機室內的列車VCU為主VCU，其余的VCU都為從VCU。同樣的，每個列車都有兩個互為冗余的人機接口設備HMI，重聯時，有司機的司機室內的人機接口設備HMI才能進行命令操作。本領域技術人員可以理解，列車或機車重聯級總線有TCN的WTB列車總線、Wor I dF IP列車總線和以太網等，因此列車間的總線不限于列車總線WTB，也可采用WorldFIP列車總線和以太網等.[0039]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
權利要求1.一種電傳動內燃動車組列車，其特征在于，包括車輛總線，所述車輛總線上連接有第一類設備單元和第二類設備單元，其中，所述第一類設備單元的接口與所述車輛總線的接口不同，所述第二類設備單元的接口與所述車輛總線的接口相同； 所述第一類設備單元與所述車輛總線之間通過網關模塊連接，所述第二類設備單元與所述車輛總線之間直接相連。
2.根據權利要求1所述的電傳動內燃動車組列車，其特征在于，所述車輛總線上連接有兩個互為冗余的車輛控制單元VCU，所述兩個車輛控制單元VCU分別位于所述列車兩端的司機室內。
3.根據權利要求1所述的電傳動內燃動車組列車，其特征在于，所述車輛總線上連接有兩個互為冗余的人機接口設備HMI，所述兩個人機接口設備HMI分別位于所述列車兩端的司機室內。
4.根據權利要求1所述的電傳動內燃動車組列車，其特征在于，所述車輛總線上連接有輸入輸出模塊RIOM，所述輸入輸出模塊RIOM通過控制線路連接有被控設備。
5.根據權利要求1所述的電傳動內燃動車組列車，其特征在于，所述網關模塊為多種接口的網關模塊，以使具有不同接口類型的多個所述第一類設備單元可通過一個所述網關模塊進行連接。
6.—種重聯列車,其特征在于,包括兩個權利要求1-5中任一所述的電傳動內燃動車組列車，所述兩個列車重聯運行； 所述兩個列車之間連接有列車總線，且所述兩個列車的車輛總線均與所述列車總線連接。
7.根據權利要求6所述的重聯列車，其特征在于，所述列車總線為絞線式列車總線WTB，所述車輛總線為多功能車輛總線MVB ； 所述多功能車輛總線MVB與所述絞線式列車總線WTB通過TCN網關連接。
8.根據權利要求7所述的重聯列車，其特征在于，所述絞線式列車總線WTB為采用互為冗余的兩路絞線式列車總線WTB ； 所述多功能車輛總線MVB為采用互為冗余的兩路多功能車輛總線MVB。
9.根據權利要求7或8所述的重聯列車，其特征在于，所述TCN網關為采用互為冗余的兩個TCN網關。
專利摘要本實用新型提供一種電傳動內燃動車組列車及重聯列車，所述的電傳動內燃動車組列車包括車輛總線，所述車輛總線上連接有第一類設備單元和第二類設備單元，其中，所述第一類設備單元的接口與所述車輛總線的接口不同，所述第二類設備單元的接口與所述車輛總線的接口相同；所述第一類設備單元與所述車輛總線之間通過網關模塊連接，所述第二類設備單元與所述車輛總線之間直接相連。本實用新型提供的電傳動內燃動車組列車及重聯列車，通過設置網關模塊，可使不同網絡接口的設備在一個車輛總線網絡中實現數據通信。
文檔編號B61C9/24GK202944335SQ20122068170
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者周紀超, 石華, 張闖 申請人:唐山軌道客車有限責任公司