城市軌道交通車輛電氣控制機械工業出版社同名教材

配套電子課件制作：華平唐春林常玉華E-mail：zzhprose@126.com

項

目

三城市軌道交通車輛牽引與制動控制系統學習目標1.課題描

述2.學習任務3.拓

展

任務4.

任務1電動列車電氣控制電路系統

任務2電動列車激活控制

任務2列車微機控制系統

任務3電動列車初始條件設置控制

任務4電動列車牽引和制動控制

任務1列車信息和診斷系統

任務3城軌交通車輛布線1．掌握電動列車繼電器控制電路的基本構成及原理；2．掌握牽引控制單元功能；3．掌握電子制動控制單元功能；4．會分析高壓供電設備控制原理；5．會分析牽引和制動控制原理；6．會分析電動列車起動聯鎖控制；7．了解電動列車信息與診斷系統原理；8.了解城匭車輛的布線原則、接線表信息學習目標任務一列車信息和診斷系統知識拓展

機械設備狀態監測的任務是：弄清設備所處的客觀狀態，包括采用各種測量、分析和判別方法，結合設備的歷史狀況和運行條件，為設備的性能評價、合理使用、安全運行及故障診斷提供實時有效的數據。

機械設備故障診斷則需要進一步確定故障的性質、程度、類別、部位、原因、乃至說明故障發展的趨勢及影響等，為故障的預報、控制、調整維修提供依據。一、檢測與診斷技術1.常見檢測和診斷方法簡易診斷法自動精密診斷法專家智能診斷法使用各種便攜式診斷儀器和工況監測儀表，對設備有無故障及故障的嚴重程度做出判斷和區分。建立在計算機輔助診斷基礎上的多功能自動化診斷系統。在這類系統中，不僅配有自動診斷的軟件，能夠實現狀態采集、特征提取、狀態識別的自動化，而且能以顯示、打印、繪圖等多種方式自動輸出分析結果。當設備發生故障后能自動用聲光方式發出報警指令，并通過微機自動對故障的選擇、程度、類別、部位、原因及趨勢進行診斷及預報。專家系統不但具有自動精密診斷方法的全部功能而且它還將專家的寶貴經驗、智慧與思想方法加以分析總結同計算機的巨大存儲、運算與分析能力相結合，形成規則存入計算機。根據自動采集或人輸入的原始數據，模擬專家的推理、判斷與思維過程，實現故障檔案建立、解決狀態識別及診斷決策中的各種復雜問題。2．多傳感器融合故障診斷方法故障診斷的方法大致分為兩類：（1）常規故障診斷方法。

該方法是以設備的數學模型為理論基礎，

以動態測試、信號分析及數據處理為核心的技術；（2）智能診斷方法。

它是在常規診斷的理論基礎上應用人工智能及相關基礎學科理論的診斷方法，這種方法是知識處理為核心的技術。

從用于診斷的特征信號的類型上看，有依賴振動、噪聲、油液、溫度、壓力等信息的診斷技術。1）多傳感器融合故障診斷方法的原理功能結構和處理過程框圖如圖3-45所示。用多個傳感器從多方面探測系統的多種物理量，對多源的信息和數據進行檢測、關聯、跟蹤探測、狀態估計等多級處理，精確、及時地判斷出機械系統的狀態，并分析出狀態(故障)、現象(征兆)和原因之間的關系。

傳感器探測機械系統各個部位，每掃描一次報告一次該部位測量結果，每個傳感器進行獨立地測量，用二元判定的處理方法，根據信號特征來觀測征兆的出現，一旦檢測到征兆就將測量參數報告給融合處理系統。2）多傳感器融合故障診斷方法的功能和處理過程檢測：是對傳感器信號進行有效性判定處理。數據關聯：是依據每次掃描完成后所得到的信號(報告)進行的，將每個新的報告與每個其它報告及以前檢測到的征兆的預測位置進行相關處理，這組數據能描述機械系統該時刻的狀態，也保證了征兆是出現在同一個位置空間上的。數據關聯的目的是要保證得到所有的傳感器在同一時刻探測到的一組數據，形成一個組合的ｎ維測量，每一組代表狀態(故障)的一個獨立屬性。分類：是依據不同的傳感器報告出征兆的特征參數。狀態估計：（含有一般診斷方法中的結果評價）是在每次掃描結束時，對新征兆與已存在的（以前探測到的）征兆進行估計和結果評價，確定系統的當前狀態。圖3-45

多傳感器融合診斷方法的功能及處理過程框圖3．便攜式故障診斷系統圖-46便攜式故障診斷系統

USB總線對一般設備可以提供100mA電流，對大功率設備可提供不超過500mA電流，而當USB外設處于掛起狀態時，從總線上吸收的電流小于500μA。便提式故障診斷系統的采集板采用低功耗設計，選用低功耗器件，整個采集板就直接利用總線電源進行供電，不需外加其它電源。

當主機檢測到全速采集板插入后，自動配置設備，此時采集板僅基本系統工作。

如果系統不進行檢測，采集板就處于掛起狀態。

而當系統需要故障診斷時，主機喚醒采集板，并向采集板提供500mA總線電流。采集板控制器接受到主機的數據采集命令后，向系統的采集和控制等部分供電，并啟動數據采集。采集的數據通過DMA方式被存入到內存，內存存滿后，停止采集，然后將采集的數據通過USB接口傳輸到主機中，數據傳遞結束后，采集板進入掛起狀態。此后通過計算機軟件對數據進行分析處理，就可以獲得設備故障的診斷結果。工作原理：3．便攜式故障診斷系統特點：利用本系統進行故障診斷能工作較長時間。適用：工程現場。軟件設計功能數據采集板的控制和USB通信軟件主要是控制數據采集以及通過USB接口與主機進行數據通信。主機USB設備驅動程序實現主機與采集板連接和數據通信功能。主機數據分析與處理軟件將傳感器采集的數據進行分析處理，可以根據要求進行信號的功率譜分析、倒譜分析、小波分析以及自相關分析等,通過與正常運行時相關的參數對比，可以判斷出設備是否存在缺陷、故障等，也可通過幾種方法聯合起來提高診斷的正確性和精確度。3．便攜式故障診斷系統二、車輛故障診斷及其信息管理系統1．系統總體結構車輛故障診斷系統：主要用來診斷車輛各系統故障，收集來自司機臺的控制信號。以城市軌道交通地鐵車輛為例，車輛故障診斷功能由A車的CFSU(中央故障存儲單元)完成，每3節車單元可獨立工作組成1個單元車級的診斷系統；對一個6節車編組的列車，2個單元車級診斷系統可以組成1個列車級的診斷系統。車輛各系統的電子控制單元以繼電器的形式通過KLIP子站將故障信息傳送給CFSU，CFSU用環境參數或跟蹤參數補充其基本信息，所有診斷信息以及列車可運行狀態信息可在激活端的顯示器上顯示出來。對于維修工作，除了可直接利用司機臺顯示器外，還可通過RS232接口將診斷數據傳輸到個人計算機，用專家分析軟件對故障數據進行列表和數據分析。（1）系統總線結構圖3-47

