一种轨道交通车辆中央控制系统及轨道交通车载控制柜的制作方法

本实用新型属于轨道交通车辆技术领域，特别涉及一种轨道交通车辆中央控制系统及轨道交通车载控制柜。

背景技术：

现有的轨道交通车辆中央控制系统包括中央控制单元和多个输入输出模块。其中，中央控制单元设于车载控制柜柜体内，用于监控分布在车辆不同位置的各子监控系统（包括车门监控系统、火灾报警监控系统、空调监控系统、制动监控系统和照明监控系统等），每一个子监控系统均通过一个对应的输入输出模块与中央控制单元相连。

可见，现有的轨道交通车辆中央控制系统具有以下缺点：

第一，由于每一个子监控系统均通过一个对应的输入输出模块与中央控制单元相连，有多少个子监控系统，就需要多少个输入输出模块，生产成本较高。

第二，由于中央控制系统没有进行冗余设计，若某一个输入输出模块出现了故障，则中央控制单元不能和相应的子监控系统进行通信，即中央控制单元不能对相应的子监控系统进行监控，系统工作可靠性低。

第三，由于中央控制单元设于控制柜柜体内、各子监控系统和各输入输出模块分布在车辆的不同位置，因此，检修和维护不方便，需要在车辆的多个位置去寻找控制故障。

现有的轨道交通车载控制柜柜体内除了设置有上述的中央控制单元外，还设有自动开关、旋钮和按钮开关、继电器、连接器、输入接线端子排、输出接线端子排、内部分线端子排等。现有的轨道交通车载控制柜具有以下缺点：

第一，自我保护和辅助功能不全。

第二，控制柜柜内部件布置杂乱，影响日常使用和检修。

第三，控制柜柜体制造材料使用参差不齐，控制柜柜体一般使用强度不高的铝合金和容易腐蚀的碳钢，强度低、耐腐蚀性能低。

技术实现要素：

现有的轨道交通车辆中央控制系统需要多个输入输出模块，生产成本较高；没有进行冗余设计，系统工作可靠性低；各部件分散布置于车内不同位置，检修和维护不方便。同时，现有的轨道交通车载控制柜自我保护和辅助功能不全；控制柜柜内部件布置杂乱，影响日常使用和检修；控制柜柜体强度低、耐腐蚀性能低。本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种改进了的轨道交通车辆中央控制系统及轨道交通车载控制柜，降低了生产成本，中央控制系统采用冗余设计，工作可靠性高，集成度高，检修和维护方便；车载控制柜设有自我保护和照明、供电等辅助功能，部件布置合理，使用和维修方便，控制柜柜体强度高、耐腐蚀性能高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种轨道交通车辆中央控制系统，包括中央控制单元和第一输入输出模块，其结构特点在于轨道交通车辆的各子监控系统均集成连接至所述第一输入输出模块，所述第一输入输出模块与所述中央控制单元电连接。

借由上述结构，各子监控系统通过同一个输入输出模块与中央控制单元电连接，只需要一个输入输出模块即可实现中央控制单元对各子监控系统的统一监控，结构简单、生产成本较低。

进一步地，还包括第二输入输出模块，轨道交通车辆的各子监控系统均集成连接至所述第二输入输出模块，所述第二输入输出模块与所述中央控制单元电连接。

借由上述结构，采用冗余设计，当第一输入输出模块和第二输入输出模块其中之一出现故障时，另一个仍然可以正常工作，对相关的控制不会产生任何影响，系统工作可靠性高。

进一步地，还包括第一通讯节点，所述第一输入输出模块通过第一通讯节点与中央控制单元电连接，所述中央控制单元通过第一通讯节点与司机台的视频显示单元电连接。

进一步地，还包括第二通讯节点，所述第二输入输出模块通过第二通讯节点与中央控制单元电连接，所述中央控制单元通过第二通讯节点与司机台的视频显示单元电连接。

借由上述结构，中央控制系统通过第一通讯节点和第二通讯节点构成环形拓扑，通过网络通讯协议向视频显示单元发送必需的数据，便于司机根据监控数据执行相应操作。

基于同一个发明构思，本实用新型还提供了一种轨道交通车载控制柜，包括控制柜柜体，所述控制柜柜体内设有所述的轨道交通车辆中央控制系统。

借由上述结构，将中央控制单元、各子监控系统、第一输入输出模块和第二输入输出模块集成布置在控制柜柜体内，可以集中管理，不需要在车辆的多个位置去寻找控制故障，检修和维护方便。

