目录
列车网络控制系统 ....................................................................................................... 2
一、列车网络控制系统概述 ............................................................................... 2
1. 列车网络系统的发展 ............................................................................. 2 2. 列车网络控制系统的功能 ..................................................................... 4 二、我国城市轨道交通列车网络控制系统的应用 ........................................... 4
1. SIBAS系统 .............................................................................................. 4 2. MITRAC.系统 ........................................................................................... 5 3. AGATE系统 .............................................................................................. 8 4. TIS信息系统 ........................................................................................ 12 5. DETECS系统 .......................................................................................... 14
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列车网络控制系统
一、列车网络控制系统概述
列车网络控制系统是列车的核心部件，它包括以实现各功能控制为目标的单元控制机、实现车辆控制的车辆控制机和实现信息交换的通信网络。列车网络系统的发展过程从系统功能来看经历了由单一的牵引控制到车辆（列车）控制，再到现在已经进入分布式控制系统的发展阶段。
1. 列车网络系统的发展
70年代末至80年代初，车载微机的雏形分别在西门子公司和BBC公司出现。开始仅仅是用于传动装置的控制，随着控制、服务对象的增多，人们把铁道系统依次划分为6 个层次：公司管理、铁路运营、列车控制、机车车辆控制、传动控制和过程驱动，于是列车通信网络在初期的串行通信总线的基础上应运而生，并从原来不同公司的企业标准推向国际标准，逐步形成了列车通信与控制系统的标准化、模块化的硬件系列和全方位的开发、调试、维护、管理软件工具。
1988年IEC第9 技术委员会TC9成立了第22工作组WG22，其任务是制订一个开放的通信系统，从而使得各种铁道机车车辆能够相互联挂，车上的可编程电子设备能够互换。
1992年6 月, TC9WG22以委员会草案CD（committee Draft）的形式向各国发出列车通信网TCN（Train Communication Network）的征求意见稿。该稿分成4个部分：第1 部分总体结构，第2 部分实时协议，第3 部分多功能车辆总线MVB，第4部分绞式列车总线WTB。
总体结构把列车通信网规定为由多功能车辆总线MVB和绞式列车总线WTB组成。MVB的传输介质可以是双绞线，也可以是光纤。在后一种场合，其跨距为2000m，最多可连接256个职能总线站。数据划分为过程数据、消息数据和监管数据。对过程数据的传输作了优化。发送的基本周期是lms或 2ms。
WTB的传输介质为双绞线，最多可连接32个节点，总线跨距860m。WTB具有列车初运行和接触处防氧化功能。发送的基本周期是25ms。