系統總線結構列車總線：用來連接2個CFSU,實現2個單元車的通信,數據傳輸率為125kbps；車輛總線：用來連接ATO/ATP、顯示器和CFSU,數據傳輸率為250kbps；控制總線：連接1個單元車內的CFSU與KLIIP子站,數據傳輸率為62.5kbps；列車總線與車輛總線合起來又叫做DIN總線。其硬件是基于RS485標準的接口。（2）DIN總線與SIBAS32KLIP控制總線圖3-48DIN總線硬件連接圖1）DIN總線RS485總線模塊通過后面板與SIBAS總線連接，通過這個總線，SIBAS32系統主機80386可以寫入或讀出RS485總線模塊中的雙口RAM中的數據，RS485總線模塊中的80188微處理器也可以寫入或讀出這個雙口RAM的數據，這樣主機和總線模塊處理器就可以進行數據交換。RS485總線模塊中有1個HDLC串行通信控制器，帶有2個全雙工通道A和B，通道A分配給列車總線，通道B分配給車輛總線。車輛總線通過面板前面的9孔電纜連接，列車總線通過后面板插頭與列車總線接口連接。列車總線連接器模塊有2個插頭用來連接列車總線。圖3-49

控制總線硬件連接圖

AS318接口用來連接控制總線和KLIP子站的內部9V總線，同時提供給總線模塊9V電源，KLIP站的地址和總線傳輸率由DIP開關設置。

每個KLIP站由以下硬件組成：1個AS318接口卡、總線模塊BM700、輸入/輸出插卡、接線端子。

1個總線模塊可插2個輸入/輸出插卡，接線端子接好線后直接插在輸入/輸出卡上。

2）SIBAS32KLIP控制總線輸入輸出模塊的配置可以根據需要的輸入輸出信號的數量和種類任意選擇。表3-5

廣州地鐵一號線車輛中主要用到的輸入/輸出模塊卡DE16×110VDC輸入卡16通道110V直流輸入模塊，用于故障信息和各種二進制控制信號的輸入DA8×110VDC輸出卡輸出時鐘數字信號到各個電子控制單元（B、C車），輸出受電弓升、降狀態、主斷分合狀態、電制動施加狀態等指示信號到主副司機臺狀態指示燈（A車）DA16×24VDC輸出卡（A車）輸出數字報站器的報站控制代碼，只用到8位AE4×20mA模擬輸入卡（B、C車）輸入來自DCU的網壓、力矩，速度（僅C車）的模擬量，每個通道輸入電阻為500歐姆、輸入0～20mA的電流在輸入后轉換為0～10V的電壓信號控制總線：由SIBAS控制單元通過控制總線接口卡控制，由雙絞屏蔽線組成，從控制總線接口卡開始，終止于120Ω端接器（電子地線）。控制總線接口卡通過后面板與SIBAS總線連接實現控制總線與SIBAS中央控制單元的通信。控制總線通訊協議基于RS485，由控制總線接口板SBS控制，其端接電阻大小為120Ω，標志總線終止；SBS周期循環訪問SIBAS-KLIP子站，采用“廣播”的通訊方式，數據傳遞的時間和每個子站的尺寸和子站的數目（數量）有關。AS318與控制總線接口（SBS）之間：通過輸入/輸出緩沖器周期的（T5200ms）進行數據交換，不占控制總線周期。AS318逐位地將數據從右邊輸入寄存器，從左邊通過移位寄存器逐位取出。2）SIBAS32KLIP控制總線

SBS為主控器，KLIP子站為從屬設備。KLIP子站：通過設置DIP開關設置KLIP子站的地址（該開關位于AS318板，可設置總線通訊速率及地址），從動單元只響應主控單元的命令。SBS：通過輪詢的方式與KLIP子站通訊，此類通訊方式成為“廣播”通訊方式，當KLIP子站被SBS詢問時才可以發送數據，輸入數據通過BM700總線通訊模塊傳遞到AS318板，通過AS318板內置的輸入/輸出緩沖器將數據傳送給SBS，由SBS進行處理，再傳送給CPU控制板，實現外圍設備與主機系統的信息傳送。AS318在初始化時執行辨認過程，確定每個輸入輸出板的位置及類型，并檢測內置于BM700總線模塊內的4位移位寄存器的狀態及大小，并將所有信息傳遞給SBS，SBS在啟動時檢測所有KLIP子站的狀態，并周期檢測由AS318板傳遞來的檢測信息，并產生出一個字節的診斷信號，將此送給CPU，判斷各裝置子站的狀態。AS318板將周期檢測I/O設備，并傳遞給SBS。每個KLIP子站都會監測總線的數據傳遞，若在規定的時間內，沒有收到SBS的信號，則封鎖輸出（SBS兩次發送信號后，則報告故障）。任何一個KLIP子站通過輸入數據和診斷信息來響應SBS，而CPU亦會通過SBS的中斷請求和系統軟件給SBS看門狗電路一個啟動運行信號，以此來檢測CPU；若CPU系統）故障，則KLIP全部被封鎖。SIBAS-KLIP站內部數據傳輸是通過內部的9V總線完成的，每個總線模塊包括2個4位數據的寄存器，這些寄存器連起來組成1個移位寄存器。如果總線模塊BM700上安裝的輸入/輸出模塊需要多于4個數據位，則移位寄存器應在相應位置進行擴展。

開電源時，CPU、SBS均會復位（信號PESOUT），KLIP子站會自動打開。自檢時，SBS會自動檢查RAM和EPROM，若同時有故障，則產生中斷，并關斷直到再次復位，KLIP子站亦會如此。SIBAS-KLIP總線中數據傳遞采用開放式執行結構，每一個KLIP都會檢測存在和順序，當順序不對或16bit輸入信息沒有插入則封鎖。故障診斷系統對以下各系統進行診斷：牽引控制單元DCU，氣制動電子控制單元EBCU，空調控制單元，輔助系統(包括DC/AC逆變器和DC/DC變換器)，車門，空壓機，診斷系統本身和DC110V控制電路。其中故障診斷系統從DCU得到的信號除故障信號外，還有空轉信號和一些模擬量的實際值，如網壓、牽引力和速度。DC110V控制電路的信號主要有牽引方向、牽引/制動命令、運行模式、高速斷路器狀態、受電弓狀態、主風缸壓力狀態和半自動車鉤的連接等，這些信號主要是作為環境參數出現的。“事件”是所有診斷機制的觸發源，一個事件可以是如下的類型：子系統故障的發生；子系統故障的消失；重要信息的出現；重要信息的消失。當一個觸發源出現時，CFSU通過總線獲取、分類檢測并處理環境參數及時間標準，然后給出相應的代碼傳輸到列車總線主控端的顯示器中進行故障列表并顯示存儲。2．故障診斷及顯示駕駛臺上的顯示器是故障診斷系統的人機界面，分2個等級：駕駛模式、檢修模式。運行屏包含：網壓、實時速度、推薦速度、進出庫圖標、駕駛模式、自動折返圖標、門釋放信號圖標、緊急制動圖標、空轉/滑行、距停車點距離、建議速度、列車駕駛狀態（如：牽引、惰性、制動）等顯示由列車信息系統提供信號。顯示屏通過調用數據庫進行顯示。圖3-50

駕駛模式下的運行屏圖3-51

檢查模式下的狀態屏檢修模式下的顯示內容：

主要是列車發生的故障或信息的記錄，包括故障或信息的發生和消失以及發生故障時一些相關的參數即背景參數，圖中所示的狀態屏，顯示的是動車牽引/制動轉矩的柱形圖。①

輕微故障。不影響子系統功能的故障。不影響列車運營，只降低列車的舒適性。②

中等故障。限制子系統功能的故障。需要列車在運行至終點后回庫檢修。③

嚴重故障。嚴重影響子系統功能的故障或子系統故障。會降低列車的操作性能，影響乘客乘坐安全，發生嚴重故障必須盡快停止運營。故障等級子部件故障等級列車故障等級它是根據故障對系統功能或列車的運行安全的影響程度來定義的（1）子部件的故障等級3．故障等級并非所有的子系統都有3個故障等級，它取決于各個系統的故障類型。