进一步地，所述控制柜柜体内还设有火灾报警探测器。

进一步地，所述控制柜柜体内还设有检修灯。

进一步地，所述控制柜柜体后面板上设有方便插座。

借由上述结构，为控制柜自身设计了的火灾探测保护功能，设计了可为柜内日常检修和维护提供便利的检修灯、为柜内设备调试和日常护理提供电源的方便插座，自我保护功能和辅助功能齐全。

进一步地，所述控制柜柜体的柜门上设有自动开关、旋钮和按钮开关；所述控制柜柜体后面板上设有继电器并开有继电器线槽；所述控制柜柜体内底部设有连接器。

借由上述结构，将自动开关、旋钮和按钮开关之类的操作元件布置在人体活动的最优范围之内，安装高度和位置为人手活动最敏捷、辨别能力最好、反应最快的位置；继电器和连接器等不同电压、电流及维护要求进行分区布置，使用和检修方便。

作为一种优选方式，所述控制柜柜体由高强度不锈钢制作而成。

控制柜柜体采用高强度不锈钢，强度高、耐腐蚀性能高。

与现有技术相比，本实用新型降低了生产成本，中央控制系统采用冗余设计，工作可靠性高，集成度高，检修和维护方便；车载控制柜设有自我保护和照明、供电等辅助功能，部件布置合理，使用和维修方便，控制柜柜体强度高、耐腐蚀性能高。

附图说明

图1为中央控制系统一实施例的拓扑图。

图2为车载控制柜的主视图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的俯视图。

图5为图2的后视图。

其中，1为控制柜柜体，2为中央控制单元，3为第一输入输出模块，4为第二输入输出模块，5为自动开关，6为旋钮和按钮开关，7为继电器，8为火灾报警探测器，9为连接器，10为输入接线端子排，11为输出接线端子排，12为内部分线端子排，13为左侧线槽，14为右侧线槽，15为内部线槽，16为继电器线槽，17为方便插座，18为检修灯，19为控制柜铭牌，20为屏蔽夹，21为RS485数据线，22为控制电缆，23为以太网线，24为散热孔，25为车门监控系统，26为火灾报警监控系统，27为空调监控系统，28为制动监控系统，29为照明监控系统，30为视频显示单元，31为第一通讯节点，32为第二通讯节点。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型轨道交通车辆中央控制系统包括中央控制单元2、第一输入输出模块3和第二输入输出模块4，轨道交通车辆的各子监控系统均通过所述第一输入输出模块3与所述中央控制单元2电连接，轨道交通车辆的各子监控系统均通过所述第二输入输出模块4与所述中央控制单元2电连接。各子监控系统包括车门监控系统25、火灾报警监控系统26、空调监控系统27、制动监控系统28和照明监控系统29等。

轨道交通车辆中央控制系统还包括第一通讯节点31，所述第一输入输出模块3通过第一通讯节点31与中央控制单元电连接，所述中央控制单元通过第一通讯节点31与司机台的视频显示单元30电连接。

轨道交通车辆中央控制系统还包括第二通讯节点32，所述第二输入输出模块4通过第二通讯节点32与中央控制单元2电连接，所述中央控制单元2通过第二通讯节点32与司机台的视频显示单元30电连接。

如图2至图5所示，本实用新型轨道交通车载控制柜包括中央控制单元2、自动开关5、旋钮和按钮开关6、继电器7、第一输入输出模块3、第二输入输出模块4、火灾报警探测器8、连接器9、输入接线端子排10、输出接线端子排11、内部分线端子排12、左侧线槽13、右侧线槽14、内部线槽15、继电器线槽16、方便插座17、检修灯18、控制柜铭牌19、屏蔽夹20、RS485数据线21、控制电缆22、以太网线23和控制柜柜体1。其中中央控制单元2、自动开关5、旋钮和按钮开关6、继电器7为控制柜的控制模块；第一输入输出模块3、第二输入输出模块4、火灾报警探测器8为控制柜的监控和保护模块；连接器9、输入接线端子排10、输出接线端子排11、内部分线端子排12、左侧线槽13、右侧线槽14、内部线槽15、继电器线槽16、屏蔽夹20为电联接单元；方便插座17、检修灯18和控制柜铭牌19为辅助单元；RS485数据线21、控制电缆22、以太网线23属于线缆单元；控制柜柜体1为上述设备提供安装空间和机械承载。

所述控制柜柜体1内设有轨道交通车辆中央控制系统。

整个控制柜只要通过对外端子排和连接器9连接控制柜以外的子监控系统，便可控制、监视和诊断被连接的子监控系统。控制柜功能为模块化设计，各功能模块按实际需求设计，不限于本实用新型描述的功能。