1994年5 月至1995年9 月，欧洲铁路研究所（ERRI）耗资300万美元，在瑞士的Interlaken至荷兰的阿姆斯特丹的区段，对由瑞士SBB、德国DB、意大利FS、荷兰NS的车辆编组成的运营试验列车进行了全面的TCN试验。
1999年6 月，TCN标准草案正式成为国际标准，即IEC61735。该标准对列车通信网络的总体结构、连接各车辆的列车总线、连接车辆内部各智能设备的车辆总线及过程数据等内容进行了详细的规定。列车通信网络的标准化对目前和将来的开发设计提供了一个良好的基础，
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现已交付或投入运营的采用TCN的车辆达600辆以上，装备TCN的车辆数量正在迅速增长，Adtranz、Firema、Siemens等车辆制造工厂的所有新项目均以TCN为基础。
我国列车通信网络的发展可以追溯到1991年，株洲电力机车研究所在购买ABB公司的牵引控制系统开发工具特别是软件开发工具的基础上，联合路内高被开发出了建国第一套力机车微机控制装置，安装于SS40038 电力机车上。在该装置中，系统被明确划分为人机界面显示级、机车控制级和传动控制级三级,级与级之间通过串行总线连接，形成了二级总线的雏形。其中连接司机台显示器与机车控制级之间的显示总线在“春城”号动力分散电动车组上扩展为贯穿列车连接各动力车的机车控制级与司机台显示器的列车显示总线：连接机车控制级与传动控制级的近程控制器总线在“先锋”号动力分散交流传动电动车组上扩展为连接动力车节点与传动控制单元和ATP的中程控制器总线。
近年来，国内机车车辆工业发展迅速，相继开发成功了动车组、200公里高速车等产品，以及目前尚处于开发研制阶段的摆式列车、轻轨车等产品。这些产品需要对列车的运行状况和故障做出快速准确的判断和处理，而传统的机车车辆控制技术已不能满足这方面的要求。同时，随着电子技术的飞速发展，应用于车辆上的智能设备也越来越多，如集中轴报、电动塞拉门、电子防滑器、电空制动、信息显示等系统都装在K型车上。这些系统需要配备大量的控制线路，且有的系统自成一个小型网络，使一个车辆有多种网络存在，各系统间的数据不能共享，信号重复检测。为解决上述存在的问题，引入列车通信网络技术将全列车的智能用电设备连接起来，达到数据共享是非常必要的。90年代中期，随着动车组在我国升温，对列车通信网络特别是机车的重联控制通信的需求十分迫切。一方面，铁道部开展了列车通信网络研究课题，另一方面路内外许多单位也先后自发地开展了自我开发、联合开发或技术引进工作，这些工作主线局域网、现场总线、TCN、通信介质、基于RS485的通信协议等领域展开。如：上海铁道大学与株洲电力机车研究所合作开发的基于ARCNET的列车总线和基于HDLC的车辆总线的列车通信网络的研究；上海铁道大学用CAN作为连接司机台和列车控制单元的局部总线的研究；国防科技大学用CAN作为磁悬浮列车的列车总线的研究；西南交通大学用 RS485+议作为摆式列车倾摆特制总线的研究；北方交通大学对通信介质及其转换的研究；大同机车厂对列车通信网结构及其协议的研究和对BITBUS的研究；株洲电力机车研究所的基于FSK的列车通信的研究，基于RS485＋协议的局部总线的研究，基于Lonworks的列车总线和局部总线的研究，CAN总线用于列车监控装置和摆式列车局部控制总线的研究，基于ModBus的I/O局部总线的研究，MVB、WTB的研究等以及国产化的MVB产品与其他公司的MVB产品的兼容性试验；四方机车车辆研究所、铁道科学研究院、西南交通大学、武进市剑湖铁路客车附件厂、武汉正远公司等对Lonworks、MVB、WTB进行了研究。购买了或准备购买Lonworks、MVB、WTB的开发工具。
以上这些研究，有一些成果得到了应用，其中，“新曙光”号是首列采用Lonworks列车总线技术的内燃动车组。在该项目中，Lonworks列车总线网卡插在成熟的内燃机车微机控制装
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置EXP机箱中。首尾动力车的重联通信通过Lonworks列车总线以显式报文方式实现，而EXP机箱内的主CPU通过机箱背部的并行FE总线访问网卡上的双口RAM实现信息交换。“神州”号Lonworks 列车重联通信与此类似，但采用了二路，即设置了一路Lonworks冗余通道。
