Řízení a komunikace vlaku TCMS & TCN
Systém řízení a diagnostiky vozidla (TCMS – Train Control & Management System) je centrální palubní platforma pro řízení, monitorování a diagnostiku klíčových technologií kolejových vozidel. Zajišťuje zpracování bezpečnostně kritických (vital) i provozních (non-vital) funkcí. Vlaková komunikační síť (TCN – Train Communication Network) je standardizovaná palubní komunikační infrastruktura, která zajišťuje výměnu dat a interoperabilitu mezi jednotlivými vozidly ve vlakové soupravě.
Portfolio TCMS zahrnuje tři základní architektury. Distribuovaný systém využívá řídicí jednotku vozidla (VCU) a distribuované vstupně-výstupní jednotky propojené prostřednictvím sběrnice CAN nebo Ethernetu. Modulární systém kombinuje centrální procesorovou jednotku s komunikačními a I/O jednotkami. Subrack systém 19" kombinuje centrální procesorovou kartu, komunikační a I/O karty a redundantní napájení v jednom mechanickém celku.
Všechny architektury jsou navrženy s důrazem na vysokou dostupnost, redundanci klíčových prvků, robustní provoz v kolejových vozidlech a podporu široké škály komunikačních protokolů. Vlastní vývojové nástroje usnadňují konfiguraci, integraci a přizpůsobení konkrétnímu projektu. TCMS umožňuje propojit bezpečnostně kritické a provozní funkce s dalšími palubními systémy, například PIS, VSS a vlakovou komunikační sítí TCN.
Řešení TCN vychází z mezinárodní normy IEC 61375 a předpisu UIC 556 a umožňuje propojit vozidla různých výrobců do jednoho funkčního celku. Portfolio TCN společnosti AMiT Transportation zahrnuje WTB a MVB brány, komunikační moduly pro MVB a TRDP, pasivní analyzátory sběrnic i vývojové nástroje. Modulární architektura TCN umožňuje kombinovat rozhraní WTB, MVB, CAN a Ethernet podle požadavků konkrétního projektu a integrovat TCN komunikaci přímo do zákaznických zařízení.
WTB brány jsou dostupné v kompaktním i modulárním provedení a jsou certifikovány na bezpečnostní úroveň SIL 2. Řešení TCMS a TCN jsou vhodná pro nová vozidla i modernizace stávajících flotil.
Oblasti použití
Řešení je určeno pro širokou škálu kolejových vozidel:
Klíčové vlastnosti systému
- Volba distribuované nebo rackové architektury TCMS podle požadavků projektu
- Řízení bezpečnostně kritických (vital) i provozních (non-vital) funkcí vozidla
- Fyzická rozhraní TCMS: MVB (EMD/ESD ve třídách 1, 2, 3 a 4), WTB (v souladu s UIC 556) a Ethernet; podpora protokolů CANopen a TRDP
- Redundance CPU, napájení, I/O jednotek a komunikačních bran systému TCMS
- Geografická konfigurace uzlů TCMS pro jednodušší instalaci a údržbu
- Snadná integrace TCMS s PIS, VSS, TCN a dalšími palubními systémy
- WTB brány v kompaktním i modulárním provedení, certifikované na bezpečnostní úroveň SIL 2
- Kombinace komunikačních rozhraní WTB, MVB, CAN a Ethernet v jedné TCN bráně
- Komunikace TCN: MVB v souladu s IEC 61375-3-1 (třídy 1, 2 a 4), CAN s podporou CANopen Master a Ethernet s podporou protokolu TRDP
- Pasivní analyzátory WTB a MVB pro diagnostiku, vývoj a uvádění do provozu
- Standby redundance TCN brány a napájení v modulárním subrackovém provedení
- Vlastní vývojové nástroje TCMS; vývojové a analytické nástroje TCN pro snadnou integraci a diagnostiku
- Vhodné pro nová vozidla i modernizace stávajících flotil
- Robustní konstrukce a široký rozsah provozních teplot
- Aktivní produkty navržené v souladu s požadavky CRA (Cyber Resilience Act)
- Vlastní vývoj, výroba, testování a validace ve zkušebním centru AMiT Transportation
Komponenty systému
Distribuované, modulární a 19" subrackové architektury TCMS; brány, komunikační moduly a analyzátory sběrnic pro TCN
Distribuovaný TCMS
Modulární distribuovaný řídicí systém pro bezpečnostně kritické i provozní aplikace kolejových vozidel. Řídicí jednotky vozidla a distribuované I/O moduly komunikují prostřednictvím sběrnice CAN, Ethernetu nebo MVB. Architektura je vhodná pro aplikace TCMS a pro integraci se systémy PIS a VSS.
