车载ATO模块与车辆TCMS的融合系统的制作方法

车载ato模块与车辆tcms的融合系统
技术领域
1.本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及列车控制技术。


背景技术：

2.ato模块是在正常情况下保证车辆自动运行的关键设备。在现有技术中，信号与车辆的设计相对独立，ato模块与其他车辆子系统均采用总线技术通过车辆总线与tcms系统进行连接通讯。在ato模式下，tcms主要根据来自ato的指令信号产生控制指令。而在车辆启动和运行中，众多的子系统都需要通过车辆总线进行通讯，大量的数据通讯使得总线的占用率较高，从而降低了数据传输的性能。在ato控车中体现为控制的超调周期延长、实时性下降，造成如ato停车精确度以及稳定性不足的问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题就是提供一种车载ato模块与车辆tcms的融合系统，解决信号与车辆设计相对独立，大量的总线通讯降低数据传输性能，造成控制超调周期延长及控制滞后问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.车载ato模块与车辆tcms的融合系统，包括集成中央控制单元、ato模块、tcms模块，所述集成中央控制单元包括iccu主控板卡、mvb板卡以及电源模块，所述电源模块为iccu主控板卡和mvb板卡供电，所述iccu主控板卡设有io接口和mvb数据传输接口，所述ato模块与tcms模块以独立进程的方式共同运行于iccu主控板上，所述ato模块与tcms模块通过共享内存的方式实现信息交互，所述ato模块与tcms模块通过io接口与外部通信。
6.优选的，所述io接口为以太网接口，且所述iccu主控板卡设有2个以太网接口，所述ato模块与tcms模块通过以太网接口与外部通信；所述mvb板卡上设有2个mvb数据传输接口。
7.优选的，ato模块向tcms模块共享的信息包括精确停车相关信息；牵引/制动指令和级位；运行工况；功能指令。
8.优选的，精确停车相关信息包括目标停车距离、目标速度曲线和线路条件。
9.优选的，tcms模块向ato模块共享的信息包括车辆以及牵引/制动能力；车辆以及牵引/制动状态；车辆牵引电机性能曲线；车辆载重信息。
10.优选的，在车辆的车头和车尾各设置一个集成中央控制单元，两个集成中央控制单元为双机热备冗余结构。
11.本发明采用的技术方案，ato模块与tcms模块在iccu主控板卡上以独立进程的方式运行，并且在板内通过共享内存的方式进行数据通信，对外共同使用一套io接口，实现了车载ato与tcms的融合。
12.因此，具有如下有益效果：
13.1、由于ato与tcms间的通讯由总线通讯变为进程间通讯，降低了通讯延迟，通讯更
加快捷稳定，可以充分考虑区间能耗、全线冲动率、牵引制动转换次数、停车精度等指标，并与牵引/制动系统进行充分的信息共享，通过利用列车载重信息、牵引/制动能力与状态以及指令反馈信息等，缩短ato闭环控制及控制超调的周期，提高ato控车性能。
14.2、ato与tcms的io接口以及电源模块的共用减少了硬件成本，降低设备间连接的复杂度，降低安装与后期调试难度。
15.本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
17.图1为车载ato模块和tcms的融合结构示意图。
18.图2为集成中央控制单元iccu的机箱结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.ato：列车自动运行系统
21.tcms：列车控制和管理系统
22.如图1和图2所示，本实施例提供了一种车载ato模块与车辆tcms的融合系统，包括集成中央控制单元iccu，在车辆的车头和车尾各设一个集成中央控制单元iccu，两个集成中央控制单元iccu为双机热备冗余结构。
23.其中，所述集成中央控制单元iccu的结构如图2所示，包括mvb板卡t1、主控板卡t2以及电源模块t3，主控板卡与mvb板卡均由电源模块供电。所述集成中央控制单元iccu与外部通讯的io接口包括以太网接口和mvb传输接口。
24.本实施例中，所述iccu主控板卡设有2个以太网接口，所述ato模块与tcms模块通过以太网接口与外部通信。所述mvb板卡上设有2个mvb数据传输接口。
25.tcms模块与ato模块以独立进程的方式共同运行于主控板卡之上，tcms模块与ato模块之间的通信通过共享内存的方式进行，tcms模块与外部系统或单元通过主控板卡上所设以太网接口m12进行通信，ato与atp等单元通过与tcms与ato的共享内存进行通信。
26.ato与tcms融合部署于同一主控板上，将两者原先的总线通信转换为进程间通信，减少传输延迟、降低通信丢包率。
27.ato和tcms共同使用一套io接口以及电源模块，提高了资源的利用率。
28.ato与tcms共享测速信息、列车载重、牵引制动状态，在不影响运营效率的基础上，生成更加节能、更加高效的ato控车曲线，并在在停站对位时，有更高的精度和舒适度。
29.其中，tcms模块向ato模块共享的主要信息包括：
30.车辆以及牵引/制动能力；
31.车辆以及牵引/制动状态；
32.车辆牵引电机性能曲线；
33.车辆载重信息。
34.ato模块向tcms模块共享的信息包括：
35.目标停车距离、目标速度曲线、线路条件等精确停车相关信息；
36.牵引/制动指令和级位；
37.运行工况；
38.功能指令。
39.ato与tcms采用融合设计后，充分考虑区间能耗、全线冲动率、牵引制动转换次数、停车精度等指标，并与牵引/制动系统进行充分的信息共享，通过利用列车载重信息、牵引/制动能力与状态以及指令反馈信息等，缩短ato闭环控制及控制超调的周期，结合人工智能算法在线实时生成最优ato目标速度曲线并优化目标曲线跟踪策略，提高ato控车性能。
40.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。


