1、概述
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(huán)境和對旅客服務(wù)，都按民航標(biāo)準(zhǔn)要求配備的豪華旅客列車。
京滬高檔車上設(shè)有列車監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，能夠自動監(jiān)測車輛設(shè)備的各種參數(shù)，以確保設(shè)備和車輛運(yùn)行安全以及乘車舒適性。其中T21/22次列車采用了LonWorks總線監(jiān)控網(wǎng)。
2、系統(tǒng)組成
2.1車輛設(shè)備情況
京滬高檔車是在25K型車的基礎(chǔ)上研制而成的。列車編組最大為18輛，包括發(fā)電車和行李車。車輛設(shè)備包括：供電監(jiān)控器、軸報器、防滑器、空調(diào)控制器、車門控制器和煙火報警器。
2.2 主要監(jiān)控對象
1） 列車各節(jié)車廂的空調(diào)總電流（含制冷、采暖工況）、故障顯示、溫度顯示、空調(diào)集控、溫度設(shè)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(tǒng)組成
圖1是京滬高檔車LonWorks網(wǎng)絡(luò)列車監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖。整個網(wǎng)絡(luò)由兩級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。一級網(wǎng)絡(luò)是列車級LonWorks總線，包括列車主控計算機(jī)及其網(wǎng)關(guān)、列車級LonWorks網(wǎng)線、各個車廂的代理節(jié)點及軸溫集中轉(zhuǎn)換器。二級網(wǎng)絡(luò)是車廂級LonWorks總線及車廂級應(yīng)用節(jié)點，包括供電監(jiān)控器以及空調(diào)控制器、防滑器、車門控制器和煙火報警器等，通信介質(zhì)為雙絞屏蔽線。
1——列車級LonWorks 網(wǎng)線
2——車廂級LonWorks 網(wǎng)線
3——集中型軸溫報警器FSK網(wǎng)線
圖1 基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)的列車監(jiān)控系統(tǒng)
列車主控計算機(jī)及其網(wǎng)關(guān)和軸溫集中轉(zhuǎn)換器安裝在發(fā)電車上。車廂各應(yīng)用節(jié)點基本按25K型客車的布置方式安放，新增加的車廂代理節(jié)點及各應(yīng)用節(jié)點的網(wǎng)關(guān)布置在新增加的監(jiān)控箱內(nèi)或安放在應(yīng)用節(jié)點的就近位置。
3、系統(tǒng)功能
3.1列車主控計算機(jī)及主機(jī)網(wǎng)關(guān)
列車主控計算機(jī)采用薄型觸摸屏工控機(jī)，10.4英寸液晶顯示屏，帶RS-232通訊接口。主控計算機(jī)是整個列車監(jiān)控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)向各節(jié)車廂發(fā)送控制命令，接收監(jiān)控對象的信息，顯示所有監(jiān)控對象的狀態(tài)，實時記錄全部車廂的數(shù)據(jù)。LON/RS-I型主機(jī)網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)LonWorks/RS232信號轉(zhuǎn)換任務(wù)。
監(jiān)控軟件采用Delphi4.0開發(fā)，界面簡潔、直觀，操作非常方便。
主控計算機(jī)的“集中控制” 界面和控制內(nèi)容如圖2所示。“狀態(tài)顯示”界面包括全車狀態(tài)顯示（圖3）和單車狀態(tài)顯示（圖4）。全車狀態(tài)顯示界面是以表格的形式顯示全部車廂的防滑系統(tǒng)狀態(tài)、軸溫、制動缸狀態(tài)、列車管壓力、煙火報警、供電、照明、充電器、漏電保護(hù)、用電安全記錄、空調(diào)機(jī)組工況、車廂內(nèi)溫度以及車門狀態(tài)等。單車狀態(tài)顯示以數(shù)字、指示燈和數(shù)字儀表的形式，更詳細(xì)、直觀地顯示單節(jié)車廂各系統(tǒng)的狀態(tài)。用戶可以將記錄文件保存到磁盤上，回到地面使用相應(yīng)的軟件查看車輛運(yùn)行記錄，打印記錄報表。