“先锋”号是首列采用了株洲电力机车研究所的TEC列车通信与控制系统的动力分散交流传动电动车组。在该项目中，每节动车或拖车上都有一个列车总线节点，列车总线贯穿全列车连接各个节点。在每节动车或拖车内，各智能控制设备通过MVB或控制器总线与节点交换信息。在司机台显示器上可以选择查看全列车各个设备的状态。
“中原之星”号是第二列采用TEC技术的动力分散交流传动电动车组。该项目与“先锋“号项目的主要区别是采用了MVB光缆连接一个车组单元内三节车的所有智能控制设备（大部分布置在车辆的地板底下）。 而整列车仅设置了2个列车总线节点，即每个车组单元只设置1个列车总线节点。从而从列车总线往下着，好象整个列车是由2 个基本运转单元构成，简化了控制信号在列车总线上的传递。另外，“中原之星”号的车辆总线、列车总线、列车控制单元、某些重要设备的数字输入/输出通通（如继电器）等采取了冗余措施。
“'新曙光”号、“神州”号列车重联通信的成功，特别是“先锋”号、“中原之星”号的较为完备的列车通信与控制系统的成功，标志着我国列车通信与控制系统的发展已经进入实用化的新阶段。
2. 列车网络控制系统的功能
列车网络控制系统的功能主要包括：实现牵引控制，即牵引特性曲线的实现和牵引功能的优化；实现列车牵引黏着控制，使列车在各种运用条件下，都能保持轮轨间的牵引力，并尽可能地使机车运用在轮轨间的牵引力实现最大化；实现并联和电路的连接，即逻辑控制功能；以及实现列车运行过程中的故障信息处理，即进行故障信息的采集、处理、传输、显示和记录，并为列车乘务提供故障的现场处理和排除信息的提示。还提供列车运行的状态信息。
二、我国城市轨道交通列车网络控制系统的应用
1. SIBAS系统
SIBAS系统是德国Siemens公司提供的列车控制系统，能够实现列车牵引系统控制、信息传输、运行监控和诊断等全部控制任务。SIBAS系统目前有SIBAS-16和SIBAS-32两个系列，主要运用到我国早期的西门子进口城市轨道交通地铁车辆中，如上海地铁1、2号线车辆使用的SIBAS-16控制系统；广州地铁1号线车辆使用的SIBAS-32控制系统。
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SIBAS-16是典型的第一代微机控制系统，核心部件有16位的8086型未处理器构成的计算机、存储器组件以及一个或多个控制机（8088，80C188）组成。该系统采用集中式机箱和插件式机械结构，控制系统由控制器集中管理，采用分层结构，即列车控制层。机车控制层和传动层。采用多个串行总线系统，在传输速度和运行记录方面能满足列车控制的影响要求。SIBAS-16本质上还不能算是一个分布式的列车网络控制系统。SIBAS-16的编程工具为SIBASL0G，系统提供大量的标准的程序模块，为控制软件的编程提供了有利的条件。
20世纪90年代，Siemens公司在SIBAS-16的基础上进一步采用32位芯片（Intel486）的
SIBAS-32系统，并保持与SIBAS-16系统的接口兼容。为了减少传统机车车辆布线，SIBAS-32系统设有智能外围设备连接终端，即SIBAS KLIP站。采用
SIBAS KLIP可以迅速综合信息和控制指令，并且通过一根串行总线传输给控制装置。KLIP站可以很自由地分布在各类车辆上。 2.
MITRAC系统是Bombardier(庞巴迪)公司的系列产品，包括MITRAC TC(牵引逆变器) 、MITRAC CC（列车控制系统）、MITRAC AU（辅助逆变器）MITRAC DR（牵引驱动器）。公司为了适应不同用户，推出了MITRAC500系、1000系、3000系。500主要用于城际有轨列车，1000系主要用于高速及地铁列车，3000系主要用于大功率机车。在广州地铁2号线、深圳地铁1号线一期庞巴迪地铁车辆中就使用了该系统。
MITRAC CC主要特点：
1）符合各国际标准（EN50155车辆上的电子设备标准；ENV50121-3-2：铁路应用电磁兼容性的标准；ENV50204：数字无线电话电磁场辐射标准；IEC61375-1：列车通信网络标
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准;IEEE1473:1999中关于列车通信协议标准；UIC556/557 列车中信息传输的诊断标准），具有开放接口。
2）该系统器件结构紧凑，电源直接由列车蓄电池供电，可以实现分布式安装且不需要额外的加热或制冷，器件配线最少，质量显著降低。
