如题所述
第1个回答 2023-01-23
【摘 要】地铁车辆采用的TMS系统不同，实现的功能就会有差别。本文从沈阳地铁一、二号线的实际运营情况，从系统功能、结构、通信方式等方面简单分析了两条线车辆TMS系统的差别。
【关键词】TMS系统；沈阳地铁车辆；系统功能、结构；系统差别
1 TMS系统
TMS系统是一种先进、成熟、可靠的列车控制与诊断系统。该系统将主要列车的车载设备的监控信息与每节车上通过串口连接的信息终端融合在一起，便于检修人员进行设备维护和司机操作。主要车载设备的工作数据被连续采集并传输到司机台的显示器上，司机可以轻松了解运行过程中的设备状态。对主要的车载设备随时监控，任何故障都会通知司机，并予以记录。这样，便于采取迅速和准确的行动，及早发现故障原因。
TMS系统还可以将列车运行状态和故障历史记录下来，并将其下载至地面维护支持系统，利用这些数据可以提高列车的性能和加强运营管理。
当然不同公司的TMS系统具有不同是特点和功能，本文主要从沈阳地铁的运营实际出发，浅析了一、二号线车辆采用的TMS系统的差别。
2 浅谈一号线使用的TMS系统
沈阳地铁一号线车辆采用进口日本三菱公司的TMS系统。系统由中央单元、本地单元、显示控制器、显示单元、事件记录仪、卡读写器、列车总线、车辆总线、维护终端组成。车辆之间的通信采用梯形列车总线；车辆内部的通信采用RS485车辆总线；中央单元和本地单元均采用双重冗余备份的措施。
系统采用可靠性高的储存和转送法。只传送正确的数据，这样可使故障的影响最小化，并且易于指明故障的位置。
该系统已经在工业领域得到了广泛的验证，列车总线所使用的物理层是ANSI/ATA878.1“ARCNET”，已经列入ANSI的清单，在工业领域得到了普遍的验证。
它的优势：生命周期长，零部件能长期供应。自2000年以来梯形列车总线已经应用于超过2000辆车辆的EMU上。梯形列车总线被定义成日本铁路工业的标准。
在沈阳地铁一号线运行2年多的时间里，总体上系统还算稳定，但也不乏一些需要改进之处。
3 简述二号线选用的TMS系统
沈阳地铁二号线车辆采用的是中国株洲时代电气的TMS系统，是以株洲所自主开发的DTECS网络控制平台为基础的微机网络控制系统。它主要运用在轨道交通运输领域：包括干线大功率内燃、电力机车，高速城间动车组以及城轨、地铁车辆等。
该系统减少了车辆布线。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。
该系统最大特点是采用分布式技术，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。不同车辆类型由数量不同的车辆控制模块VCM、事件记录模块ERM、RS485 通信模块RCM、总线耦合模块BCM、数字量输入输出模块DXM、模拟量输入输出模块AXM 和智能显示装置IDD构成的分布式列车电子控制系统DTECS。
自2010年开始装载沈阳地铁二号线车辆以来，经过了实践的考验，已经可以独挡一面成为又一个成熟的品牌。
4 浅析沈阳地铁一、二号线TMS系统差别
沈阳地铁一、二号线现已全面开通运营载客，经过时间的沉淀后，我们也慢慢总结出了两条线车辆TMS系统的一些差别。
4.1 在系统结构和作业方式方面
一号线TMS系统采用每节车配置相同数量的CPU作为控制单元中央单元/本地单元，每个CPU作为彼此的主辅互补节点。单个节点故障或者不同车的两个节点故障不会影响系统的功能。主要结构单元都集中安装于车下箱体内，作业时需要降受电弓去车下进行相关数据下载，费时费力。
二号线TMS系统采用分布式模块化结构，各个功能模块分别安装于不同车型的控制柜中。车辆类型不同，模块种类和数量不同。采用分布式模块化结构技术，实现了集中控制到分布式网络控制的技术跨越。所有模块均安装于车内电气柜内，精简了结构，减少了配重，下载数据时直接在车内就可完成，也无需降受电弓，省时省力。
综合来看，二号线的系统结构比一号线的简单，作业方便，配重也轻了不少。
4.2 数据传输和信息下载方式方面
一号线TMS系统由梯形列车总线通信、车辆总线通信、RS485总线通信。任何传输节点都是冗余的。采用了存储转发的通讯方式使得系统有非常高的可靠性；通过数据包的分割以及优先权控制确保了系统控制命令数据的实时性。传输的数据主要包括控制指令、状态数据、块数据。控制指令、状态数据和块数据通过中央单元/本地单元的应用软件来处理。所有的数据都从相应车CPU中下载，分析系统故障时需要用到VVVF、SIV、TMS三个专业系统软件及设备。有些分工太细，作业时间多。
