CRH380BL神經(jīng)系統(tǒng)小探

CRH380BL 型動車組通信網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)整個動車組功能的關(guān)鍵，同時也是其監(jiān)控和診斷的核心。列車通信網(wǎng)絡(luò)(TCN)系統(tǒng)基于IEC61375-1 構(gòu)建，是一個分為兩級的通信網(wǎng)絡(luò)，由列車總線 WTB 和車輛總線MVB 組成，均為兩路冗余。

CRH380BL 型動車組為 16 輛編組，分為 4 個牽引單元，每個牽引單元內(nèi)用MVB 貫穿形成網(wǎng)段。每個 MVB 網(wǎng)段均設(shè)有兩個互為冗余的中央控制單元(Central control unit，CCU），除此之外在MVB 網(wǎng)段上主要有牽引控制單元(Traction controlunit，TCU)、制動控制單元(Brakecontrol unit，BCU)、空調(diào)控制單元、門控制單元以及診斷系統(tǒng)，如圖 8-22 所示。

兩個牽引單元之間通過TCN 網(wǎng)關(guān)與 WTB 連接，完成列車級信息傳遞。每個牽引單元有兩個網(wǎng)關(guān)，它們分別集成在兩個中央控制單元(CCU)內(nèi)，互為冗余，但只有在作為主中央控制單元中的網(wǎng)關(guān)才參與WTB 和 MVB 通信。

WTB 的作用就是連接四個牽引單元，使兩個牽引單元之間進行必要的列車級數(shù)據(jù)交換。從列車通信和控制的觀點來看，CRH380BL 型動車組每個牽引單元都在一個 MVB 車輛總線網(wǎng)段上。WTB 和 MVB 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不一樣，它們之間數(shù)據(jù)交換的基是 TCN 網(wǎng)關(guān)，它負(fù)責(zé) WTB和 MVB 兩個總線之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和路由(圖 8-23)。

一個牽引單元內(nèi) 4 輛車構(gòu)成一個 MVB 網(wǎng)段，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是固定、不能動態(tài)改變的。通信采用中距離傳輸介質(zhì)—屏蔽雙絞線，在車廂內(nèi)分為兩路冗余布線。一個MVB網(wǎng)段內(nèi)采用構(gòu)架式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即每輛車形成一個 MVB 分支網(wǎng)，通過中繼器(圖 8-24)、與牽引單元的 MVB 主干網(wǎng)相連接，優(yōu)點是一個分支網(wǎng)故障時不致影響其它車輛的 MVB 分支網(wǎng)。對于端車，由于冗余的原因有兩個MVB 分段，分別通過兩個中繼器接入整個MVB 網(wǎng)段。

CRH380BL 型動車組牽引與制動系統(tǒng)單元部分將在后續(xù)單元中介紹，這里只給大家介紹采用 Controller Area Network(CAN)總線的部分設(shè)備級子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。CAN 協(xié)議模型結(jié)構(gòu)只取OSI 模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。CAN 的工作方式為多主模式，任意節(jié)點在任意時刻可主動地向總線發(fā)送信息，如果多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息，則優(yōu)先級高的節(jié)點先發(fā)送，其節(jié)點具有自動關(guān)閉功能，以避免由于自身的故障而影響總線上其它設(shè)備的通信。CAN 信息傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短；通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜和光纖等，通信距離最遠(yuǎn)可達 10km，此時速率小于5kbit/s。

CRH380BL 動車組每節(jié)車(餐車除外)有 2 個或 4 個外門子系統(tǒng)，其中一個系統(tǒng)的控制單元為主外門控制單元，其它外門的門控制單元通過 CAN 總線和其通信。所有外門控單元接收來自車輛控制單元的信號和命令，同時主外門控單元把所有外門控單元的狀態(tài)和診斷信息傳到車輛控制網(wǎng)絡(luò)中。在外門子系統(tǒng)中，各個門控器在 CAN 總線上的地址通過接口連接器中的 1、5、6、8 以及 9 針的不同配置進行設(shè)置。

火災(zāi)報警和煙霧探測系統(tǒng)也應(yīng)用了CAN 總線，其中煙探測控制器和光電感煙探測器通過CAN 總線連接起來并形成一個回路，提高了系統(tǒng)可靠性和安全性。

上述外門系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)以及煙霧探測器(FAS/SD)等設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)也需要加入MVB網(wǎng)絡(luò)進行信息交互，但它們本身不具有 MVB 通信功能，這時可以通過分布式輸入/輸出站(圖 8-26)作為橋梁，將輸入輸出開關(guān)量信號通過輸入/輸出站與 MVB 上的其它相關(guān)設(shè)備相連。采取這種技術(shù)措施后，設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)里的設(shè)備信息就可以由 CCU 或其它設(shè)備共享，CCU 也可以控制設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的輸出。

對于EMU動車組網(wǎng)絡(luò)而言，除了傳遞車輛運行時的控制信息，還要監(jiān)控車上設(shè)備的運行狀態(tài)，并提供設(shè)備維修信息。CRH380BL 動車組診斷系統(tǒng)給列車工作人員和維修人員提供維修信息，整個網(wǎng)絡(luò)控制的診斷系統(tǒng)集成在司機和乘務(wù)員人機交互界面(Man Machine Interface，MMI)中，稱為?動車組中心診斷系統(tǒng)?。維修信息可通過 MMI 顯示出來，并可通過無線通訊接口傳輸或服務(wù)接口下載供相關(guān)人員參考和利用。每個司機室的兩個 MMI 之間可通過專用以太網(wǎng)在必要時進行通信；與 VB 沒有直接接口的子系統(tǒng)可用輸入/輸出模塊(SIBAS-KLIP，圖 8-28）

和中心診斷中的中央控制單元進行讀取。

（圖 8-28 智能外圍中端 SIBAS?-KLIP）

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