DCU、EBCU有3個故障等級，即輕微故障(包括速度傳感器等檢測設備的故障)、中等故障(包括牽引參考值和負載信號丟失等故障)、嚴重故障(嚴重影響逆變器或氣制動單元的故障，如短路或過流等)，DCU或EBCU會自動封鎖并定時自動檢測，如故障原因消除，系統功能可自動恢復。

DC/AC、DC/DC只有嚴重故障和中等故障兩個故障等級，中等故障是逆變器/變換器溫度過高的故障，嚴重故障是部件故障，逆變器/變換器自動封鎖。

空調控制單元只有嚴重故障和中等故障兩個故障等級，中等故障時制冷回路失效，緊急通風仍然工作，嚴重故障時整個空調單元失效，空調單元的故障是用一個通道輸出的，用兩種不同的信號來區分：1Hz開關信號表示中等故障，低電平信號表示嚴重故障，CFSU中有相應的軟件塊來區分這兩種信號。

這些故障等級都是由子系統本身定義和分類的。

子系統故障在列車瀏覽屏

可以查看到，相應的故障用紅點指出，并對應各自車輛顯示。圖3—52

列車瀏覽屏中的子系統故障顯示

子系統故障在列車瀏覽屏

可以查看到，相應的故障用紅點指出，并對應各自車輛顯示。如圖所示：（2）列車級的故障等級（分為3級）①列車故障等級1：發生的故障不影響列車功能，列車可繼續運行直到服務結束，回庫后檢修；②列車故障等級2：發生的故障限制列車功能的發揮，列車將在下一次到達車輛段時退出服務，列車最多可運行一個來回；③列車故障等級3：發生的故障嚴重影響列車的功能，列車必須在下一站退出運營。

部件故障到列車故障等級的評估升級由顯示系統軟件

實現，評估升級的規則是以子部件故障的等級和發生的故障數量及其在列車中所占的比例來綜合考慮，另外對于供電單元還考慮其所接的負載情況。圖3-53列車DCU嚴重故障的事件信息屏顯示4．診斷數據地面分析軟件診斷系統的故障數據及其環境參數或跟蹤參數都是以數據庫的形式存在顯示器的硬盤中，通過RS232接口連接PTU，在顯示器上進行操作，

可將數據方便地下載成一個TIS數據庫文件。地面分析軟件EXPERT2可以將TIS文件解壓，以ACCESS表格的形式將故障的發生和消失一一列出，各個故障的背景參數也可以顯示出來，而有3種故障即DCU嚴重故障、DCU中等故障、緊急制動還有跟蹤參數，可以用彩色圖形顯示發生故障前后本單元動車DCU檢測到的網壓和牽引/制動力矩以及速度的模擬量、牽引/制動命令以及司機室其他控制命令和設備狀態，以便于了解故障時的列車狀態，從而分析故障原因以及處理故障。目前，一般在每次月檢（雙周檢）中或需要分析故障時下載顯示器的數據，主要用它來分析一些疑難的故障以及在電子控制單元沒有記錄的故障。從EXPERT2中得到的故障記錄表可以看到故障發生前后其他的伴隨事件以及故障發生頻率，事件消失的時間。另外，還用來做一些故障或事件的統計，如緊急制動發生的次數，高速斷路器合斷次數等。

任務二

列車微機控制系統一、列車微機控制系統概述列車微機控制系統是列車的核心部件，它包括以實現各種功能控制為目標的單元控制機、實現車輛控制的車輛控制機和實現信息交換的通信網絡。從系統功能上來看經歷了由單一的牽引控制到車輛(列車)控制，到現在的信息控制的階段；從系統的結構上來看，列車微機控制系統從單機系統發展為多機系統，現在已經進入分布式控制系統的發展階段。1.列車微機控制系統的發展列車微機控制系統是基于列車控制的復雜性需求和人們對于控制的智能化要求，以及隨著計算機技術和控制技術的發展所提供的可能性而逐步發展的。在控制策略上，各種新型的控制方法和手段將被應用到列車控制中來，從而使列車控制系統具有更高的精度和智能化。此外，控制軟件的硬件化則是發展的另一個方面，使控制系統具有更快的響應速度和更好的可靠性。其次，列車微機控制系統將進一步朝著分布式控制系統的方向發展。真正意義上的分布式控制系統需要進一步解決控制系統的透明性，即系統的同步、通信的實時性、存儲器共享等問題。第三個方面將是逐步融入到公共的網絡平臺，即聯入互聯網。主要的問題在于安全性。2．列車微機控制系統的功能實現牽引控制。即牽引特性曲線的實現和牽引功能的優化；實現列車牽引的黏著控制。

使列車在各種運用條件下，都能保持輪軌間的牽引力，并盡可能地使機車運用在輪軌間的牽引力實現最大化；實現列車運用過程中各種可能需要的功能；實現關聯和電路連接。即邏輯控制功能；實現列車運行過程中的故障信息處理。

即進行故障信息的采集、處理、傳輸、顯示和記錄，并為列車乘務員提供故障的現場處理和排除的信息提示。列車微機控制系統還可以提供列車運行的狀態信息。1．SIBAS系統德國Siemens公司提供，能夠實現列車的牽引系統控制、信息傳輸、運行監控和診斷等控制任務。SIBAS-16和SIBAS-32兩個系列，上海地鐵1、2號線使用SIBAS-16控制系統；廣州1號線使用SIBAS-32控制系統。SIBAS-16核心是16位8086型中央計算機、存儲器組件以及一個或多個子控制機(8088，80C188)組成。集中式機箱和插件式機械結構，16位并行總線和RS-485標準物理接口及RS-422串行總線技術。控制系統由中央控制器集中管理，分層結構，即列車控制層、機車控制層和傳動控制層。SIBAS-16本質上還不能算是一個分布式的列車控制系統。編程工具SIBASL0G，提供了大量的標準程序模塊，為控制軟件的編制提供了有利的條件。SIBAS-32系統采用32位芯片(Intel486)

，與SIBAS-16系統的接口兼容。設有智能外圍設備連接終端即SIBASKLIP站。采用SIBASKLIP可以迅速綜合信息和控制指令，并且通過串行總線傳輸給中央控制裝置。KLIP站可以很自由地分布在各類車輛上。二、我國城市軌道交通列車微機控制系統的應用2．MITRAC系統MITRAC系統是Bombardier公司的系列化產品。其中包括MITRACTC(IGBT牽引逆變器)、MITRACCC(列車控制系統)、MITRACAU(輔助逆變器)和MITRACDR(牽引驅動器)。MITRACCC系統是在ABB公司MICAS-S2系統的基礎上，研制開發的新一代基于MVB總線的分布式、實時的列車控制與通信系統。Bombardier公司為了適應不同用戶，推出了MITRAC500系，1000系和3000系。500系主要用于城際有軌列車，1000系主要用于高速及地鐵列車(它具有良好的適應惡劣環境的性能)，3000系主要用于大功率機車。廣州地鐵2號線、深圳1號線一期龐巴迪地鐵車輛中就使用MITRAC控制系統。MITRACCC主要具有以下特點：1）符合各國際標準(EN50155：車輛上的電子設備標準；ENV50121—3—2：鐵路應用電磁兼容性標準；ENV50204：數字無線電話電磁場輻射標準；IEC61375—1：列車通信網絡標準；IEEE1473：1999中關于列車通信協議標準；UIC556／557列車中信息傳輸的診斷標準)，具有開放接口。2）MITRACCC器件結構緊湊，電源直接由列車蓄電池提供，可以實現分布式安裝，而且不需要額外的加熱和制冷，器件配線最少，重量顯著降低。3）用線少，通過冗余增強系統可用性，傳感器的短距離連接和I／O設備接口減少了沖突。可測量性和模塊化使得系統配置靈活，并可兼容和連接以前不同的列車控制系統。4）MITRACCC具有自診斷功能。5）支持遠程無線數據恢復系統。6）提供MITRACCC遠程平臺。