二号线TMS系统列车控制级总线为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。列车级MVB用于连接各车辆间的电子部件，从而形成列车控制通信网络。传输速度、传输能力和实时性等指标都有很大幅度的提升，提高了系统的可靠性。数据在总线上传输采用以下两种数据类型：过程数据、消息数据。由于采用的是总线传输，相关数据找关键模块下载即可，而且将VVVF、SIV、TMS三个专业系统软件融合在一个平台中，便于分析故障和节约作业时间。
4.3 应对环境方面
沈阳地铁一号线是我国东北首条地铁线路，东北的冬天寒冷，气温低下。这样的环境、温度等变化导致一些系统虚拟故障的发生。如虚报制动系统阀故障，门故障没有关好等。该TMS系统的稳定性和故障定义需要因地而进行调整。
而二号线TMS系统适应环境能力强。在寒冷、潮湿是环境中，极少出现虚拟故障。这样保障了设备实时数据的准确和及时。进而提高了地铁车辆运营的安稳。
5 结论
根据沈阳地铁实际情况我们可以看出：一号线使用的TMS系统具备先进性也有其弱点，属于稳重有余而随机应变能力不足。需要在因地制宜上面进行相关改进，另外在结构、配重、布置上面也需要改善。
二号线选用的TMS系统具有适应性和稳定性。而且在结构方面更加简洁，便于维护、维修。所有模块安放于车内也便于随时下载数据、进行故障分析和软件升级。同时根据车型不同模块不同，采用总线传输更加简洁和迅速。
目前二号线选用的TMS系统的模块设计将是网络系统发展的趋势。如庞巴迪公司的TMS系统就是采用的模块化设计。为此我们坚信在未来的地铁车辆上，更多的将是沈阳地铁二号线所选用的模块化的网络系统。
参考文献
[1]王磊.列车网络控制系统的分析与研究. 西南交通大学.2008. TP273.5;U284.48
[2]彭代文，李红辉，张春等.列车通信网络及其访问控制协议和选用原则[J].铁路计算机应用，2006. 15(10): 47-49
[3]曾嵘，杨卫峰. 列车分布式网络通信与控制系统[J].机车电传动，2009(3)：17～19，31
[4]倪文波，王雪.高速列车网络与控制技术[M].成都：西南交通大学出版社，2008
作者简介：
曾凡华，1985年9月26日出生，男，汉族，毕业于大连交通大学，本科学历，沈阳地铁集团有限公司运营分公司工程建设中心车辆助理工程师。
【关键词】TMS系统；沈阳地铁车辆；系统功能、结构；系统差别
1 TMS系统
TMS系统是一种先进、成熟、可靠的列车控制与诊断系统。该系统将主要列车的车载设备的监控信息与每节车上通过串口连接的信息终端融合在一起，便于检修人员进行设备维护和司机操作。主要车载设备的工作数据被连续采集并传输到司机台的显示器上，司机可以轻松了解运行过程中的设备状态。对主要的车载设备随时监控，任何故障都会通知司机，并予以记录。这样，便于采取迅速和准确的行动，及早发现故障原因。
TMS系统还可以将列车运行状态和故障历史记录下来，并将其下载至地面维护支持系统，利用这些数据可以提高列车的性能和加强运营管理。
当然不同公司的TMS系统具有不同是特点和功能，本文主要从沈阳地铁的运营实际出发，浅析了一、二号线车辆采用的TMS系统的差别。
2 浅谈一号线使用的TMS系统
沈阳地铁一号线车辆采用进口日本三菱公司的TMS系统。系统由中央单元、本地单元、显示控制器、显示单元、事件记录仪、卡读写器、列车总线、车辆总线、维护终端组成。车辆之间的通信采用梯形列车总线；车辆内部的通信采用RS485车辆总线；中央单元和本地单元均采用双重冗余备份的措施。
系统采用可靠性高的储存和转送法。只传送正确的数据，这样可使故障的影响最小化，并且易于指明故障的位置。
该系统已经在工业领域得到了广泛的验证，列车总线所使用的物理层是ANSI/ATA878.1“ARCNET”，已经列入ANSI的清单，在工业领域得到了普遍的验证。
它的优势：生命周期长，零部件能长期供应。自2000年以来梯形列车总线已经应用于超过2000辆车辆的EMU上。梯形列车总线被定义成日本铁路工业的标准。
在沈阳地铁一号线运行2年多的时间里，总体上系统还算稳定，但也不乏一些需要改进之处。
3 简述二号线选用的TMS系统
沈阳地铁二号线车辆采用的是中国株洲时代电气的TMS系统，是以株洲所自主开发的DTECS网络控制平台为基础的微机网络控制系统。它主要运用在轨道交通运输领域：包括干线大功率内燃、电力机车，高速城间动车组以及城轨、地铁车辆等。