技术特征：
1.车载ato模块与车辆tcms的融合系统，其特征在于：包括集成中央控制单元、ato模块、tcms模块，所述集成中央控制单元包括iccu主控板卡、mvb板卡以及电源模块，所述电源模块为iccu主控板卡和mvb板卡供电，所述iccu主控板卡设有io接口和mvb数据传输接口，所述ato模块与tcms模块以独立进程的方式共同运行于iccu主控板上，所述ato模块与tcms模块通过共享内存的方式实现信息交互，所述ato模块与tcms模块通过io接口与外部通信。2.根据权利要求1所述的车载ato模块与车辆tcms的融合系统，其特征在于：所述io接口为以太网接口，且所述iccu主控板卡设有2个以太网接口，所述ato模块与tcms模块通过以太网接口与外部通信；所述mvb板卡上设有2个mvb数据传输接口。3.根据权利要求1所述的车载ato模块与车辆tcms的融合系统，其特征在于：ato模块向tcms模块共享的信息包括精确停车相关信息；牵引/制动指令和级位；运行工况；功能指令。4.根据权利要求3所述的车载ato模块与车辆tcms的融合系统，其特征在于：精确停车相关信息包括目标停车距离、目标速度曲线和线路条件。5.根据权利要求1所述的车载ato模块与车辆tcms的融合系统，其特征在于：tcms模块向ato模块共享的信息包括车辆以及牵引/制动能力；车辆以及牵引/制动状态；车辆牵引电机性能曲线；车辆载重信息。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的车载ato模块与车辆tcms的融合系统，其特征在于：在车辆的车头和车尾各设置一个集成中央控制单元，两个集成中央控制单元为双机热备冗余结构。

技术总结
本发明公开了一种车载ATO模块与车辆TCMS的融合系统，包括集成中央控制单元、ATO模块、TCMS模块，所述集成中央控制单元包括ICCU主控板卡、MVB板卡以及电源模块，所述电源模块为ICCU主控板卡和MVB板卡供电，所述ICCU主控板卡设有IO接口和MVB数据传输接口，所述ATO模块与TCMS模块以独立进程的方式共同运行于ICCU主控板上，所述ATO模块与TCMS模块通过共享内存的方式实现信息交互，所述ATO模块与TCMS模块通过IO接口与外部通信。本发明缩短了ATO闭环控制及控制超调的周期，提高ATO控车性能。提高ATO控车性能。提高ATO控车性能。


技术研发人员：张涛 谢胜茂 郑陈煜
受保护的技术使用者：浙江众合科技股份有限公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/5/5