MITRAC列車控制通信系統：系統核心是TCN標準，允許不同用戶之間的互操作。

交換信息使用的傳輸介質為屏蔽雙絞線或者光纖，列車上所有MITRACCC器件都連在同一個網絡上，從而可以交換程序和診斷數據，很容易增加新的設備。

在MITRAC中沒有控制柜和機箱，而是各個控制單元或I／O單元均自成一體封裝在一個具有較好的電磁兼容性性能的機殼中。

每個殼體均有自己的電源和車輛總線接口。圖3-54龐巴迪地鐵車輛MITRACCC的微機控制系統總體框圖表3-6龐巴迪地鐵車輛MITRACCC的微機控制系統標識含義序號代號名稱序號代號名稱1ACU空調控制單元10I/O標準輸入/輸出單元2ATC列車自動控制11MC主控制器3AUX輔助變流器控制單元12MMI司機室顯示單元（人機接口）4ComC通信控制器13MVB多功能車輛總線5Batt蓄電池充電控制14PIS乘客信息系統6BC總線連接器15TCC列車控制與通信7DCU牽引控制單元16VTCU列車控制單元8EDCU電動車門控制單元17WTB列車總線（冗余）9EBCU制動控制單元列車控制級上的WTB通過安裝在每個單元的VTCU中的大功率網關與MVB相連，進行數據交換。列車控制級和車輛控制級與每個3節車單元的控制單元VTCU構成一個整體，執行如下主要功能：通過WTB進行列車控制；總線管理和過程數據通信；監督和診斷；通過MVB在各個子系統之間進行通信；提供與外部PC機之間的服務端口等等。各部分功能簡述如下：

列車控制

分為：列車控制級車輛控制級子系統控制級包括：牽引控制

氣制動控制

輔助電源控制

門控制

空調控制

乘客信息系統控制等（1）列車總線（WTB）與多功能車輛總線MVB

列車總線（硬線連接總線WTB）連接著兩個3節車單元的VTCU，兩個VTCU之間通過WTB進行通信。多功能車輛總線MVB與車輛及列車控制單元VTCU直接相連，VTCU包括多功能車輛總線控制器、犬容量的事件記錄器等，可以對車輛總線通信進行管理。VTCU通過MVB與車輛所有子控制系統進行數據交換，實現列車控制和車輛控制。車輛控制級、子系統控制級(如牽引／制動控制級)、以及本車與同一單元的其它車之間通過本地車輛總線進行通信和數據傳輸。（2）車輛及列車控制單元VTCU車輛及列車控制單元VTCU：為帶集成診斷功能和控制功能的車輛與列車控制裝置，每個3節車單元擁有一個VTCU（一列車有兩個），作為總線管理主機。它是一個帶有32位數字處理器、8MB閃爍內存的微機控制單元，還包含靜態電池緩沖RAM、串行接口、獨立的電源。VTCU：具有硬件自我檢測功能以及Watchdog（保護和監控）功能，并在軟件故障后自動重新啟動。VTCU負責組織所有連接通道上的數據交換，處理接收的數據以及負責向子控制系統發出指令并完成診斷功能。其主要完成或參與的控制功能：有管理多功能車輛總線、列車的故障診斷和存儲、DC／AC，DC／DC電源負載分配監控(正常與故障狀態)、用于牽引／制動控制的列車控制、支持列車自動駕駛ATC功能、監視安全制動裝置、速度中央控制、里程記錄、司機顯示器的控制、提供列車乘客信息系統指令和數據、參與防滑／防空轉保護控制等等。控制有關的自動開關4F01，激活端A車的2F14。（3）列車管理系統（TMS）列車管理系統(TMS):以VTCU為核心的一個列車控制系統，是列車微機控制和網絡系統的重要組成部分。它由列車控制級和車輛控制級的多臺計算機系統和一些專門開發的高處理速度的微機組成。TMS負責列車的控制、監控和診斷，該系統可以為列車各子控制系統和模塊提供各種實時控制信號。當一個或多個列車控制系統的部件故障時:列車管理系統能定義并被切換到預定的狀態繼續工作。如當WTB或一個網關故障時，列車將被切換至TCC限制模式進行工作。又如當MVB或一個VTCU故障時，列車將被切換至TCC備用模式進行工作。

TCC限制模式／備用模式：是TRB(TCCRestrict／Backup)模式的兩個子模式，在廣州地鐵二號線列車上體現為同一個模式開關TRB。在上述提到的故障情況下，駕駛員通過顯示器上有關故障信息進行處理，將列車轉換到TRB模式繼續運行。TRB運行模式下，駕駛員在ATP的監督、速度指示限制范圍內控制列車運行。如果超越這個速度限制，ATP將會激活緊急制動使列車停下來。在TRB運行模式下，兩個VTCU之間將不會通過WTB直接通信，也就是說牽引／制動力指令不能通過WTB從激活的司機室傳輸到其它地方。因此牽引／制動力指令通過連接主控制器的4條列車線傳遞，即通過硬線通信。這4條列車線為：l00％牽引力指令、大約50％的牽引力指令、100％的制動力指令和大約50％的制動力指令。TCC備用模式與TCC限制模式不同的是：由于TCC備用模式時，有MVB或一個VTCU失效，因此在TCC備用模式下只可以利用50％的牽引力。

列車因通訊故障出現起動聯鎖后（如檢測不到兩個或兩個以上的車輛狀態）：會出現合上2S18緊急牽引模式下，緊急牽引命令值雖然送給了DX模塊后轉送給了VTCU，出于安全的考慮，VTCU仍然要求正常牽引命令回路的信號（車門信息，主風缸壓力，停車制動緩解，氣制動緩解等），才會送出緊急牽引值。因此，合上2S18開關仍然不能動車時可嘗試打下故障端A車的4F01,終止DX模塊工作，從而保證2K30失電（將在牽引指令發出回路中介紹），使列車在通訊故障的緊急情況下也可以牽引。

但此時列車只有一單元車的牽引力。（4）列車故障診斷VTCU通過列車微機控制和網絡系統接收從各個子控制系統或I／O控制單元傳來的故障報告，并附帶所選擇的環境數據和相應的時間參數。所有列車運行所需的關鍵的診斷信息則是通過安裝在司機室駕駛臺上的TFT（薄膜晶體管)液晶彩色觸摸式顯示器來顯示。顯示器的內容分別有中、英文顯示，對不同的使用者設置了不同的權限，分為司機模式界面和維修模式界面。列車故障診斷系統根據故障對子系統或列車的性能或安全性的影響劃分為不同的故障等級。而在子部件系統單個故障發生時，故障診斷系統可根據整列車的故障情況及該子部件故障對列車運營的影響程度，對故障綜合評估，輸出列車故障等級，并在司機室顯示器上給予司機適當的處理建議。列車故障診斷系統對所有重要的故障／信息的記錄均給出了跟蹤數據，并通過分析數據能顯示出連續的牽引／制動曲線圖形。對于每個直接連到MVB總線上的子控制單元，均要求診斷系統能診斷并顯示到最小可更換部件的故障。3．AGATE系統Alstom公司開發的列車控制系統。系統主要由AGATElink(列車監控)，AGATEAux（輔助控制），AGATETraction（牽引控制）和AGATEe-Media（乘客信息系統）4個部分組成。在南京地鐵1號線使用AGATE。AGATE牽引控制系統主要是實現實時的機車牽引控制和產生制動命令。其主要特點是模塊化設計實現安全快速的操作；主要功能的子裝配系統標準化；采用World-FIP總線網絡，實現和主要數據網絡(TCN、CAN、FIP、LON)的通信網關；具有自測試功能；使用EASYPLUG技術；包含了最新技術FPGA器件和PCI總線接口。AGATE輔助控制系統主要是實現對列車上靜態逆變器和電池充電的控制，其主要特點是結構緊湊，模塊化，低成本，低噪聲和快速保護等。（1）AGATE系統及其結構AGATEe-Media乘客信息系統主要是在列車運行中，提供實時的多媒體信息和休閑娛樂，為乘客提供便利性和舒適性，同時還可以作為一種高效廣告媒體，能帶來新收益。AGATEe-Media主要功能有：系統用發音系統自動報站，并在屏幕上以有色信息顯示，具有動力學線路地圖，也可顯示廣告和新聞。當系統突然中斷或者意外情況發生的時候，優先直接向乘客廣播實時信息。AGATELink是在線管理和監視列車的電子模塊

