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列车地面联调平台
申请号	CN201710393209.2	申请日	2017-05-27	公开(公告)号	CN107176182A	公开(公告)日	2017-09-19
申请人	中车大连电力牵引研发中心有限公司;			发明人	凌飞; 矫徳余; 宋小宁; 孙昊雯; 李美华;
摘要	本发明提供一种列车地面联调平台，包括：司控台、控制柜和分线箱；司控台分别与控制柜和分线箱连接，司控台内搭载显示屏、工控机、司控器以及硬线信号开关，控制柜用于控制列车的牵引系统及辅助系统，并且记录存储列车的事件信息；分线箱用于实现列车地面联调平台接线的分配和调度；工控机用于显示数据信息，显示屏用于显示各个设备的状态数据信息，显示屏和司控器用于用户输入操作指令，通过控制柜对列车的牵引系统和辅助系统进行联调试验。对列车的事件信息进行有效的记录保存，并通过显示屏对数据的实时显示，能够真实的体现牵引系统和辅助系统的控制情况，并在出现故障时方便工作人员找到故障所在。
权利要求	1.一种列车地面联调平台，其特征在于，包括：司控台、控制柜和分线箱；所述司控台分别与所述控制柜和所述分线箱连接，所述司控台内搭载显示屏、工控机、司控器以及硬线信号开关；所述控制柜用于控制列车的牵引系统及辅助系统，并且记录存储列车的事件信息；所述分线箱用于实现所述列车地面联调平台接线的分配和调度；所述工控机用于显示数据信息，所述显示屏用于显示各个设备的状态数据信息，所述显示屏和所述司控器用于用户输入操作指令，通过所述控制柜对列车的牵引系统和辅助系统进行联调试验。 2.根据权利要求1所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述控制柜包括中央控制单元CCU、事件记录仪ERM、供电模块、输入输出模块；所述CCU分别与所述ERM、所述供电模块和所述输入输出模块连接，所述供电模块用于为所述CCU、所述ERM和输入输出模块供电；所述ERM用于记录并存储列车的事件信息；所述CCU用于控制所述输入输出模块将所述事件信息输出或者接收所述司控台发送的控制指令。 3.根据权利要求2所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述输入输出模块包括远程输入单元和远程输出单元。 4.根据权利要求3所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述显示屏为触控式显示屏；则所述触控式显示屏还用于根据用户的操作发送指令。 5.根据权利要求4所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述显示屏还用于根据列车的运行状态，模拟所述列车牵引系统和辅助系统的信号和数据。 6.根据权利要求3或4所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述远程输入单元包括：数字输入板卡、模拟输入板卡、和五口交换机；所述远程输出单元包括：数字输出板卡、模拟输出板卡；所述输入输出模块还包括网关板卡。 7.根据权利要求6所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述硬线信号开关包括以下至少一项：高速断路器开关、紧急制动开关、紧急牵引开关、牵引逆变器启动开关、牵引变流器启动开关、牵引变压器启动开关、限流器启动开关、牵引控制单元TCU电源开关、辅助变流器启动开关和充电机启动开关。 8.根据权利要求2所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述司控台内的所述显示屏、所述工控机通过MVB总线与所述控制柜的所述CCU、所述ERM以及输入输出模块连接；所述司控器以及所述硬线信号开关通过硬线与所述控制柜的输入输出模块连接。 9.根据权利要求2所述的列车地面联调平台，其特征在于，所述司控台内的所述显示屏、所述工控机通过以太网总线与所述控制柜的所述CCU、所述ERM以及输入输出模块连接。