-
Řídicí jednotka vozidla (VCU)
Centrální řídicí jednotka distribuovaného systému TCMS zpracovává aplikační logiku a komunikuje s I/O jednotkami.
-
Vzdálené I/O jednotky CAN
Distribuované vstupně-výstupní jednotky s rozhraním CAN umožňují připojení senzorů, akčních členů a dalších zařízení v jednotlivých částech vozidla. Jednotky lze řetězit v rámci sběrnice CAN.
-
Vzdálené I/O jednotky TRDP
Distribuované vstupně-výstupní jednotky s rozhraním TRDP se připojují přímo k ethernetové páteři vozidla a umožňují přenos provozních i bezpečnostních dat v rámci distribuovaného TCMS.
-
Pojistkový modul s CANopen
Jednotky chrání elektrické obvody kolejových vozidel a současně poskytují nadřazenému řídicímu systému aktuální informace o stavu jednotlivých pojistek.
Modulární TCMS
Modulární řídicí systém je složen z jednotlivých funkčních jednotek, které lze flexibilně kombinovat podle požadavků konkrétní aplikace. Systém zahrnuje centrální procesorovou jednotku a různé komunikační, vstupní a výstupní jednotky.
-
Procesorová jednotka
Centrální řídicí jednotka zpracovává aplikační logiku a komunikuje s I/O jednotkami.
-
Komunikační a I/O jednotky
I/O jednotky umožňují připojení senzorů, akčních členů a dalších zařízení v jednotlivých částech vozidla. Jednotky lze kombinovat podle požadavků projektu.
TCMS v subracku 19"
Subrack systém je modulární řídicí platforma v 19" mechanickém provedení. V jednom systému kombinuje centrální procesorovou kartu, komunikační rozhraní, I/O karty, redundantní napájení a případné komunikační brány. Řešení je určeno především pro rozsáhlejší aplikace TCMS s požadavkem na vysokou dostupnost a snadnou výměnu jednotlivých modulů.
-
Centrální řídicí jednotka (VCU) pro subrack
Centrální procesorová karta zajišťuje řízení subrackového systému a podporuje komunikaci prostřednictvím MVB, CAN nebo Ethernetu podle zvolené varianty. Rozsah provozních teplot: −40 °C až +70 °C. CRA (Cyber Resilience Act): v souladu s požadavky. Normy: EN 50155, EN 50121-3-2, EN 45545-2.
-
I/O jednotky pro subrack
Vstupně-výstupní karty pro 19" subrack umožňují připojení digitálních, analogových a frekvenčních signálů podle požadavků konkrétní aplikace.
-
Napájecí zdroj pro subrack
Napájecí zdroj zajišťuje stabilní napájení jednotlivých karet a podporuje záložní standby konfiguraci v rámci subracku.
Vlaková komunikační síť (TCN)
WTB a MVB brány, komunikační moduly pro MVB a TRDP a pasivní analyzátory sběrnic. Produkty TCN se vyznačují robustní konstrukcí, širokým rozsahem provozních teplot a odolností proti rázům a vibracím.
-
WTB brána
WTB brána propojuje vozidlo s vlakovou sběrnicí a zajišťuje interoperabilní komunikaci mezi jednotlivými vozidly soupravy.
-
MVB brána
MVB brána zajišťuje obousměrnou konverzi dat mezi sběrnicí MVB a rozhraním Ethernet nebo CAN. Umožňuje připojit zařízení bez nativního MVB rozhraní k vlakové komunikační síti a snadno je integrovat do palubní architektury vozidla.
