李永全
【摘 要】广州地铁3号线时间广州地铁国产化列车是采用国产化网络控制系统的直线电机车辆，重点介绍了该系统的主要组成结构、各部件功能以及系统主要功能。%Guangzhou metro localization uses the localization of network control system of linear motor vehicles, this paper mainly introduces the main composition of the system structure,function and the system main function parts.
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】5页(P106-110)
【关键词】广州地铁五号线;国产化;网络控制
【作 者】李永全
【作者单位】广州市地下铁道总公司，广东广州 511430
【正文语种】中 文
【中图分类】U231+.6
0 引言
广州地铁五号线国产化列车为广州地铁公司、南车时代电气和南车青岛四方公司联合研制的首列采用国内技术的直线电机列车，该车采用了由国内株洲南车时代电气自主研发，符合TCN标准的车载列车控制及诊断系统，通过与列车各子系统的通讯及传输，实现了故障的准确定位、判断及实时反映子系统的状态。
1 列车网络控制设计
1.1 DTECS网络控制系统平台
DTECS是专为轨道车辆的列车控制和通信而设计的一套车载计算机系统，包括车载硬件、操作系统、控制软件、诊断软件、监视软件和维护工具，它控制并监视整个列车。
DTECS是一个分布式控制系统，它将分布于整个列车的各个智能单元联结成一个列车网络，
这些单元可分别安装于车下设备箱中、司机台或车厢内的控制柜中，各不同的分布式单元将使用TCN总线连接起来。这种系统的最大的优点是：显著减少各箱柜之间的连线，方便将来对系统功能的扩展。总线的扩展比较简单，只须增加一根连接到该单元的电缆线，并更新应用软件就能和新的单元进行通信。
DTECS的模块包括车辆控制模块（VCM）、事件记录模块（ERM）、数字量输入输出模块（DXM）、数字量输入模块（DIM）、模拟量输入输出模块（AXM）、RS485通信管理模块（HCM）、总线耦合模块（BCM）、智能显示单元（IDU）。
车辆控制程序是下载到VCM里的程序，DXM、DIM、AXM用来采集硬线电路的数字量、模拟量信号，DXM和AXM用来输出VCM发给外部硬线电路的控制信号，IDU显示相应的信息给司机。VCM、DXM、DIM、AXM及IDU各模块自带底层软件，并遵循统一的通讯标准IEC61375，相互之间通过MVB总线进行通信。DTECS列车网络控制平台的车辆总线为基于EMD/ESD+介质的WTB/MVB网络控制技术。
1.2 网路拓扑结构
图1为整车的网络拓扑图，列车控制及诊断系统采用分布式控制技术，符合IEC 61375标准，网络体系结构采用三级：列车控制级、车辆控制级和功能控制级。列车控制级总线为EMD通信介质的MVB，车辆控制级总线ESD通信介质的MVB，功能控制级总线为RS485。
采用分布式技术，即分布采集及执行，中央集中控制与管理的模式。各个功能模块分别安装于不同车型的控制柜中，模块之间通过列车总线和车辆总线连接。不论是列车总线还是MVB车辆总线，均采用通信双通道冗余设计，当某一路通信通道出现故障时，系统可以自动切换到另一路通信通道。对于关键的车辆控制模块VCM，由于其主要实现重要的车辆控制、总线管理功能，因此在整车内对VCM做了热备冗余配置，在当前主VCM出现故障的时候，备用VCM将接管主要VCM的职责，行使所有的控制功能。
整个网络系统负责完成控制和监视、故障诊断、数据记录、信号采集、通信控制、通信冗余等功能。
2 系统各部件功能
2.1 车辆控制模块
VCM模块安装在列车两端司机室内，每列车共安装了2个VCM，通过MVB EMD总线与其他设备进行通信，是整个网络系统的核心部件，具备以下几项功能：
（1）列车和车辆级的过程控制，如列车牵引制动控制、空调启动时序控制及电空混合制动控制等功能；
（2）通信管理：具备MVB的通信管理能力，实现车辆级的通信控制功能；
（3）显示控制：通过多功能车辆总线与HMI显示屏的接口，输出各种显示信息；
（4）故障诊断：可采集处理列车的状态数据、故障数据，并通过HMI显示屏真实的反映出来。
2.2 事件记录模块ERM
每列车共安装了2个ERM模块，分别安装在两端A车司机台下方，通过MVB与其他设备进行通信，可记录列车故障履历数据及各类数字量、模拟量的变化情况，是列车存储数据的重要部件，具备功能如下：
（1）数据记录功能：记录司机操作数据（如操作各种开关、按钮动作情况）、故障履历数据，将VCM模块的故障数据具体化；
（2）数据存储功能：可通过车载信息网（工业以太网）将ERM模块所记录的数据下载至PTU电脑，便于在地面分析列车故障数据。
图1 网路拓扑结构图
2.3 RS485通信管理模块HCM
部分系统自身不具备与MVB总线进行通信的功能，如乘客信息系统、车门系统、列车车载信号系统、视频监控系统等，需借助此模块实现与MVB总线之间的数据交换。每个HCM模块可实现与两组MVB与RS485之间的数据转换，同时由于每节车厢分布的系统不一致，目前五号线国产化增购列车HCM模块的分布情况为A车3个，定义为HCM1、HCM2、HCM3，B、C车各安装了1个HCM模块。HCM模块电气接口如图2所示。
图2 HCM模块电气接口图
2.4 总线耦合模块BCM
每节车厢安装了2个总线耦合模块，定义为BCMA及BCMB模块，即网络系统的A、B传输通道，可提供多功能车辆总线的电气短距离到电气中距离传输的接口，实现多功能车辆总线MVB的电气短距离传输介质ESD到电气中距离传输介质EMD的转换，将单个车组单元的智能设备通过MVB总线互连成列车通信网。
2.5 模拟量输入/输出模块AXM
在两个A车及B1车中均安装了一个AXM模块，主要负责模拟量的输入输出控制功能，通过MVB总线与其他设备进行通讯，具备的功能包括以下几种：
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