，是整列車輛維護的有效工具。通過監視列車各子系統的運行狀況來提供迅速準確的列車故障診斷，從而減少了檢查時間和成本，縮短了停工維護時間。AGATELink的突出特點是改善了列車生命周期成本(LCC)。AGATELink可根據應用需要對基本部件來進行組合，如遠程輸出模塊、司控臺、GPS定位模塊、無線電數據傳輸模塊和在線通信網絡，系統易于擴展。圖3-55AGATE控制系統結構示意圖圖3-56列車TIMS結構圖（2）TIMS管理系統及其結構代號名稱MPU主處理單元DDU司機顯示單元RIOM遠程輸入/輸出模塊FDU前部顯示單元ACU音頻控制單元APU音頻播放單元PECU乘客緊急通訊單元IDU中間顯示單元表3-7TIMS系統設備代號明細

TIMS是基于AGATE系列,通過數據處理網絡連接的產品。

TIMS收集來自與它連接的設備的故障信息，并且通過駕駛顯示單元提供信息給駕駛員和維護人員，它能記錄故障、綜合故障以及記錄設備狀態。TIMS具備操作幫助、維護幫助、事件記錄管理、旅客信息觸發（音頻和視頻）的功能。

FIP數據網絡是TIMS的核心，它們根據等級結構配置

分為：列車網絡；車輛網絡。FIP列車網絡連接列車的兩個MPU，以確保在每個車輛組之間進行數據通訊。MPU控制列車網絡和定義信息流動。圖中ACE、BCE、和PCE都是與FIP數據網絡連接，但是它們不在TIMS范圍內。MPU

，運行主要的TIMS軟件應用程序和支配FIP車輛網絡上的通訊；DDU，使用人機界面，通過交互式的入口來運行和維護TIMS的功能；RIOM，局部安裝在每一個車上，提供二進制I/O口和標準RS485串行通訊口；PCE（牽引），安裝在動車C和B上，通過FIP連接的通訊被限于監測功能；BCE（制動），安裝在每節車上，A車的BCE也控制壓縮機設備，通過FIP連接的通訊被限于監測功能

；ACE（輔助），通過FIP連接的通訊被限于監測功能。TIMS設備的FIP地址通過數字插頭或低壓二進制輸入組合來定義。為了優化單元之間的電纜長度,FIP網絡電纜線路由雙絞屏蔽線構成(120Ω阻抗)，FIP列車網絡布設在整個列車并連接兩個MPU。這個網絡沒有連接其它設備，FIP車輛網絡受限于車輛編組的長度，它連接總線上的設備。各部分功能如下：

車輛設備

直接連接到每個車輛網絡：與外圍設備的串行通訊口通訊由RIOMS通過系統軟件提供，設備變量通過相同的RS485串行通訊口連接，串行網絡接口元件是智能的，它們處理協議編碼、譯碼、傳輸、接收和故障檢查。串行通訊口交換數據是建立在主/從機制上：RIOM在串行通訊口上發送一個請求（設備地址標志），設備（與指定地址一致）反饋響應，為了知道在RIOM與設備之間的通訊是否中斷，相互檢查功能是可用的。經過串行通訊口交換被MPU通過列車網絡初始化，在應用軟件的每個循環，MPU通過RIOM發送一個請求詢問串行通訊口。連接到串行通訊口的每一個單元都有一個唯一的地址。此外，相同類型的設備和有相同功能性的設備都分享相同的組地址。設計此原理是為了保持信息在網絡上不斷的傳輸，從而避免在緊要的時候出現傳輸高峰。常見的信息包括所有故障狀態信息，它能夠被傳送到司機室。相應的設備是通過RS485串行通訊口連接到TIMS上。主要有：（3）TIMS管理系統的組成及功能旅客顯示器（IDU和FDU）。在每節車，所有的IDU都連接相同的串行通訊口，所有的IDU分享相同的組地址。運行的信息同時發送給所有的顯示器。在此期間，單獨的信息發送給每個顯示器，目的是為了檢測顯示器功能狀態。在A車，FDU是通過自己的串行通訊口連接到TIMS上。門。在每節車，相同一側的5個門連接一個單獨的串行通訊口，用以監測門的狀態。音頻系統。在每節車APU和PECU音頻設備與TIMS的串行通訊口連接是為了監測和控制。在A車，ACU是通過自己的串行通訊口連接到TIMS上。ATC（列車自動控制）。ATC在串行通訊口上的通訊位于每個A車上，通過列車線傳送數據，例如：ATS時間、列車精確位置和ATC狀態。（4）I/O連接

邏輯輸入是通過RIOM周期性獲得的，它使得通過FIP車輛網絡連接到MPU是可行的。相反的，邏輯輸出值通過FIP車輛網絡經MPU周期性的發送給RIOM，它實際上控制物理輸出。在FIP車輛網絡上流通的數據被連接它的MPU做出判斷，數據需要通過FIP列車網絡經MPU在兩個車輛網絡上進行交換。

相應的設備是通過二進制I/O連接到TIMS上。主要有：

1）HVAC系統。在每個車，TIMS使用二進制I/O是為了監測HVAC狀態和給定的初始授權。2）照明。TIMS獲取照明狀態（有故障/沒故障）

3）受電弓。在每個B車，TIMS監測受電弓狀態。4）列車狀態。TIMS通過每節A車的二進制輸入監測列車的狀態（駕駛模式、司機室占有、緊急制動和停車制動狀態）。（5）音頻系統除了串行通訊口，TIMS為了執行DVA功能（自動音頻信息）也與音頻系統連接。在每節A車，使用特殊的調制線來連接MPU和ACU，這個連接由雙絞屏蔽線組成。列車有兩種通訊方式：無線電通訊用于外界通訊；在駕駛臺上的PLATE5用于內部通訊。音頻廣播系統的組成：音頻通訊單元（ACU），音頻放大系統（APU），乘客緊急通訊單元（PECU），駕駛室揚聲器，駕駛室麥克風，客室揚聲器。與外部通訊時音頻系統使用設備如表3-8所示。（5）音頻系統（續）表3-8

