一种机车网络系统的制作方法

本发明属于轨道交通，尤其涉及一种机车网络系统。

背景技术：

1、当前城市轨道交通地铁车辆列车通信网络遵循iec 61375标准，且地铁车辆均配置了列车控制及管理系统(tcms，train control and management system)(后称列车网络系统)。网络系统主要提供了中央控制单元、io单元、数据记录单元、人机接口单元、中继器等子设备，且根据整车安装布置，分散放置在了列车的司机室控制柜、车厢电气柜等位置，安装位置位于车厢柜体内部且安装位置分散，这也是当前国内地铁设计的主流方向。然而，在一些特定的列车车辆环境下，尤其是在对原引进国外系统技术的国产化改造大修项目中，网络系统设备的安装位置位于车下环境，但因车厢柜体结构不变更、车体结构不变更，又无法在大修改造过程将网络系统设备的安装挪至车上。由于当前国内主流设计并未对网络系统的车下集成应用进行开展大范围的装车应用，因此，基于车下应用环境的列车网络系统集成架构设计可解决列车网络系统车下应用难题，助力于网络系统国产化改造项目车下应用的实施。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种机车网络系统，解决现有机车的控制模块分散设置造成安装和检修困难的技术问题。

2、根据本申请的一方面，提供了一种机车网络系统，在一种可能的实施方式中，该机车网络系统包括一个或一个以上的子设备，各个子设备集成置于机车每节车厢的底部；各个子设备采用列车多功能车辆总线(mvb)传输；其中，各个子设备包括如下控制单元中的一个或多个：中央控制单元(vcu)、数据记录单元(erm)、485/mvb协议转换单元(485gw)、远程输入/输出单元(riom)；车下集成的网络系统可与列车牵引系统(dcu)、制动系统(bcu)、空调控制单元(hvac)、门控系统(edcu)、信号系统(atc)、辅助控制系统(siv)、乘客信息系统(pis)、烟火报警系统(fas)进行实时通信和数据交互。

3、在一种可能的实施方式中，该机车网络系统采用t型拓扑结构，各个子设备还包括：中继器(rpt)；各个子设备通过中继器与列车各子系统形成全车t型网络拓扑的支路网段。

4、在一种可能的实施方式中，该机车网络系统的各个子设备集成安装在tcms box箱体内，tcms box箱体置于车厢底部；tcms box箱体包括箱体面板、设备支撑架和吊耳；其中，吊耳置于箱体同一面板的四个角上，箱体通过吊耳安装在车厢底部，设备支撑架铆接在箱体内的箱体面板上；各个子设备的电器件采用螺栓连接安装在设备支撑架上。

5、在一种可能的实施方式中，中央控制单元(vcu)用于列车网络系统的总线管理及逻辑控制功能，并负责整车系统控制、监控和保护；远程输入输出单元(riom)用于本车模拟量和数字量信号的采集和控制输出，并通过mvb接口传输信号；485/mvb协议转换单元(485gw)用于实现rs485数据向mvb数据的协议转换；中继器(rpt)模块用于构成列车t型网络拓扑结构，并对mvb总线上传输的信号进行接收、放大和发送。

6、在一种可能的实施方式中，中继器(rpt)还用于：通过数据帧识别数据传输方向，将数据帧从一个网段传输到另一个网段，并侦测网络上的信号冲突进行处理，每个中继器包含两个冗余的中继器模块。

7、在一种可能的实施方式中，tcms box箱体外接口包括mvb接口、以太网维护接口和rs485接口，其中mvb接口用于列车车上和车下的子系统接入总线，以太网维护接口用于中央控制单元的软件升级维护，rs485接口用于非mvb接口的子设备通信。

8、在一种可能的实施方式中，各个子设备还包括：di/do接口，用于数字量信号的实时采集与控制输出；和，ai/ao接口，用于电压或电流信号的采集与输出。

9、在一种可能的实施方式中，tcms box箱体内设置一个或一个以上散热风机，用于加速箱体内的空气循环，保持箱体内均匀分布的温度环境。

10、在一种可能的实施方式中，各个子设备根据机车车厢的位置不同进行车下集成分布，包括：tc车集成子设备、mp车集成子设备和m车集成子设备。

11、在一种可能的实施方式中，tc车集成子设备和mp车集成子设备包括：以太网维护接口，通过将接口从车下引入车上设备柜体内，用于在车上便捷式地连接车下中央控制单元和数据记录仪进行软件升级维护和列车数据的监控与下载。