3）用线少，通过余增强系统的可用性，传感器的短距离连接和I/O设备接口减少了冲突。可测性和模块化使系统配置离火，并可兼容和连接以前不同的列车控制系统。
4）该系统具有自诊断功能。诊断功能组合在监控系统中，通过数据克视化的远程交付式诊断、车辆跟踪详细目录、GPS系统、货物跟踪、旅客载量数据等方式，进行实时监控和故障诊断，提高了应用的可靠性。
5）支持远程无线数据恢复系统。系统可以支持轨旁无线系统通信，如GSM/R和无线局域网。因特网和企业互联网作为客户端调的访问介质，通过MVB或者其他的通讯方式连接车辆通讯系统。国外先进的MITRAC CC系统可通过提供连接到运行车辆上的数据来实现远程维护，增强维护服务质量；并允许诊断和操作数据直接通过因特网传递给列车系统的操作者。系统使用开放得标准，例如移动电话、无线局域网以及因特网相关的通信协议。
6）提供MITRAC CC远程控制平台。MITRAC CC 远程平台使用互联网技术和移动通信，结合庞巴迪公司的铁路专用技术，开发出心技术以降低维护成本，推进整个系统的可可靠信。MITRAC CC远程平台提供多种服务，通过标准接口访问车辆。由于服务本身来源不同的厂商，该远程平台不接受未经授权调的厂商的访问，同时保证在线的控制通信系统不冲突。
MITRAC列车控制通信系统的核心是TCN（列车通信网络）标准，允许不同用户之间的相互操作。交换信息使用的额传输介质为屏蔽双绞线或者光纤，列车上所有MITRAC CC器件都连在一个网络上，从而可以交换程序和诊断数据，很容易增加新的设备。在MITRAC中没有控制柜和机箱，而是各个控制单元或I/O单元均自成一体封装在一个具有较好的电池兼容性能得机壳中。每个刻体军友自己的电源和车辆总线接口。如图是广州地铁2号线了车MITRAC CC的微机控制系总体框架。
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 代号 ACU ATC AUX ComC Batt BC DCU EDCU EBCU 名称 空制单元 列车自动系统 辅助变流器控制单元 通信控制器 蓄电池充电控制 总线连接器 牵引控制器 电动车门控制单元 制动控制单元 序号 10 11 12 13 14 15 16 17 代号 I/O MC MMI MVB PIS TCC VTCU WTB 名称 标准输入/输出单元 主控制器 驾驶室显示单元 多功能车辆总线 乘客信息系统 列车控制与通信 列车控制单元 列合成总线 如图所示的列车微机控制系统抓哟列车总线和多功能车辆总线两部分组成，它们在关键区域提供冗余，即WTB或MVB中的单点故障不会导致列车运行停止。列车控制分为列车控制级、车辆控制级以及子系统控制级三级（包括牵引控制、气制动控制、辅助电源控制、门控制、空制、乘客信息控制等。）列车控制级上的WTB通过安装在每个单元的VTCU中的大功率网关与MVB相连，进行数据交换。列车控制级和车辆控制级与每个3节车单元的VTCU构成一个整体，执行如下的主要功能：通过WTB进行列车控制；总线管理和过程数据的通信；监督和诊断；通过MVB在各个子系统之间进行通信；提供与外部PC机之间的服务端口等。各部分功能如下。
（1）列车总线（WTB）与多功能车辆总线 列车总线(硬线连接总线WTB)连接着两个3单元的VTCU，两个VTCU之间通过WTB进行通信。多功能车辆总线MVB与车辆及列车控制单元VTCU 直接连接.VTCU包括多功能车辆总线控制器，大容量的事件记录器等，可以对车辆总线通信进行管理。VTCU通过MVB与车辆所有子控制系统进行数据交换，实现列车控制和车辆控制，车辆控制级，子系统控制级，以及本车于同一单元的其他车之间通过本地车辆总线进行通信和数据传输。
（2）车辆及列车控制单元VTCU 车辆及列车控单元 VTCU为带集成诊断功能和控制功能
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的车辆与列车控制装置，每三节车单元拥有一个VTCU，作为总线管理主机，他是一个带有32位数字处理器，8MB闪烁内存的微机控制单元，还包含静态电池缓冲RAM，串行接口，电源。
（3）列车管理系统（TMS）它是以VTCU为核心的一个列车控制系统，是列车微机控制和网络系统的重要组成部分。他由列车控制级的多台计算机系统和一些专门开发的高处理速度的微机组成。TMS负责列车的控制，监控和诊断，该系统可以为列车子系统控制和模块提供各种实时控制信号。
