1.1 描述和特性
CHR5编组列车由2个牵引单元组成，包括8节车辆，，每个单元由4辆车组成；第一个牵引单元包括3辆动车和1辆拖车，而第二个牵引单元则包括2辆动车和2辆拖车。
车组中各车编组次序如下：
1车和2车：由第一个牵引单元驱动的动车；
3车：配有一台变压器的拖车－第一个牵引单元；
4车：由第一个牵引单元驱动的动车；
5车：拖车；
6车：－配有一台变压器的拖车－第二个牵引单元；
7车和8车：由第二个牵引单元驱动的动车；
电气设备可以确保在25 Kv – 50 Hz的单相交流电源系统线路上实现牵引、制动和辅助设备供电。
每个牵引单元配有2台独立的牵引装置，第5套牵引装置物理安装在第一个牵引单元上，它有时属于第一个牵引单元，有时属于第二个牵引单元，取决于当前的配置；这样可以：
? 在牵引和辅助变流器故障的情况下平衡变压器的负载；
? 如果2台变压器中有1台故障，则全部装机功率中仍有60%可用。
每台牵引电机由一台专用逆变器控制运行；发电机位于1、2、4、7和8车的2轴和3轴（带有1A-A1传动装置）上。
辅助供电变流器总是与牵引逆变器并联获得供电，与电子牵引系统安装在同一箱体中。
1.2 指令和控制/诊断系统
1.2.1 概述
车组的每个单元均配有一套指令和控制/诊断系统，该系统与一个车载数据通信网络TCN（列车通信网络）接口。
该指令和控制/诊断系统是一个智能实体，它通过采集和传输信息和指令管理列车上多数主要设备的运行。
因此，该系统的正常运行是提供安全列车服务的基本条件。
鉴于此，该系统在建立时即加入了可提高终端系统可靠性的冗余特性。
采用该系统的通信网络体系结构是TCN，它基于层次组织结构：
? WTB列车总线，它将分布于列车各构成单元上的电子设备相互连接在一起；
? MVB车组总线，它将单一车组的构成车辆上的车载电子设备相互连接在一起。
此系统会提供人–机接口（MMI）功能，由3种类型的监视器组成，分别管理3种不同类别的信息（详细描述参见下文），并用于与该系统接口。
1.2.2 系统结构
指令和控制/诊断系统由以下设备组成：
? 4个冗余指令和控制/诊断处理单元（MPU）；
? 适应各种系统的需求的冗余远程I/O模块系统（LO.RE）；
? 2个诊断监视器（每个司机室1个）；
? 2个仪表监视器（每个司机室1个）；
? 1个控制面板监视器（位于TPB车列车长室内）；
? 2个冗余WTB-MVB网关；
? 4个冗余WTB/MVB网桥/中继器；
? 2个复位按钮（每个司机室1个）；
系统设计可以实现最大限度的灵活性和模块性。每个MPU可以管理2条或多条MVB线路，以便在MVB网络需要时扩展信息管理能力。
此外，还可以确保专用网络和MPU上不同SIL的管理功能的灵活性。
图1 2显示了上述设备在车组中各节车上的位置。
1.2.3 指令和控制/诊断以及远程I/O
该控制单元由模块化容器组成，这些容器根据EN 50022标准针对在DIN Omega杆上的应用而设计。这些模块可以被集中安装在一根DIN杆上，或者分布于多个位置，由于其体系结构被分为独立的功能单元，这样可以确保该安装类型功能的最大灵活性。
各模块由2条独立的蓄电池隔离的24 Vcc电源线进行内部供电，以实现内部电源管理，具体描述见下文。由此每个模块根据特定要求通过DC/DC变换器来产生其各自的内部电源。
由电源（POWER）模块保证电隔离，它可以将两条内部电源线上的蓄电池电压（根据需要为24Vcc、72Vcc或110Vcc）稳压为I/O模块所需的24V或经隔离并稳压的MPU模块所需的5V。
I/O模块通过与外界光隔离的系统内部CAN总线连接在一起。
模块会在前面板上显示所有系统连接。不同的连接器类型见各模块的数据单中说明。
各模块由阳极化铝前面板和塑料容器制成。所用的塑料材料均符合现行的火灾、烟雾防护及控制规章。
所采用的解决方案为用户提供了最大的可扩展性，并可以随项目进展同步添加新的功能，和/或调整现有模块以适应未来的性能标准。
1.2.3.1 构成系统的各模块的特性
MPU模块
该模块包括一个智能单元，可执行指令和控制/诊断以及诊断数据注册功能。
POWER（电源）模块
该模块由车辆蓄电池供电，并向模块式LO.RE（本地/远程）系统进行内部供电。
INDI模块
该模块用于采集蓄电池量程逻辑输入。
USDR模块
该模块向数字输出发送指令。
A/D（模数转换）模块