该系统减少了车辆布线。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。
该系统最大特点是采用分布式技术，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。不同车辆类型由数量不同的车辆控制模块VCM、事件记录模块ERM、RS485 通信模块RCM、总线耦合模块BCM、数字量输入输出模块DXM、模拟量输入输出模块AXM 和智能显示装置IDD构成的分布式列车电子控制系统DTECS。
自2010年开始装载沈阳地铁二号线车辆以来，经过了实践的考验，已经可以独挡一面成为又一个成熟的品牌。
4 浅析沈阳地铁一、二号线TMS系统差别
沈阳地铁一、二号线现已全面开通运营载客，经过时间的沉淀后，我们也慢慢总结出了两条线车辆TMS系统的一些差别。
4.1 在系统结构和作业方式方面
一号线TMS系统采用每节车配置相同数量的CPU作为控制单元中央单元/本地单元，每个CPU作为彼此的主辅互补节点。单个节点故障或者不同车的两个节点故障不会影响系统的功能。主要结构单元都集中安装于车下箱体内，作业时需要降受电弓去车下进行相关数据下载，费时费力。
二号线TMS系统采用分布式模块化结构，各个功能模块分别安装于不同车型的控制柜中。车辆类型不同，模块种类和数量不同。采用分布式模块化结构技术，实现了集中控制到分布式网络控制的技术跨越。所有模块均安装于车内电气柜内，精简了结构，减少了配重，下载数据时直接在车内就可完成，也无需降受电弓，省时省力。
综合来看，二号线的系统结构比一号线的简单，作业方便，配重也轻了不少。
4.2 数据传输和信息下载方式方面
一号线TMS系统由梯形列车总线通信、车辆总线通信、RS485总线通信。任何传输节点都是冗余的。采用了存储转发的通讯方式使得系统有非常高的可靠性；通过数据包的分割以及优先权控制确保了系统控制命令数据的实时性。传输的数据主要包括控制指令、状态数据、块数据。控制指令、状态数据和块数据通过中央单元/本地单元的应用软件来处理。所有的数据都从相应车CPU中下载，分析系统故障时需要用到VVVF、SIV、TMS三个专业系统软件及设备。有些分工太细，作业时间多。
二号线TMS系统列车控制级总线为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。列车级MVB用于连接各车辆间的电子部件，从而形成列车控制通信网络。传输速度、传输能力和实时性等指标都有很大幅度的提升，提高了系统的可靠性。数据在总线上传输采用以下两种数据类型：过程数据、消息数据。由于采用的是总线传输，相关数据找关键模块下载即可，而且将VVVF、SIV、TMS三个专业系统软件融合在一个平台中，便于分析故障和节约作业时间。
4.3 应对环境方面
沈阳地铁一号线是我国东北首条地铁线路，东北的冬天寒冷，气温低下。这样的环境、温度等变化导致一些系统虚拟故障的发生。如虚报制动系统阀故障，门故障没有关好等。该TMS系统的稳定性和故障定义需要因地而进行调整。
而二号线TMS系统适应环境能力强。在寒冷、潮湿是环境中，极少出现虚拟故障。这样保障了设备实时数据的准确和及时。进而提高了地铁车辆运营的安稳。
5 结论
根据沈阳地铁实际情况我们可以看出：一号线使用的TMS系统具备先进性也有其弱点，属于稳重有余而随机应变能力不足。需要在因地制宜上面进行相关改进，另外在结构、配重、布置上面也需要改善。
二号线选用的TMS系统具有适应性和稳定性。而且在结构方面更加简洁，便于维护、维修。所有模块安放于车内也便于随时下载数据、进行故障分析和软件升级。同时根据车型不同模块不同，采用总线传输更加简洁和迅速。
目前二号线选用的TMS系统的模块设计将是网络系统发展的趋势。如庞巴迪公司的TMS系统就是采用的模块化设计。为此我们坚信在未来的地铁车辆上，更多的将是沈阳地铁二号线所选用的模块化的网络系统。
参考文献
[1]王磊.列车网络控制系统的分析与研究. 西南交通大学.2008. TP273.5;U284.48
[2]彭代文，李红辉，张春等.列车通信网络及其访问控制协议和选用原则[J].铁路计算机应用，2006. 15(10): 47-49
[3]曾嵘，杨卫峰. 列车分布式网络通信与控制系统[J].机车电传动，2009(3)：17～19，31
[4]倪文波，王雪.高速列车网络与控制技术[M].成都：西南交通大学出版社，2008
作者简介：
曾凡华，1985年9月26日出生，男，汉族，毕业于大连交通大学，本科学历，沈阳地铁集团有限公司运营分公司工程建设中心车辆助理工程师。