（4）列车故障诊断 （VTCU）通过列车微机控制和网络系统接受从各个子控制系统或I-O控制单元传来的故障报告，并附带所选者的环境数据和相应的时间参数。所有列车运行所需的关键的诊断信息则是通过安装在驾驶室驾驶台上的TFT液晶彩色触摸式显示起来显示。显示器的内容分别有中，英文显示，对不同的使用者设置了不同的权限，分为驾驶模式界面和检修模式界面。
列车故障诊断系统对所有重要的故障信息的记录均给出了跟踪数据，并通过分析数据能显示出连续的牵引、制动曲线图形，对于每个直接连接到MVB总线上的子控制单元，均要求诊断系统能诊断并显示到最小可更换部件的故障。 3. AGATE系统
（1）AGATE系统及其结构 AGATE系统是Alstom公司开发的列车控制系统。AGATE系统主要由AGATE link(列车监控)、AGATE Aux（辅助控制）、AGATE Traction（牵引控制）和AGATEe-Media（乘客信息系统）4个部分组成。
AGATE牵引控制系统主要是实现实时的机车牵引控制和产生制动命令。其主要特点是模块化设计实现安全快速的操作；主要功能的子装配系统标准化；采用World-FIP总线网络，实现和主要数据网络（TCN、CAN、FIP、LON）的通信网关；具有自测试功能；使用EASYPLUG技术；包含了最新技术FPGA器件和PCI总线接口。
AGATE辅助控制系统主要是实现对列车上静态逆变器和电池充电的控制，其主要特点是结构紧凑、模块化、低成本、低噪声和快速保护等。
AGATEe-Media乘客信息系统主要是再列车运行中，提供实时的多媒体信息和休闲娱乐，为乘客提供便利性和舒适性，同时还可以作为一种高效广告媒体，能带来新收益。AGATEe-Media主要功能有：系统用发音系统自动报站，并在屏幕上以有色信息显示，具有动力学线路地图，也可以显示广告和新闻。当系统突然中断或者意外情况发生的时候，优先直接向乘客广播实时信息。
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AGATE Link是在线管理和监视列车的电子模块，是整列车辆维护的有效工具。通过监视列车各子系统的运行状况来提供迅速准确的列车故障诊断，从而减少了检查时间和成本，缩短了停工维护时间。AGATE Link的突出特点是改善了列车生命周期成本（LCC）。AGATE Link可根据应用需要对基本部件进行组合，如远程输出模块、司机控制台、GIS定位模块、无线电数据传输模块和在线通讯网络，系统易于扩展。
AGATE系统的控制网络WorldFip总线是从Fip总线发展而来的。Fip总线是一种面向工业控制的通信网络，其主要特点可归纳为实时性、同步性、可靠性。WorldFip的设计思想是：按一定的时序，为每个信息生产者分配一个固定的时段，通过总线仲裁器逐个呼叫每个生产者，如果该生产者已经上网，应在规定时间内应答。生产者提供必要的信息，同时提供一个状态字，说明这一信息是最新生产的还是过去传送过的旧信息。消费者接收到信息时，可根据状态字判断信息的价值。AGATE系统采用WorldFip总线完整地实现了列车控制的所有功能。
（2）TIMS管理系统及其结构 TIMS是基于AGATE系列，通过数据处理网络连接的产品。TIMS收集来自与它连接的设备的故障信息，并且通过驾驶显示单元提供信息给驾驶员和维护人员，它能记录故障、综合故障以及记录设备状态。TIMS具备操作帮助、维护帮助、事件记录管理、旅客信息触发（音频和视频）的功能。
FIP数据网络是TIMS的核心，他们根据等级结构配置分为：列车网络、车辆网络。FIP列车网络连接列车的两个MPU以确保在每个车辆组之
间进行数据通信。MPU控制列车网络和定义信息流动。ACE、BCE、PCE都是与FIP数据网络连接，但是他们不在TIMS范围内。
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车辆设备直接连接到每个车辆网络：MPU，运行主要的TIMS软件应用程序和支配FIP车辆网络上的通信；DDU，人机界面，通过交互式的入口来运行和维护TIMS的功能；RIOM，局部安装在每一个车上，提供二进制I/O接口和标准的RS485串行通信口；PCE（牵引），安装在动车C和B上，通过FIP连接的通信被限于监测功能；BCE（制动），安装在每节车上，在A车上的BCE也控制压缩机设备，通过FIP连接的通信被限于监测功能；ACE（辅助），通过FIP连接的通信被限于监测功能。TIMS设备的FIP地址通过数字插头或低压二进制输入组合来定义。