说明书全文	列车地面联调平台技术领域 [0001] 本发明涉及轨道交通技术，尤其涉及一种列车地面联调平台。背景技术 [0002] 随着轨道交通行业的逐渐普及和兴起，城轨及高铁领域的技术也日趋成熟。作为列车系统控制中最重要的两个环节——牵引系统及辅助系统的控制变得愈加重要。作为列车的心脏，牵引系统的控制性能关系到列车能否安全、及时的到达目的地；辅助系统为列车的网络控制系统，空调，制动装置，旅客信息系统，列车无线等设备提供电源，辅助系统的控制性能直接影响到上述系统能否正常的工作。因此，牵引系统和辅助系统的控制性能是衡量列车性能的最重要的标志。现有的关于牵引系统及辅助系统的地面联调方案，主要是针对机车牵引变流器，而且主要是利用模拟控制器的方式。 [0003] 然而，利用模拟控制器对牵引系统或者辅助系统进行地面联调试验，虽然能够避免构建复杂试验平台，节省试验成本及空间，但是不能真实的体现牵引系统或者辅助系统的控制情况，并且在牵引系统和辅助系统有可能会出现故障时，无法确定故障问题。发明内容 [0004] 本发明提供一种列车地面联调平台，用于解决利用模拟控制器对牵引系统或者辅助系统进行地面联调试验，虽然能够避免构建复杂试验平台，节省试验成本及空间，但是不能真实的体现牵引系统或者辅助系统的控制情况，并且在牵引系统和辅助系统有可能会出现故障时，无法确定故障的问题。 [0005] 本发明提供一种列车地面联调平台，包括：司控台、控制柜和分线箱； [0006] 所述司控台分别与所述控制柜和所述分线箱连接，所述司控台内搭载显示屏、工控机、司控器以及硬线信号开关； [0007] 所述控制柜用于控制列车的牵引系统及辅助系统，并且记录存储列车的事件信息；所述分线箱用于实现所述列车地面联调平台接线的分配和调度；所述工控机用于显示数据信息，所述显示屏用于显示各个设备的状态数据信息，所述显示屏和所述司控器用于用户输入操作指令，通过所述控制柜对列车的牵引系统和辅助系统进行联调试验。 [0008] 在一种具体的实现方式中，所述控制柜包括中央控制单元CCU、事件记录仪ERM、供电模块、输入输出模块； [0009] 所述CCU分别与所述ERM、所述供电模块和所述输入输出模块连接，所述供电模块用于为所述CCU、所述ERM和输入输出模块供电；所述ERM用于记录并存储列车的事件信息；所述CCU用于控制所述输入输出模块将所述事件信息输出或者接收所述司控台发送的控制指令。 [0010] 在一种具体的实现方式中，所述输入输出模块包括远程输入单元和远程输出单元。 [0011] 在一种具体的实现方式中，所述显示屏为触控式显示屏；则所述触控式显示屏还用于根据用户的操作发送指令。 [0012] 在一种具体的实现方式中，所述显示屏还用于根据列车的运行状态，模拟所述列车牵引系统和辅助系统的信号和数据。 [0013] 在一种具体的实现方式中，所述远程输入单元包括：数字输入板卡、模拟输入板卡、和五口交换机； [0014] 所述远程输出单元包括：数字输出板卡、模拟输出板卡； [0015] 所述输入输出模块还包括网关板卡。 [0016] 在一种具体的实现方式中，所述硬线信号开关包括以下至少一项： [0017] 高速断路器开关、紧急制动开关、紧急牵引开关、牵引逆变器启动开关、牵引变流器启动开关、牵引变压器启动开关、限流器启动开关、牵引控制单元TCU电源开关、辅助变流器启动开关和充电机启动开关。 [0018] 在一种具体的实现方式中，所述司控台内的所述显示屏、所述工控机通过MVB总线与所述控制柜的所述CCU、所述ERM以及输入输出模块连接； [0019] 所述司控器以及所述硬线信号开关通过硬线与所述控制柜的输入输出模块连接。 [0020] 在一种具体的实现方式中，所述司控台内的所述显示屏、所述工控机通过以太网总线与所述控制柜的所述CCU、所述ERM以及输入输出模块连接。 [0021] 本发明提供的列车地面联调平台，包括：司控台、控制柜和分线箱；司控台分别与控制柜和分线箱连接，司控台内搭载显示屏、工控机、司控器以及硬线信号开关，控制柜用于控制牵引及辅助系统并且记录存储列车的事件信息；分线箱用于实现列车地面联调平台接线的分配和调度，工控机用于显示数据信息，显示屏用于显示各个设备的状态数据信息并且和司控器用于用户输入操作指令，通过控制柜对列车的牵引系统和辅助系统进行联调试验。对列车的事件信息进行有效的记录保存，并通过显示屏对数据的实时显示，能够真实的体现牵引系统和辅助系统的控制情况，并在出现故障时方便工作人员找到故障所在。附图说明 [0022] 为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0023] 图1是本发明提供的列车地面联调平台的结构示意图； [0024] 图2是本发明提供的列车地面联调平台的实体示意图； [0025] 图3是本发明提供的列车地面联调平台的原理示意图。