音頻系統使用設備及設置位置音頻系統執行下列音頻通訊功能：1）公共廣播（PA）（駕駛室－客室）2）數字聲音廣播（DVA）（駕駛室－客室）3）旅客緊急內部通訊（PEI）4）駕駛室－駕駛室的內部通訊（CI）5）無線電（Radio）6）開/關門（DO/DC）名稱設置位置天線位于A車車頂主機位于ATC室廣播單元控制面板位于駕駛臺上ATC按鈕下廣播用電話聽筒位于操作臺上無線電裝置及底座位于駕駛臺DDU前無線電通訊揚聲器位于駕駛室右上側墻（6）主處理單元（MPU）MPU作為一個自動化運行設備，反復周期性地進行下列操作：讀輸入變量→執行應用軟件的功能→更新輸出變量。對每一個系統收集信息并傳送到維修幫助系統，并且產生出綜合的信號。收到完整的信息用于報告駕駛員，故障分三個等級，分別為嚴重故障、中級故障、輕級故障,故障在顯示DDU上。TIMS的主要功能是監控列車的行駛，MPU從和它相連的設備中收集故障信息，并通過DDU向駕駛員及維修人員提供信息。它同樣也記錄故障，或記錄綜合性的故障和設備狀態。（7）駕駛員顯示單元（DDU）DDU是由觸摸LCD、TFT彩色屏和信息處理模塊組成，為TIMS功能構成主要的入口點。它通過駕駛員或維護人員獲得命令進入屏幕，顯示數據和與MPU通過FIP網絡進行通訊。觸摸屏可允許下面的操作：列車的準備控制，車輛狀態控制，車輛故障顯示，視頻旅客信息系統的控制，預先記錄的音頻信息的廣播。駕駛員可通過觸摸三個標簽頁的一頁，選擇所想要的頁面，激活按鈕呈灰色。（8）視頻顯示單元（IDU/FDU）

視頻旅客信息系統由下列系統組成：前部顯示單元（FDU）；內部顯示單元（IDU）。視頻顯示單元是建立在LED矩陣技術的基礎上的，PIS是在TIMS內部集成的并傳送到整個列車。1）內部顯示單元IDU。客室顯示器位于每節車的客室（每個客室有兩個顯示器）。它能顯示信息給旅客，例如下一站的名字或者其它特殊的信息。2）前部顯示單元FDU。前部顯示單元位于頭一節車，它可以以循環的方式顯示以下信息：最后一站站名和列車號。3）信息存儲單元。信息存儲單元位于列車的每節A車MPU中，它包含所有自動播報的信息和特殊的信息，信息只能從工作中駕駛室的信息存儲單元傳送。4．TIS信息系統

TIS(TraincontrolInformationmanagementSystem)信息系統是日本新干線各型列車上裝備的信息控制與傳輸系統。TIS系統由列車通信網絡、各車廂通信網和功能單元控制機組成。在各車廂內設有一終端站，它是列車通信網上的節點，也是本車廂信息傳輸的主站，各車廂內功能單元的信息均通過這個終端站（節點）向列車通信網絡發送或從列車通信網接收信息。新干線的列車編組是以2～4節車廂組成一個車組單元為基礎的，在一個車組單元內，由牽引制動控制系統、輔助電源、車門空調控制、變壓器及信息子系統等相對獨立的子系統構成對車組單元的完備控制。當列車根據需要由多個

車組單元構成列車編組時，這些相對獨立的子系統，通過一定的信息傳輸手段連成一個完整的列車控制系統。

圖3-57是TIS系統的結構示意圖TIS系統網絡的基本結構有兩種。一種結構是車廂內的終端(節點)只傳輸TIS系統的信息；另一種是節點既傳輸信息又傳輸控制命令，因此在日本新干線及既有線鐵路列車上有以下3種應用形式。（1）二重直通線的方式：控制命令和TIS的信息都在二重的直通線上傳輸，A、B總線上的傳輸方式為FSK，速率為100kbps。（2）控制命令用二重直通線：控制命令從司機臺發出，通過A、B二重總線與各車廂變流器——逆變器單元直接連接。命令傳送方式采用移頻鍵控FSK方式，速率為19.6kbps，TIS信息用單一

FSK方式傳輸，速率38.4kbps。（3）列車總線和車廂總線方式：各車廂的節點通過兩個方向相反的環形網絡連接，采用光纖作為介質，波特率為2.5kbps；車廂總線用于連接車廂節點和車廂內的功能單元，采用雙絞線及RS-485電氣標準，波特率最大為1Mbps，控制命令和TIS信息都在這兩個網上傳輸。（1）駕駛操作向導。

指導列車正確、正點運行，并顯示列車運行圖

。向駕駛指示設備的工作信息，在異常情況下，給出操作指南以及簡單的檢查程序，能進行出庫檢查。（2）乘務員操作功能。

乘務員可以通過TIS的終端站(車長站)設定車廂的空調溫度，異常情況下能發出警報；還可以通過TIS系統查詢客車情況，并做出處理。（3）維修支持功能。

能自動測試各功能單元的運行情況(用于系統調試)，調閱各設備的故障記錄，做出故障分析，收集、記錄運行數據，為檢修提供依據。（4）旅客服務功能。

向旅客提供各種信息，如到站和前方站、運行時刻表等。（5）控制命令傳送。該功能只有在最新的700系列車上才有完全的運用。控制命令包括牽引動力、制動、門控與空調、照明、輔助電源、受電弓、蓄電池開閉等。TIS系統具有以下功能：5．DTECS系統DTECS?是專為軌道車輛的列車控制和通信而設計的一套車載計算機系統，它控制并監視整個列車。它包括車載硬件、操作系統、控制軟件、診斷軟件、監視軟件和維護工具。DTECS?是一個分布式控制系統，它將分布于整個列車的各個智能單元。這些單元可分別安裝于車下設備箱、駕駛臺或車廂內的電氣柜中。這種系統的最大和最重要的優點是：顯著減少各箱柜之間的連線，并方便將來對系統功能的擴展。總線的擴展比較簡單，只須增加一根連接到該單元的電纜線，并更新應用軟件就能和新的單元進行通信。

除了上述國外的典型系統之外，我國也已經研發了多個列車微機控制系統，其中株洲電力機車研究所開發的DTECS微機控制系統已經運用在地鐵列車上。（1）DTECS?系統概述DTECS?系統設備采用模塊化設計，其系列產品不僅適用于各種牽引系統的控制，而且適用于列車/車輛的控制，也可以用于列車監控系統。如DTECS?系統應用于深圳地鐵1號線增購車輛中，由于該系統構成的靈活性，可以很方便地適應不同形式的列車編組。DTECS?廣泛地采用電子控制設備和串行數據通信來代替繼電器、接觸器和直接硬連線，并且通過網絡連接各個子系統的控制設備（如牽引控制、摩擦制動控制，門控制等），能夠減少繼電器、接觸器、車輛/列車布線、端子排和連接器聯鎖的使用。DTECS?控制系統中具有電子控制及監控設備的子系統是：列車控制單元；牽引逆變器控制單元；輔助逆變器；司機顯示器；空調控制系統；門控制系統；制動控制系統。（2）TCC結構由TECS系統構成的地鐵

列車控制系統TCC按照六輛編組設計。地鐵列車控制系統（TCC）對列車牽引系統、高壓電路、輔助電源系統、制動系統、ATC系統、車門及空調等系統進行控制、監視和故障診斷、記錄。地鐵列車控制系統（TCC）采用分布式控制技術。列車通信網絡遵循IEC61375標準，劃分為二級，由貫通全列車的列車總線和貫通一個車輛單元的車輛總線組成。列車總線和車輛總線之間通過網關交換數據，網關負責兩級網絡間的協議轉換。整個地鐵列車控制系統（TCC）采用先進、成熟和可靠的DTECS?控制系統。

TCC系統組成如圖3-58所示。圖3-58

DTECS?系統TCC系統組成系統配置序號代號名稱序號代號名稱1ACU輔助變流器控制單元13EDCU電動車門控制單元2ACCU空調控制單元14ERM事件記錄器模塊3ATC列車自動控制15FAS火災報警系統4AXM模擬量輸入輸出模塊16LVPS低壓供電系統5BC制動缸17TSC1無線傳輸裝置6BCM總線耦合模塊18PIS乘客信息系統7BECU制動控制單元19PTU便攜式維護工具8CCTV視頻監控系統20MMI司機室顯示單元9CPU中央處理單元21MR主風缸10DCU牽引控制單元22MVB多功能車輛總線11DXM數字量輸入輸出模塊23VTCU列車控制單元12DTECS分布式列車控制系統24WTB絞線式列車總線表3-9