该模块对模拟电流或电压输入的系统进行采集。
D/A（数模转换）模块
该模块管理模拟输出。
冗余TCN WTB-MVB网关
此设备执行通信系统网关功能；此设备为依据IEC 61375-1标准中规定的要求验证的第5类设备。
串行线路体系结构
指出以下串行线路：
? WTB列车总线线路。
? MVB车组总线线路。
设有串行接口的所有设备均被连接至MVB车组线路。
车载系统产生和使用的所有信息均有可能通过MVB车辆总线采集。
该体系结构的一个特点是将牵引线路与舒适度线路隔离，这样可以更好地将功能分配到各SIL上，并实现性能优化。
1.2.3.2 主要功能
主要的指令和控制任务是：
? 通过将受控设备的运行调整为总体运行情况，对功能进行监视，并管理系统层决策。
? 正常运行情况下执行启动规程并提供指令。
? 故障情况下应采取适当的措施进行干预并进行故障排查。
主要的诊断任务是：
? 确认故障设备或子组件，缩短修理时间并提高车辆平均可用性。
? 提供操作指南，其中明确给出在可能出现的问题情况下须进行的操作。
? 诊断各种TCMS子系统组件，如远程I/O、网关、监视器、网桥和/或中继器及MPU。
1.2.3.3 用户界面
在诊断系统中可以提供数量非常庞大的信息，这一是由于该系统所处系统的复杂性，二是由于在每种设备的设计阶段涉及诊断功能识别和建立的工作的复杂性所致。
为使工作人员更有效率地采集和使用信息，必须对信息进行差别化管理。
为此，根据查看信息的用户的不同，规定了在各监视器上出现的3种信息分组：
? 机车组人员（诊断监视器和仪表监视器）。
? 列车组人员（控制面板监视器）。
? 维护组人员（诊断监视器、仪表监视器和控制面板监视器）。
1.3 网络描述
分布在车辆上的各种设备之间的通信由一个串行通信网络保证，它完全由WTB列车总线和结构化车辆总线序列（MVB）组成。
1.3.1 WTB列车总线
与多车挂接车组以接口正确连接所必需的列车通信线路，以及与列车总线（网关）以接口连接的设备均按照国际标准实现，而且为了保证互操作性和可扩展性，它们配有负责生成列车编组数据库的“Mapping Server”软件。
标准限制要求每个网关最多控制6节车。为此，根据图1 3中原理图所示，对每一编组提供了2个冗余的网关单元。CRH5_MR1_05A_001
WTB网络原理图
为创建列车编组数据库（NADI）并分配动态牵引属性，在功能性方面，车组可分为2个列车组：
? 列车组1包括Mc1、MH、TPB、T2车
? 列车组2包括M2、TP、M2S、Mc2车
请注意，2个列车组的划分完全是功能上的，仅针对起始要求进行。
1.3.2 MVB车辆总线
列车设备之间的通信通过一系列EMD（电气介质距离）类MVB车辆总线保证。
针对与之接口的设备所执行的宏观功能，每个车组上设有以下3种车辆总线：
? MVB-A信号线（总线管理器：MPU_LT，冗余MPU_LT）
? MVB-B牵引线（总线管理器：MPU_LT，冗余MPU_LT）
? MVB-C舒适度线（总线管理器：MPU_LC，冗余MPU_LC）
每条MVB线至少配有2个总线管理器。系统还被设置为管理适用标准所规定的热主控开关。
下图示出通信网络的体系结构图。
首字母缩写词 描述
GW TCN网关（在WTB列车总线与MVB车辆总线之间）
MPU 主处理单元
TS 仪表监视器
TD 诊断监视器
BCU 制动控制单元
TCU 牵引控制单元
WC 卫生间控制单元
HVAC 空调调节器
PIS 乘客信息系统
ACU 辅助变流器调节器
DOORS 车门控制单元
RIOM 远程输入/输出
CLT 本地牵引控制
LT 列车线监视器
REP 中继器
CB 蓄电池充电机
CGA 中央耦合单元
1.3.6 冗余管理
对冗余设备的管理以完全自动化的方式实现，其中涉及对冗余设备故障的确认。
对列车至关重要的信号由远程I/O模块以冗余方式采集，并通过MVB串行线传输至指令和控制模块。
此外，至关重要的指令也由指令和控制1和2以冗余方式管理。
指令经串行MVB给出，由分布在车辆中的硬件执行。
指令逻辑可以为许可式（并行I/O1和I/O2常开触点）或限制性（串行I/O1和I/O2触点）。
为更清晰起见，图1 8给出了用于网关远程I/O和TCMS MPU的MVB线的连接。
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