具体实施方式 [0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027] 本发明提供的列车底面联调平台是针对背景技术中：利用模拟控制器对牵引系统或者辅助系统进行地面联调试验存在的问题提供的解决方案。现有的联调试验存在以下不足： [0028] (1)不能真实的体现牵引系统或者辅助系统的控制情况； [0029] 牵引系统和辅助系统功能全面，结构复杂，虽然很多功能由硬线直接控制，但是仍有许多功能需要由网络系统进行控制，因此不利用网络控制系统，单一使用模拟控制器对牵引系统或者辅助系统进行地面联调试验，不能体现列车真实的控制情况。 [0030] (2)不能把牵引系统或者辅助系统的数据实时的显示； [0031] 对牵引系统及辅助系统的试验，试验人员更关心设备的运行数据，并以此来衡量设备的功能能否达到实际的要求，单一使用模拟控制器，不经由网络系统，没有显示屏或者工控机，无法实现数据实时的显示的功能。 [0032] (3)不能对试验过程中出现的故障以及运行情况等数据进行记录 [0033] 真实的列车运行环境复杂，牵引系统和辅助系统有可能会出现故障的情况，需要记录故障数据，运行数据以及累计数据等，单一使用模拟控制器，不经由网络系统，没有数据记录单元，无法实现数据记录存储功能，也无法准确找出故障问题，解决问题提升产品质量。 [0034] 针对上述存在的问题，本发明提供一种列车的地面联调平台，下面通过几个实施例对本方案进行详细说明。 [0035] 图1是本发明提供的列车地面联调平台的结构示意图，如图1所示，该列车地面联调平台10包括：司控台11、控制柜12和分线箱13； [0036] 所述司控台11分别与所述控制柜12和所述分线箱13连接；所述司控台11内搭载显示屏、工控机、司控器以及硬线信号开关； [0037] 所述控制柜12用于控制列车的牵引系统及辅助系统，并且记录存储列车的事件信息；所述分线箱13用于实现所述列车地面联调平台接线的分配和调度；所述工控机用于显示数据信息，所述显示屏用于显示各个设备的状态数据信息，所述显示屏和所述司控器用于用户输入操作指令，通过所述控制柜对列车的牵引系统和辅助系统进行联调试验。 [0038] 在本方案中，列车地面联调平台由司控台，控制柜，分线箱组成，并且基于多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，MVB)建立列车通信网络(Train Communication Network，TCN)。 [0039] 考虑到列车运行的实际工况，牵引系统和者辅助系统的部分功能由司控台11硬线直接控制，因此在司控台11上设置硬线信号开关，并且司控台上搭载高铁司控器，具有定速和调速的功能，适用于更多的牵引系统和辅助系统；部分功能由平台搭载的中央控制单元CCU，通过列车通信网络TCN对列车牵引系统及辅助系统发送控制指令进行控制。 [0040] 针对以往试验过程中，牵引系统或者辅助系统的数据无法实时显示的情况，平台通过搭载显示屏HMI以及工控机IPC以便实时显示各个设备信息以及牵引系统和辅助系统试验过程中的数据。 [0041] 针对以往试验过程中，故障以及运行情况等数据无法有效记录的问题，平台通过搭载事件记录仪ERM以便记录试验过程中的故障、运行情况等数据。 [0042] 本方案提供的列车地面联调平台，通过控制柜12用于控制牵引及辅助系统并且记录存储列车的事件信息，工控机用于显示数据信息(曲线)，显示屏用于显示各个设备的状态数据信息并且和司控器用于用户输入操作指令，通过控制柜对列车的牵引系统和辅助系统进行联调试验。对列车的事件信息进行有效的记录保存，并通过显示屏对数据的实时显示，能够真实的体现牵引系统和辅助系统的控制情况，并在出现故障时方便工作人员找到故障所在。 [0043] 图2是本发明提供的列车地面联调平台的实体示意图；图3是本发明提供的列车地面联调平台的原理示意图，如图2和图3所示，该列车地面联调平台的具体实现中，在上述实施例的基础上，在该列车地面联调平台的具体实现中，所述控制柜12包括中央控制单元CCU、事件记录仪ERM、供电模块、输入输出模块； [0044] 其中，CCU分别与所述ERM、所述供电模块和所述输入输出模块连接，所述供电模块用于为所述CCU、所述ERM和输入输出模块供电；所述ERM用于记录并存储列车的事件信息；所述CCU用于控制所述输入输出模块将所述事件信息输出或者接收所述司控台发送的控制指令。 [0045] 具体的，输入输出模块包括远程输入单元RIOM-I和远程输出单元RIOM-II。