TCC系統符號含義表列車系統構成單元主要有以下各部分：1）列車控制單元（VTCU）。位于每個駕駛室，管理整個列車網絡通信，并監控車輛設備。VTCU包括兩套互為冗余的VTCU1/VTCU2裝置，正常運行情況，系統隨機選擇一套作為主控設備，另一套備用，備用設備不停的監視主控設備狀態，當主控設備出現故障時，備用設備將代替主控設備，行使列車中央控制單元的功能，以保障整個列車正常運行。2）輸入輸出單元（DXM、AXM）。配置適量的數字量輸入輸出模塊（DXM）和模擬量輸入輸出模塊(AXM)，完成控制信號的采集和輸出。3）總線耦合單元（BCM）。實現MVBESD+和EMD的通信介質轉換，實現車輛間MVB總線連接。4）顯示器（MMI）。位于每個司機臺，人機工程學原理設計，高分辨率圖形顯示，一個觸摸屏系統。5）事件記錄儀（ERM）。裝在每個司機室里面，自身有閃存FLASH作為存儲體記錄列車狀態。它可通過高速以太網將記錄數據下載到地面設備或無線傳輸裝置。6）無線傳輸裝置（TSC1）。裝在駕駛室，具有GSM、GPRS和802.11B三種

無線通信接口。少量實時信息通過GSM、GPRS

傳送到地面，大量記錄信息在列車回庫后，通過無線局域網802.11B傳送到地面。7）PTU便攜式維護工具（PTU）。包括筆記本電腦（WindowsPC）和打印機。連接PTU和DTECS?單元后，記錄數據可從DTECS?單元下載到PTU。下載數據可在PTU（便攜式維護工具）顯示器上顯示，可打印。列車控制系統TCC有牽引/制動控制功能，列車控制系統TCC通過車輛總線MVB傳輸以下信號到DCU和BECU：控制運行方向、牽引信號、制動信號、給定指令參考值和操作工況（洗車模式等）；同時，對一些關鍵信號，也進行硬連線備份。司機鑰匙在ON位上時，激活的司機室將被設定為主控室.如果同時有兩司機鑰匙處在激活位，則車輛必須處在禁止運行狀態，這個由VTCU中的控制軟件來處理。司機選擇行駛方向，即向前或向后。如果該開關置于“F”位，行駛方向為向前。如果該開關置于“R”位，行駛方向為向后。開關處于“0”位，則沒有行駛方向。（3）TCC系統功能來自司控器和ATO的牽引/制動參考信號通過置于司機臺內的AXM單元不同的AI通道讀入到VTCU單元，VTCU將其進行處理加工后再傳送到牽引逆變器。“備用指令信號1、2”用于備用模式，每一位代表牽引和制動的參考信號。緊急牽引按鈕被按下時，將啟動備用駕駛模式，牽引逆變器和制動控制單元接收到列車線送來的緊急牽引信號后，將根據列車線的牽引/制動工況信號和備用指令信號1、2進行牽引和制動，在備用模式下不啟用電制動。牽引安全列車線用于表明列車已做好了起動前的準備，即所有門均已關閉，所有制動均已緩解，司機鑰匙已處在“ON”位。此列車線可直接封鎖驅動控制單元DCU輸出的觸發脈沖。出于系統運行最高完整性的考慮，此部分不含任何軟件控制。司控器設置了一個“警惕”按鈕。通過按下司控器內部的開關，表明操作了警惕功能。TCC收到此信息，如果在一定的時間內警惕按鈕沒有按下，列車將自動實施緊急制動。只有司機把司控器把手先推到惰行位然后牽引，制動才被解除。洗車模式控制列車的速度，按鈕控制。這個按鈕將處于一直按下的位置直到它再次被按下，一旦按下，速度將保持3km/h。為了有效的制動操作和提高乘坐平穩性，列車控制系統TCC與BECU協調進行整個空電聯合制動的混合控制。TCC將來自司控器或ATO的制動命令傳輸給BECU和DCU。在盡可能發揮列車電制動力的基礎上，BECU將補充空氣制動力，以滿足總制動力要求。列車控制系統TCC傳輸來自司機室的HSCB合命令。任務三

城市軌道交通車輛布線定義：就是連接導線在城軌車輛上的走線、布置、固定的方式以及與電氣設備之間的連接方式。呈現方式：布線圖、接線圖或接線表對制造人員：布線圖是車輛上導線安裝、固定、接線的標準，必須嚴格按照標準布置導線，才不會錯接、漏接導線，避免人為故障；對檢修人員：從布線圖中可以很方便地查處哪根導線或電氣設備接在什么位置，怎么接的，易于準確快捷地更換；對司乘人員：布線圖可以幫助駕駛員很快查找故障部位并作應急處理。重要性：制造、檢修和司乘人員對布線的熟悉掌握非常重要一、城市軌道車輛布線原則1.城市軌道車輛布線應符合設計的電路圖及布線圖的要求。2．城市軌道車輛布線時應注意，使電線盡量遠離發熱器件。發熱溫度在100℃以內的發熱器件，電線與之距離需保持在20mm以上；發熱在100～300℃者，電線與之距離需保持在30mm以上；發熱在300℃以上，如無隔熱、防火措施，電線與之距離需保持在80mm以上；若有隔熱、防火措施，以隔熱部分實際可能溫度考慮。3．城市軌道車輛布線應采用集中布線法，線束盡量集中。4．城市軌道車輛布線可以采用線槽、線管，也可以裸露布線。線槽、線管端部以及電線引出口不得浸漏油、水，裸露布置的電線必須充分注意不得侵入油、水。5．城市軌道車輛布線經過車體時開孔應不影響車體的強度。6．穿入線管的電線電纜,外徑面積之和不應超過線管內橫截面積的80%（單根電線例外）。7．城市軌道車輛上兩接線端子間電線不允許剪接。8．城市軌道車輛上電線兩端頭接線，除了與插接件相連外，必須采用接頭壓接或焊接。9．

每根電線兩端必須有清晰牢固的線號。10．

電線管、槽安裝應牢固。電線要用扎線帶、線卡等以適當間隔可靠固定，防止振動造成損傷。11．電線電纜出入線槽、線管及穿過金屬隔板的孔、口時，必須加以防護。所有各孔、管口應加絕緣套（有油處應耐油）或用絕緣物包扎。12．母線和母線間電氣間隙和爬電距離應符合TB1508（機車電氣屏柜技術條件）的規定。13．城市軌道車輛布線與軌道車上的電氣屏柜、儀表、電氣設備的連接，可采用螺栓組成（或卡簧式）的接線座（端子）或插頭、座。一、城市軌道車輛布線原則二、城市軌道車輛布線實施方法與措施1．布線時應考慮城市軌道車輛模塊化設計制造，在地面進行裝配。2．由線槽構成整個線路的主干，由插頭、插座完成部件與線路的聯結。3．線槽與部件的連接在接線箱中完成。4．每節車輛中間布置車下線槽與車頂線槽的連接線。5．同一型號插頭采用機械式防插錯編碼，有效防止相同型號插頭插錯情況的發生。6．高壓電流所流經的線路采用硬母排聯結，可有效防止接線錯誤。模塊化設計制造的優點：將車輛的立體安裝制造變為各部件的平面同步制造，各部件在各分包商制造完畢后，直接通過插頭及插座聯結，提高作業效率；同時有利于各部件的維修更換。模塊化設計制造的缺點：由于使用插接件較多，故障的幾率會相應增大。

