基于MVB控制器的高速动车组门控系统设计

高天祎　贾坤　宫健超

摘 要：本文提出了高速动车组门控系统结构，设计了MVB门控系统通信结构，并对门控制器的内部通信结构和信息数据进行了全面分析。通过研究MVB现场总线并结合门控系统的功能，您可以应用此设计。高速动车组门控MVB控制器为改进国内高速动车组门控系统的设计和性能提供了研究基础，对提高其他工业控制系统的可靠性具有一定的参考价值。

關键词：MVB控制器;高速动车组;门控系统

为了进一步提高生命周期中高动车组内端内门关键部件的可靠性和可维护性，检查内门关键部件中关键部件的性能参数，故障模式和故障状态系统。

1 列车通信网络简介

国际电工委员会制定了铁路列车设备数据传输国家标准IEC61375，并按照国际标准提出了TCN（列车通信网）铁路通信网络，实现了铁路列车各种电气设备的互联互通，其中TCN包括WTB（有线轨道）和多功能总线（MVB）多芯列车总线，其中WTB总线主要在列车和车辆之间通信，并且MVB总线主要在每辆车的内部设备之间传输通信。串行数据总线传输线。通过网关在双层总线之间进行协议转换。图1中示出了研究和构建的来自8个组的高速列车的TCN网络的分层结构。图1示出了来自8个组的列车的通信网络的一部分。电子设备。火车分为8辆车（用虚线表示）。每辆车可分为：EC01（车01），TC02（变压器车02），IC03（中级车03），BC04（取决于功能）。酒吧车04），FC05（头等车05），IC06（中型车06），TC07（车载变压器07），EC08（主车08），每辆车每个电气设备通过MVB总线（实线）进行通信，拓扑结构为总线类型，REP（中继器）是一种可以将数据传输到其他车辆的中继设备，DCU（门控制单元）安装在网络上。门控制单元BCU（制动控制单元）是制动控制单元，CCU（中央控制单元）充当中央控制单元并执行诊断来自MVB和WTB总线的数据的功能。在每个头部车辆的驾驶室中有2个中央控制单元，设备（CCU），一个CCU，在主CCU模式下运行，另一个在CCU模式下运行，驾驶室中的主CCU称为主列车的CCU。除了主CCU的操作之外，还将执行整个车辆，提高管理水平，GW（网关）是实现MVB总线和WTB总线之间的协议转换的设备。

2 门控器硬件设计

在分析门控系统的运行情况，并结合当前条件和现有技术的可能硬件条件的基础上，考虑使用XILINX的SPARTAN6芯片，型号为XC6SLX9-2FTG256C。使用FPGA开发基于MVB的网关，控制器的硬件结构如图2所示。从图2中可以看出，已开发出MVB主数据采集设备的硬件结构，该设备使用STM32作为网关控制器的微处理器，MVB控制器由FPGA实现，并配有西门子PC104，总线接口提供与微处理器的通信，主门和其他网关之间的CAN通信。

3 门控器通信网络

门控制器是整个动车组门控系统重点。门控制器安装在乘客室门机构上，并响应各种命令控制门，蜂鸣器和指示灯的移动，门控制器配有数码管，使用数字管显示器，确定门控制器响应哪个命令以及门位于何种状态或哪个故障代码中。在前面每侧有8组一扇门的高速ECU，而其他车辆则配有4扇门。它位于汽车的两个位置。每个门的上部配备有门控制器，指示器，电机，门制动器等设备，每个门控制器通过CAN总线连接，系统安装主门控制器和从门控制器。负责收集有关车门状态和接收网络发送的选通信号的信息，在该设计中获得的ECU的隔室中的门的连接结构如图3所示。

如图3所示，例如，中间车箱有4个控制单元，包括MDCU（在主车门控制单元）设置在主门控制器的单元，和SDCU（从属单元门控制）是从门控制器。车门系统由车门控制器依次控制，门控制器通过CAN总线连接（如虚线所示），该系统采用双拉设计，主从设备使用MVB（如连接线所示），并且路由器连接到列车上的中央控制台。与传统的列车门控制网络不同，增加门控制器的MVB连接可以防止主门控制器发生故障并导致整个舱门故障，这有助于改善轨道门系统可靠性和安全性。

4 结语

门控系统作为高速列车安全运行的重要组成部分，功能多，设计复杂，可靠性要求高，可靠运行与乘客安全密切相关，为了提高基于列车通信网络的高速门控系统的可靠性和安全性，提出了EMU网络架构，并从门控制器开发了设备的内部结构，列车门控制器与FPGA + ARM一起开发，有利于改善高速列车的国内控制系统门，首先提出MVB门控制器的通信结构增加了门控系统的可靠性，经过实验测试，网络系统实现了门控系统的复杂功能。

参考文献：

[1]余飞.高速动车组边门运行状态仿真及故障分析[D].西南交通大学，2013.

[2]张筱婧.高速动车组自动门控制系统电磁兼容性研究[D].吉林大学，2012.

[3]邵昫.动车组自动门控制系统的优化控制研究[D].吉林大学，2010.