當(dāng)某節(jié)車的設(shè)備有故障發(fā)生或應(yīng)用節(jié)點離線時，該車為紅色，并發(fā)出聲報警信號。
圖2“集中控制” 界面
圖3 全車狀態(tài)顯示界面
圖4 單車狀態(tài)顯示界面
3.2 代理節(jié)點
代理節(jié)點是聯(lián)接列車網(wǎng)和車廂網(wǎng)的橋梁，有2個獨立的LonWorks通訊接口。上行LonWorks通訊接口負(fù)責(zé)列車級網(wǎng)絡(luò)通信，接收列車主機(jī)的信息，并將信息轉(zhuǎn)發(fā)給下行LonWorks通訊模塊。下行LonWorks通訊接口負(fù)責(zé)車廂級網(wǎng)絡(luò)通信，轉(zhuǎn)發(fā)集中控制命令，接收車廂級各應(yīng)用節(jié)點傳輸?shù)膮?shù)、工作狀態(tài)等信息，并將這些信息存放到代理節(jié)點的數(shù)據(jù)庫中，供主控計算機(jī)調(diào)用。
3.3軸溫報警器和軸溫集中轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(wǎng)上傳輸?shù)母鞴?jié)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(jī)。
3.4車廂級應(yīng)用節(jié)點
3.4.1 供電監(jiān)控器
供電監(jiān)控器本身自帶LonWorks通訊接口。供電監(jiān)控器負(fù)責(zé)監(jiān)視車廂供電及照明系統(tǒng)的狀態(tài)、測量空調(diào)機(jī)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(shè)置車廂號。并通過網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳遞給列車主機(jī)。
供電監(jiān)控器還可接收主機(jī)發(fā)出的供電、照明控制命令，控制相應(yīng)接觸器的開、關(guān)，實現(xiàn)供電和照明的集中、遠(yuǎn)程控制。能大大減少車輛乘務(wù)員的工作量。
3.4.2其它應(yīng)用節(jié)點
空調(diào)控制器負(fù)責(zé)空調(diào)機(jī)組的工況監(jiān)視與控制。主機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)查看各車廂的空調(diào)工況、三相電流或控制空調(diào)機(jī)組的工況。
防滑器監(jiān)控車輛滑動狀態(tài)，煙火報警器負(fù)責(zé)監(jiān)視車廂的火災(zāi)或煙霧情況。二者將信息定時傳遞給車廂代理節(jié)點，等待主機(jī)查詢。
車門控制器負(fù)責(zé)車門的開、關(guān)及狀態(tài)監(jiān)視。主機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)查詢車門狀態(tài)。
4、應(yīng)用情況
T21/22次正式運(yùn)營后，本監(jiān)控系統(tǒng)從2001年10月27日開始使用。從實際應(yīng)用效果看，各級網(wǎng)絡(luò)的通訊情況保持良好，主控計算機(jī)和各級應(yīng)用節(jié)點的工作性能穩(wěn)定，操作方便，各類信息的采集、顯示及處理結(jié)果準(zhǔn)確，大大方便了乘務(wù)人員對全車設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)視和檢修，實用性較強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期的目的。
5、結(jié)論和建議
列車監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)客車，特別是提速車和高速車的車輛設(shè)備的集中監(jiān)視、集中控制和故障診斷的基礎(chǔ)設(shè)備。從實際的裝車情況和使用效果看，京滬高檔車LonWorks網(wǎng)絡(luò)列車監(jiān)控系統(tǒng)具有操作方便、功能全、成本低、可靠性好及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定等優(yōu)點，是目前我國鐵路客車上使用效果較好的列車監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之一，適合在旅客列車上推廣使用。