克服缺點方法：采用高質量的插接部件，并在檢修過程中加強對插頭插座聯結

狀態的檢查等。三、城市軌道車輛布線操作（一）電線電纜接線（二）母線接線（三）接頭連接電線電纜必須滿足TB1484（機車車輛用絕緣電纜訂貨技術條件）的要求，其絕緣等級應與額定電壓相符。電線電纜的彎曲半徑應符合TB1484（機車車輛用絕緣電纜訂貨技術條件）的規定。當電纜直徑小于或等于20mm時，彎曲半徑應大于或等于電纜外徑的3倍；當電纜直徑大于20mm時，彎曲半徑應大于或等于電纜外徑的5倍。銅母線一般采用TBY、TBR型扁銅線及TMY、TMR型銅母線，根據GB5584.2（電工用銅、鋁及其合金扁線第二部分：銅扁線）及GB5585.2（電工用銅、鋁及其合金母線第二部分：銅母線）選用。母線應平整、調直、表面不得有高于1mm的折皺。母線落料、鉆孔和沖孔后，應去毛刺。平彎時，彎曲內半徑不小于窄邊寬度；扁彎時彎曲內徑不小于母線寬邊寬度。母線彎制后不應有裂紋或裂口。母線焊接處的焊縫必須牢固、均勻、無虛焊、裂縫、氣泡和夾渣等現象。母線連接：母線和母線、母線與電器端子連接處的連接長度不小于銅排的寬度，并應采用鍍（搪）錫、鍍銀等防電化腐蝕措施。對銅母線的其余部分可以采用鍍（搪）錫、刷油漆，包扎絕緣等防護措施。連接處應平整、密貼。接頭必須用純銅T2或T3（GB466（銅分類）），對于管材應同時符合GB1528（擠制銅管）,對于板材應同時符合GB2040（純銅板）。接頭表面不得有毛刺、銳邊、裂紋或扭曲、明顯變形等外觀缺陷，接頭表面要鍍錫或鍍銀。1．城市軌道車輛布線接線用接頭分類（1）全裸接頭（2）護套接頭圖3-59全裸接頭圖3-60護套接頭全裸接頭適用于橫截面積大于或等于16mm2的電纜，安裝螺孔分單孔和雙孔，接頭系列的各部分尺寸推薦見表3-10全裸接頭尺寸。護套接頭適用于橫截面積小于或等于10mm2的電纜，螺孔為單孔，螺孔直徑見表3-11護套接頭尺寸。規格尺寸（mm）銅線截面（mm2）162535507095120150185240300螺栓孔數目（個）11111122222螺栓直徑M8M8M8M10M10M12M12M12M12M12M12螺栓孔直徑1010101111131414141414A3535353535B1417202325283236374751C1616181822354142425077D11012141617202224263234D278101213161820212628L404450556068115115115140150電線截面mm20.7511.52.54610螺栓直徑M3-M10M5-M12表3-10全裸接頭尺寸表3-11護套接頭尺寸2．接頭和電線的壓接圖3-61接頭壓接示意圖表3-12壓頭尺寸壓接尺寸mm線芯截面mm20.2-0.54-1016-95120-300B<2<3C>4>6>15>20接頭和電線必須采用冷壓連接，和接頭相連的電線，剝線時不應有損傷、斷股。根據電線截面選用規定的接頭，要使用與接頭相配合的帶卡位裝置的壓接工具。選用護套接頭時，其壓接伸入全裸接頭后的裸露電線的長度B，以及與各種接頭相連接剝去外皮的電線長度C，需按表3-12壓接尺寸的規定執行。

（四）插頭、座和接線座（端子）操作要求

1．插頭、座和接線座（端子）應按不同電壓、電流及防護要求進行選擇。相同規格的插頭、座應保持互換。2．插頭、座應有防塵措施。在車體外部用的重聯插頭、座等應有防塵、防雨等密封措施。3．與插頭、座焊接連接的電線、焊接時必須用無腐蝕的中性焊劑。連接必須牢固，不得有虛焊、斷股和損傷。各接觸芯均應有防護絕緣套管和線號套管，焊芯間的殘錫清除干凈。4．上車前插頭、座相鄰各芯點及各芯點與地之間應作絕緣試驗，根據所在的電路額定電壓選用試驗電壓。（五）線管和線槽操作要求1．線管和線槽的出線口邊緣必須光滑，不得有尖角、毛刺。2．線管應盡量減少彎曲。每根線管中，彎管內角<90°的彎曲部位不應超過1處。3．線管在穿過金屬隔板時，如需焊接，線管不允許焊穿。（六）電線綁扎與固定

1．電線綁扎操作2．固定在金屬扎線桿、板的所有長度上，應用絕緣帶疊繞后再扎線。疊繞方向應由下向上（水平方向疊繞除外）。到屏柜及各電氣設備中的電線和電線束，在扎線桿、板端部、分岔電線束根部及電線束拐彎處均應有束帶緊固。其他區段可以用束帶進行連續整段包扎，也可用束帶分段綁扎。如果僅用束帶分段綁扎，則要求最多隔200mm有束帶緊固。線槽中的電線束拐彎處、分叉處均應有束帶緊固。其他區段如果僅用束帶綁扎，則要求最多隔500mm有束帶緊固。電線和各接線座、電氣設備及插頭插座連接時，要留有一定的弧度。母線應有絕緣線卡固定，母線拐彎處，連接處均應有線卡，其他區段則隔1-1.5m設線卡固定。線卡應有足夠的電氣強度和機械強度。通往車輛外部的連接電線，捆扎后應留有一定的長度，以保證通城軌車輛通過允許的最小曲線半徑時，連接電線應能正常工作。四、線號的標注

標注目的區分不同功能的導線標注要求符合電路圖的有關要求，線號應固定在線端適當位置，不得因振動丟失。標注方法機械制圖標注法機械制圖標注法線號數字書寫方式軸向書寫周向書寫2.周向書寫標注

1．軸向書寫標注圖3-62線號順序（軸向）圖3-63線號順序（周向）線號數字順電線方向書寫。書寫時標注電線位于水平位置時，標記數字正置，正對讀者，不能顛倒；書寫標注電線位于垂直位置時，標注字起始朝左邊；書寫標注電線位于斜傾位置時，使它沿水平方向夾角小的那一方向旋轉到水平位置，保持線號標記數字的正置。線號數字順電線圓周方向書寫。書寫時標注電線位于水平位置時，標注字起始朝左邊；標注電線位于垂直位置時，標記數字正置，不能顛倒；標注電線位于傾斜位置時，使它沿與垂直方向夾角小的那一方向旋轉到垂直位置，保持線號標記數字的正置。五、城市軌道車輛部件系統布線實例

1．線號套顏色的含義2．線號的組成3．線路連接方式4．車輛接線表（一）車輛接線與線號組成圖3-64繼電器的布線線號套有三種顏色：白、黃、紅，對應不同電壓等級

白色：對應于24V及其以下電壓等級

黃色：對應于110V及380V電壓等級

紅色：對應于1500V電壓等級線號由八位阿拉伯數字構成，分為兩部分，前5位為原理線號與原理圖對應，后3位為同一線號下的線路分支序列號。線徑在6mm2以上采用螺栓固定，如圖所示：線徑在6mm2以下采用直接插接，通過插頭與插座進行連接，如圖所示：為了便于整個車輛的控制及電源線路的具體連接，以及維修過程中方便獲取連接的具體信息，一般車輛都會有專門的接線表用來反映車輛接線、布線的相關信息。車輛接線表中的信息含義見表3-13。表3-13車輛接線表顯示信息及含義

線束號用4位阿拉伯數字表示線號由8位阿拉伯數字構成線徑主要1.5mm2和2