所述显示屏为触控式显示屏；则所述触控式显示屏还用于根据用户的操作发送指令，因此该显示屏还用于根据列车的运行状态，模拟所述列车牵引系统和辅助系统的信号和数据。 [0046] 该方案的含义是，司控台11搭载显示触摸屏、工控机、司控器、牵引系统及辅助系统的硬线信号开关等；控制柜12内有列车中央控制单元CCU，事件记录仪ERM，输入输出模块RIOM-I和RIOM-II以及相应单元的供电模块；分线箱实现联调平台接线的分配及调度，可对城轨、机车乃至高铁的牵引系统及辅助系统进行地面联调试验，具有很大的实用性。 [0047] 如图3所示，该列车地面联调平台的具体实现中，远程输入单元包括：数字输入板卡、模拟输入板卡、和五口交换机；所述远程输出单元包括：数字输出板卡、模拟输出板卡；所述输入输出模块还包括网关板卡。 [0048] 所述硬线信号开关包括以下至少一项：高速断路器开关、紧急制动开关、紧急牵引开关、牵引逆变器启动开关、牵引变流器启动开关、牵引变压器启动开关、限流器启动开关、牵引控制单元TCU电源开关、辅助变流器启动开关和充电机启动开关。 [0049] 结合附图3可知，该列车地面联调平台的各个核心设备以MVB总线连接，其中HMI为触控式显示屏，负责显示数据及发送相关指令；CCU为中央控制单元，负责逻辑的处理、判断、发送指令及数据；ERM为事件记录仪，负责记录试验过程中的运行数据及故障；RIOM-I和RIOM-II为远程输入输出单元，含有数字量输入输出板卡(DI和DO)，模拟量的输入输出板卡(AX)，网关板卡(GW)，并且RIOM-I含有五口交换机HUB，利用以太网可以方便的对平台设备进行维护和软件升级；不是MVB总线通信设备如牵引控制单元TCU、辅助控制单元ACU、工控机IPC，需要通过相应的网关进行转换以满足试验需要。 [0050] 部分控制牵引系统及辅助系统的硬线信号可直接接入司控台的开关面板，如高速断路器开关，紧急制动开关，紧急牵引开关，牵引逆变器启动开关，牵引变流器的启动开关，牵引变压器的启动开关，四象限整流器的启动开关，牵引控制单元TCU电源开关，辅助变流器的启动开关，充电机的启动开关等。利用触控式显示屏HMI，可以根据列车的实际工况，模拟出牵引系统及辅助系统需要的信号及数据，如封锁牵引逆变器命令，切除牵引变流器命令，封锁牵引整流器命令，油泵启动命令，水泵启动命令，电制动切除命令，切除辅助变流器命令以及输入模拟的列车载重等。 [0051] 可选的，列车网络控制的总线除了MVB总线，也可以采用以太网总线或者是CANopen总线。 [0052] 在进行联调试验时，启动司控台开关面板上的硬线开关，并且在显示屏上输入试验人员设定的相应参考量以及控制指令，牵引系统及辅助系统就可以进行试验，并且试验人员关注的一些重要物理量，如网压、网流、电机温度、电机转速、模拟车速等都可以在工控机IPC上实时的显示，方便工作人员作业，同时，牵引系统及辅助系统的运行状态、内部设备的工作情况等信息都可在显示屏上进行及时的显示，并且，试验过程中的运行数据以及故障数据都可以保存记录在ERM中，方便试验人员找到故障所在，解决现场问题，提升产品质量。 [0053] 在上述方案的具体实现中，所述司控台内的所述显示屏、所述工控机通过MVB总线与所述控制柜的所述CCU、所述ERM以及输入输出模块连接； [0054] 所述司控器以及所述硬线信号开关通过硬线与所述控制柜的输入输出模块连接。 [0055] 或者，所述司控台内的所述显示屏、所述工控机通过以太网总线与所述控制柜的所述CCU、所述ERM以及输入输出模块连接。 [0056] 或者，还可以采用CANopen总线连接，对此本方案不做限制。 [0057] 可选的，所述司控台内的所述显示屏、所述工控机与所述分线箱之间通过以太网总线连接。 [0058] 本发明提供的列车地面联调平台，通过利用基于MVB总线的列车网络控制系统，能够真实的体现牵引系统或者辅助系统在列车运行时的控制情况，使得试验的结果更加真实可信；平台搭载工控机及触控式显示屏，能把牵引系统或者辅助系统的数据实时的显示，便于作业，并且通过显示屏可以进行部分列车信号的模拟，完善牵引系统及辅助系统的试验功能；平台搭载事件记录仪ERM，能够对试验过程中的运行数据以及故障数据进行有效的记录保存，便于工作人员找到故障所在，解决现场问题，提升产品质量。 [0059] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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