所述控制柜柜体1采用高强度不锈钢，利用钣金折弯技术加工，再使用焊接和螺栓紧固组装成一个框架式构架；控制柜柜体1分为柜门正面，内部和背面三层，每层都能安装不同的设备；控制柜柜体1结构设计综合考虑设备的安装和布局、设备的检修，另外控制柜柜体1在强度要求不高的位置设计散热孔24，散热孔24既能起到设备的散热、也能减轻整个控制柜柜体1的重量。

所述控制柜柜体1内还设有火灾报警探测器8。所述控制柜柜体1内还设有检修灯18。所述控制柜柜体1后面板上设有方便插座17。控制柜柜体1的柜门上还设有控制柜铭牌19。

火灾报警探测器8和检修灯18设计在控制柜柜体1柜内顶部。火灾报警探测器8实时监测控制柜的火灾情况，一旦有烟火立即报警显示；检修灯18在柜内光线不好或夜晚情况下，为控制柜日常维护或检修操作提供照明；方便插座17为检修设备和试验设备提供电源；控制柜铭牌19安装在柜体柜门正面，控制柜铭牌19内容包含项目名称、重量和生产年月等信息，方便检修人员进行检修。

所述控制柜柜体1的柜门上设有自动开关5、旋钮和按钮开关6；所述控制柜柜体1后面板上设有继电器7并开有继电器线槽16；所述控制柜柜体1内底部设有连接器9。

中央控制单元2为车辆的控制中心，相当于车辆的大脑，中央控制单元2通过以太网线23和RS485数据线21与整个列车级的子监控系统进行通信以进行相关的监视与控制。

为中央控制单元2提供信号或电源输入的输入接线端子排10，设置在中央控制单元2的下侧；为中央控制单元提供信号输出的输出接线端子排11，设置在中央控制单元的上侧。

为第一输入输出模块3监控信号或者电源输入的输入接线端子排10，设置在第一输入输出模块3的下侧；为第一输入输出模块3输出监控信号的输出接线端子排11设置在第一输入输出模块3的上侧；为第一输入输出模块3输出监控信号的连接器9设置在第一输入输出模块3的下侧。

继电器7输出开关量一部分到柜内的中央控制单元2进行逻辑控制，一部分到第一输入输出模块3和第二输入输出模块4进行子系统监控，也就是说：第一输入输出模块3和第二输入输出模块4收集来自子监控系统和一些开关量输入，并通过柜外的第一通讯节点31和第二通讯节点32传送到中央控制单元2。中央控制单元2通过处理开关量输入，从而检测子监控系统的运行状态并显示，诊断子监控系统的故障并生成报告。

自动开关5、旋钮和按钮开关6接到内部分线端子排12，对中央控制单元2、第一输入输出模块3、第二输入输出模块4、继电器7、火灾报警探测器8、方便插座17和检修灯18进行电源控制。

中央控制单元2与输出接线端子排11、输入接线端子排10到输入输出模块之间使用以太网线23；第一输入输出模块3与第二输入输出模块4之间使用RS485数据线21，其他设备之间的电缆使用控制电缆22；RS485数据线21和以太网线23为信号传输专用电缆，保证信号的可靠传输；屏蔽夹20压在RS485数据线21和以太网线23的屏蔽层上，进行疲敝层接地处理，保证干扰信号的有效屏蔽。

左侧线槽13为中央控制单元2、第一输入输出模块3、第二输入输出模块4、输入接线端子排10、输出接线端子排11、内部分线端子排12等设备提供左边走线；左侧线槽13为连接器9、第一输入输出模块3、第二输入输出模块4、输入接线端子排10、输出接线端子排11、火灾报警探测器8、检修灯18等设备提供右边走线；内部线槽15为输出接线端子排11、内部分线端子排12提供横向走线；继电器线槽16为继电器7提供横向走线。

本实用新型控制柜整体结构和设备布置遵循以下几个原则：1）、重量平衡的原则：重量大的设备布置在柜体下部，质量小的在上部，例如中央控制单元2、第一输入输出模块3、第二输入输出模块4（各子监控系统集成布置在第一输入输出模块3和第二输入输出模块4处，在图2中未一一引出标线，并不影响本领域的技术人员对本实用新型的理解和实现）重量比较大，依次布置在控制柜内的中下部分，而重量较小的内部分线端子排12布置在上部，这样使柜体重心偏低，更均衡稳定；2）、端子分布原则，起分线作用的端子排在柜内的上部和下部都有布置，使柜内的设备能就近使用分线端子，整体减少电缆长度；3）电气设备按不同电压、电流及维护要求进行统一集中分区布置，例如继电器7、连接器9和自动开关5进行了统一布置；4）、操作元件布置在人体活动的最优范围之内，例如旋钮和按钮开关6布置在面板上，安装高度和位置为人手活动最敏捷、辨别能力最好、反应最快的位置。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。