T21/22次京滬高檔車的LonWorks網絡列車監控系統

　　2001年10月21日，京滬高檔車T21/22次、T13/14次正式在北京、上海間開通。這是我國鐵路史上首批乘車環境和對旅客服務，都按民航標準要求配備的豪華旅客列車。

　　京滬高檔車上設有列車監控網絡，能夠自動監測車輛設備的各種參數，以確保設備和車輛運行安全以及乘車舒適性。其中T21/22次列車采用了LonWorks總線監控網。

2、系統組成

　　2.1車輛設備情況

　　京滬高檔車是在25K型車的基礎上研制而成的。列車編組最大為18輛，包括發電車和行李車。車輛設備包括：供電監控器、軸報器、防滑器、空調控制器、車門控制器和煙火報警器。

　　2.2 主要監控對象

　　1） 列車各節車廂的空調總電流（含制冷、采暖工況）、故障顯示、溫度顯示、空調集控、溫度設定;

　　2） 車廂的供電、照明工況和控制;

　　3） 塞拉門工況、塞拉門故障;

　　4） 軸溫報警器;

　　5） 防滑器;

　　6） 煙火報警器

　　2.3 系統組成

　　圖1是京滬高檔車LonWorks網絡列車監控系統組成框圖。整個網絡由兩級網絡構成。一級網絡是列車級LonWorks總線，包括列車主控計算機及其網關、列車級LonWorks網線、各個車廂的代理節點及軸溫集中轉換器。二級網絡是車廂級LonWorks總線及車廂級應用節點，包括供電監控器以及空調控制器、防滑器、車門控制器和煙火報警器等，通信介質為雙絞屏蔽線。

1——列車級LonWorks 網線
2——車廂級LonWorks 網線
3——集中型軸溫報警器FSK網線
圖1 基于LonWorks網絡的列車監控系統

　　列車主控計算機及其網關和軸溫集中轉換器安裝在發電車上。車廂各應用節點基本按25K型客車的布置方式安放，新增加的車廂代理節點及各應用節點的網關布置在新增加的監控箱內或安放在應用節點的就近位置。

3、系統功能

　　3.1列車主控計算機及主機網關

　　列車主控計算機采用薄型觸摸屏工控機，10.4英寸液晶顯示屏，帶RS-232通訊接口。主控計算機是整個列車監控系統的神經中樞，負責向各節車廂發送控制命令，接收監控對象的信息，顯示所有監控對象的狀態，實時記錄全部車廂的數據。LON/RS-I型主機網關負責LonWorks/RS232信號轉換任務。

　　監控軟件采用Delphi4.0開發，界面簡潔、直觀，操作非常方便。

　　主控計算機的“集中控制” 界面和控制內容如圖2所示。“狀態顯示”界面包括全車狀態顯示（圖3）和單車狀態顯示（圖4）。全車狀態顯示界面是以表格的形式顯示全部車廂的防滑系統狀態、軸溫、制動缸狀態、列車管壓力、煙火報警、供電、照明、充電器、漏電保護、用電安全記錄、空調機組工況、車廂內溫度以及車門狀態等。單車狀態顯示以數字、指示燈和數字儀表的形式，更詳細、直觀地顯示單節車廂各系統的狀態。用戶可以將記錄文件保存到磁盤上，回到地面使用相應的軟件查看車輛運行記錄，打印記錄報表。

　　當某節車的設備有故障發生或應用節點離線時，該車為紅色，并發出聲報警信號。

圖2“集中控制” 界面

圖3 全車狀態顯示界面

圖4 單車狀態顯示界面

　　3.2 代理節點

　　代理節點是聯接列車網和車廂網的橋梁，有2個獨立的LonWorks通訊接口。上行LonWorks通訊接口負責列車級網絡通信，接收列車主機的信息，并將信息轉發給下行LonWorks通訊模塊。下行LonWorks通訊接口負責車廂級網絡通信，轉發集中控制命令，接收車廂級各應用節點傳輸的參數、工作狀態等信息，并將這些信息存放到代理節點的數據庫中，供主控計算機調用。

　　3.3軸溫報警器和軸溫集中轉換器

　　軸溫報警器是鐵路客車集中式軸溫報警器。軸溫集中轉換器帶有FSK通訊接口和LonWorks通訊接口。它通過FSK接口接收軸報網上傳輸的各節車的軸溫信息，然后通過LonWorks通訊接口和列車級LonWorks總線傳遞給列車主機。

　　3.4車廂級應用節點

　　3.4.1 供電監控器

　　供電監控器本身自帶LonWorks通訊接口。供電監控器負責監視車廂供電及照明系統的狀態、測量空調機組的電壓、電流值及蓄電池電壓、充/放電電流值和制動管壓力值，用撥碼盤設置車廂號。并通過網絡將這些信息傳遞給列車主機。

　　供電監控器還可接收主機發出的供電、照明控制命令，控制相應接觸器的開、關，實現供電和照明的集中、遠程控制。能大大減少車輛乘務員的工作量。

　　3.4.2其它應用節點

　　空調控制器負責空調機組的工況監視與控制。主機可通過網絡查看各車廂的空調工況、三相電流或控制空調機組的工況。

　　防滑器監控車輛滑動狀態，煙火報警器負責監視車廂的火災或煙霧情況。二者將信息定時傳遞給車廂代理節點，等待主機查詢。

　　車門控制器負責車門的開、關及狀態監視。主機可通過網絡查詢車門狀態。

4、應用情況

　　T21/22次正式運營后，本監控系統從2001年10月27日開始使用。從實際應用效果看，各級網絡的通訊情況保持良好，主控計算機和各級應用節點的工作性能穩定，操作方便，各類信息的采集、顯示及處理結果準確，大大方便了乘務人員對全車設備運行狀況的監視和檢修，實用性較強，達到了預期的目的。

5、結論和建議

　　列車監控系統是實現客車，特別是提速車和高速車的車輛設備的集中監視、集中控制和故障診斷的基礎設備。從實際的裝車情況和使用效果看，京滬高檔車LonWorks網絡列車監控系統具有操作方便、功能全、成本低、可靠性好及網絡穩定等優點，是目前我國鐵路客車上使用效果較好的列車監控網絡之一，適合在旅客列車上推廣使用。