-
MVB modul
Vestavný komunikační modul umožňuje integrovat MVB rozhraní přímo do zákaznických zařízení. K hostitelskému procesoru se připojuje prostřednictvím paralelní sběrnice, UART, SPI nebo LPC a podporuje různé typy fyzického rozhraní MVB.
-
TRDP modul
Vestavný modul s protokolem TRDP (Train Real-time Data Protocol) umožňuje implementovat ethernetovou komunikaci TCN přímo do zákaznických zařízení. Nabízí více možností připojení k hostitelskému procesoru a podporuje integraci do různých typů palubních jednotek.
-
WTB analyzátor
Kompaktní pasivní analyzátor monitoruje provoz na sběrnici WTB a předává zachycená data prostřednictvím UDP rámců do počítače s analytickým softwarem. Umožňuje efektivní diagnostiku, vývoj a uvádění TCN komunikace do provozu bez ovlivnění sledované sběrnice.
-
MVB analyzátor
Kompaktní pasivní analyzátor monitoruje provoz na sběrnici MVB a předává zachycená data prostřednictvím UDP rámců do počítače. Je určen pro analýzu, diagnostiku a vývoj vozidlové komunikace a pro podporu při jejím uvádění do provozu.
Doplňkové produkty
Pro ovládání, komunikaci, diagnostiku a záznam dat lze systém TCMS doplnit o další produkty z portfolia skupiny: panelové a vozidlové počítače, které zajišťují ovládání, vizualizaci a diagnostiku systému TCMS; switche a routery, které vytvářejí palubní ethernetovou síť propojující TCMS, TCN brány a další subsystémy; a záznamová zařízení, která ukládají diagnostická, provozní a událostní data z TCMS. Výše popsané WTB a MVB brány (TCN) propojují TCMS s vlakovou sběrnicí WTB a vozidlovou sběrnicí MVB.
Software a služby
-
Vývojové nástroje
TrolStudio – vývojové, konfigurační a diagnostické prostředí pro distribuovaný systém ADiS4R. Knihovny a protokolové zásobníky pro CANopen DS 401, TRDP TCNOpen a MVB.
-
WTB Bus Analyzer
Software pro zobrazení, záznam a analýzu provozu na sběrnici WTB. Podporuje diagnostiku komunikačních problémů a urychluje uvádění vozidel do provozu.
-
MVB Bus Analyzer
Software pro zpracování a analýzu dat ze sběrnice MVB. Umožňuje sledovat komunikaci, vyhodnocovat provozní stavy a podporovat vývoj i servisní diagnostiku.
-
TCN Protocol Stack
Protokolový zásobník pro integraci TCN komunikace do zákaznických aplikací a zařízení. Usnadňuje implementaci standardizovaných komunikačních funkcí a zkracuje dobu vývoje.
-
Diagnostika a integrace
Vzdálená diagnostika jednotek TCMS a diagnostika TCN bran a komunikačních sběrnic. Integrace TCMS s vlakovou komunikační sítí TCN – WTB, MVB a ethernetovou páteří vozidla; integrace TCN s vozidlovými počítači a jednotkami TCMS. Aplikační software přizpůsobený požadavkům konkrétního projektu. Provozní software TCMS s podporou redundantní komunikace CAN. Technická podpora při návrhu architektury, integraci a uvádění TCMS do provozu a při integraci, testování a uvádění TCN do provozu.
Přínosy pro zákazníka
- Kompletní řešení TCMS a TCN od jednoho dodavatele
- Jednotná platforma TCMS pro bezpečnostně kritické i provozní aplikace
- Vyšší dostupnost provozu díky redundanci klíčových komponent TCMS a standby redundanci v TCN
- Široký rozsah napájecího napětí TCMS 24–110 V DC pro různé typy vozidel
- Snadné rozšíření a přizpůsobení TCMS díky modulární architektuře
- Interoperabilní komunikace mezi vozidly různých výrobců v souladu s UIC 556
- Snadnější integrace TCN komunikace do zákaznických zařízení a palubních systémů
- Rychlá technická podpora díky vlastnímu vývoji, výrobě a testování v České republice
Související produkty
Máte dotazy k TCMS a TCN? Pište na sales@amit-transportation.com