12、基于上述技术方案，本发明实施方式的机车网络系统，将机车控制系统集成并安装与机车车厢下方，实现以tcms box整机的形式进行网络系统设备的安装及调试，安装过程快速简单，系统集成式的应用实现了车辆布线长度少、设备安装位置数量少、产品可批量可复制，适用于基于mvb通信的城市轨道交通车辆在车下应用的全部网络系统。

技术特征：

1.一种机车网络系统，其特征在于：该系统包括一个或一个以上的子设备，各个子设备集成置于机车每节车厢的底部；各个子设备采用多功能车辆总线(mvb)传输；

2.根据权利要求1的机车网络系统，其特征在于，该系统采用t型网络拓扑结构，各个子设备还包括：中继器(rpt)；各个子设备通过中继器与列车各子系统形成全车t型网络拓扑的支路网段。

3.根据权利要求1的机车网络系统，其特征在于，各个子设备集成安装在tcms box箱体内，tcms box箱体置于车厢底部；tcms box箱体包括箱体面板、设备支撑架和吊耳；其中，吊耳置于箱体同一面板的四个角上，箱体通过吊耳安装在车厢底部，设备支撑架铆接在箱体内的箱体面板上；各个子设备的电器件采用螺栓连接安装在设备支撑架上。

4.根据权利要求1或2的机车网络系统，其特征在于，中央控制单元(vcu)用于列车网络系统的总线管理及逻辑控制功能，并负责整车系统控制、监控和保护；远程输入输出单元(riom)用于本车模拟量和数字量信号的采集和控制输出，并通过mvb接口传输信号；485/mvb协议转换单元(485gw)用于实现rs485数据向mvb数据的协议转换；中继器(rpt)模块用于构成列车t型网络拓扑结构，并对mvb总线上传输的信号进行接收、放大和发送。

5.根据权利要求4的机车网络系统，其特征在于，中继器(rpt)还用于：通过数据帧识别数据传输方向，将数据帧从一个网段传输到另一个网段，并侦测网络上的信号冲突进行处理，每个中继器包含两个冗余的中继器模块。

6.根据权利要求5的机车网络系统，其特征在于，tcms box箱体外接口包括mvb接口、以太网维护接口和rs485接口，其中mvb接口用于列车车上和车下的子系统接入总线，以太网维护接口用于中央控制单元的软件升级维护，rs485接口用于非mvb接口的子系统通信。

7.根据权利要求6的机车网络系统，其特征在于，各个子设备还包括：di/do接口，用于数字量信号的实时采集与控制输出；和，ai/ao接口，用于电压或电流信号的采集与输出。

8.根据权利要求7的机车网络系统，其特征在于，tcms box箱体内设置一个或一个以上散热风机。

9.根据权利要求8的机车网络系统，其特征在于，各个子设备根据机车车厢的位置不同进行车下集成分布，包括：tc车集成子设备、mp车集成子设备和m车集成子设备。

10.根据权利要求9的机车网络系统，其特征在于，tc车集成子设备和mp车集成子设备包括：以太网维护接口，并将接口从车下引入车上设备柜体内，用于在车上进行中央控制单元的软件升级维护和列车数据的监控与下载。

技术总结本发明涉及一种机车网络系统，包括一个或一个以上的子设备，各个子设备集成置于机车每节车厢的底部；各个子设备采用列车多功能车辆总线(MVB)传输；其中，各个子设备包括如下控制单元中的一个或多个：中央控制单元(VCU)、数据记录单元(ERM)、485/MVB协议转换单元(485GW)、远程输入/输出单元(RIOM)；车下集成的网络系统可与列车牵引系统(DCU)、制动系统(BCU)、空调控制单元(HVAC)、门控系统(EDCU)、信号系统(ATC)、辅助控制系统(SIV)、乘客信息系统(PIS)、烟火报警系统(FAS)进行实时通信和数据交互。本发明解决了现有技术中机车的网络控制模块分散设置造成安装和检修困难，以及机车因车上空间不足通过车下集成安装以解决安装空间的技术问题。技术研发人员：刘建,杨杰,谷翠军,郑淼,朱瑞,徐先伟,吴晨光,单国轩受保护的技术使用者：重庆中车四方所智能装备技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/17