为了优化单元之间的电缆长度，FIP网络电缆线路由双绞屏蔽线构成（120欧姆阻抗），FIP列车网络布设在整个列车并连接两个MPU。这个网络没有连接其他设备，FIP车辆网络受限于车辆组的长度，它连接总线上的设备。
（3）TIMS管理系统的组成及功能 与外围设备的串行通信口通信由RIOMS通过系统软件提供，设备变量通过相同的RS485串行通信口连接，串行网络接口元件是智能的，它们处理协议编码、译码、传输、接收和故障检查。串行通信口交换数据是建立在主/从机制上：RIOM在串行通信口上发送一个请求（设备地址标志），设备（与地址标志一致）反馈响应，为了知道在RIOM与设备之间的通信是否中断，相互检查功能是否可用。
经串行通信口交换MPU通过列车网络初始化，在应用软件的每个循环，MPU通过RIOM发送一个请求询问串行通信口。连接到串行通信口的每个单元都有唯一的地址。此外，相同类型的设备和有相同功能性设备都分享相同的组地址。设计此原理是为了保持信息在网络上不断地传输，从而避免在紧要的时候出现传输高峰。常见的信息包括所有故障状态信息，并能够被传送到驾驶室。
相应设备是通过RS485串行通信口连接到TIMS上。主要有：
1）旅客显示器（IDU和FDU）。在每节车，所有的IDU都连接相同的穿行通信口，所有的IDU分享相同的组地址。运行信息同时发送给所有的显示器。在此期间，单独的信息发送给每个显示器，目的是为了检测显示器功能状态。在A车，FDU是通过自己的串行通信口连接到TIMS上。
2）门。在每节车，相同一侧的5个门连接一个单独的串行通信口，用以监测门的状态。 3）音频设备。在每节车APU和PECU音频设备与TIMS的串行通信口连接是为了监测和控制。在A车，ACU是通过自己的串行通信口连接到TIMS上。
4）ATC（列车自动控制）。ATC在串行通信口上的通信位于每个A车上，通过列车线传送数据，例如：ATS时间、列车精确位置和ATC状态。
（4）I/O连接 逻辑输入通过RIOM周期性获得，它使得通过FIP车辆网络连接到MPU
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是可行的。相反的，逻辑输出值通过FIP车辆网络经MPU周期性地发送给RIOM，它实际上控制物理输出。在FIP车辆网络上流通的数据被连接它的MPU作出判断，数据需要通过FIP列车网络经MPU在两个车辆网络上进行交换。
相应的设备是通过二进制I/O连接到TIMS上，主要有：
1）HVAC系统。在每个车，TIMS使用二进制I/O是为了监测HVAC状态和给定的初始授权。 2）照明。TIMS获取照明状态（有故障/没故障）。 3）受电弓。在每节B车，TIMS监测受电弓状态。
4）列车状态。TIMS通过每节A车的二进制输入监测列车的状态(驾驶模式、驾驶室占有、紧急制动和停车制动状态)。
（5）音频系统 除了串行通信口，TIMS为了执行DVA功能（自动音频信息）也与音频系统连接。在每节A车，使用特殊的调制线来连接MPU和ACU，这个连接由双绞屏蔽线组成。
列车通信有：无线电通信用于外界通信；在驾驶台上的PLATE5用于内部通信。 音频广播系统的组成：音频通信单元（ACU）、音频放大系统（APU）、乘客紧急通信单元（PECU）、驾驶室扬声器、驾驶室麦克风、客室扬声器。
音频系统使用设备及设置位置 名称 天线 主机 设置位置 位于A车车顶 位于ATC室 无线电装置及底座 位于驾驶台DDU前 无线电通信扬声器 位于驾驶室右上侧墙 名称 广播用电话听筒 设置位置 位于操作台上 广播单元控制面板 位于驾驶台上ATC按钮下 音频系统执行下列音频通信功能:
1）公共广播（PA）（驾驶室-客室）。驾驶员可以通过“CI-AC”麦克风传达信息。DA广播也可以同时传输到每车的“APU”。
2）数字声音广播（DVA）（驾驶室-客室）。 3）旅客紧急内部通信（PEI）。 4）驾驶室-驾驶室的内部通信（CI）。 5）无线电（Radio） 6）开/关门（DO/DC）.
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（6）主处理单元（MPU） MPU作为一个自动化运行设备，反复周期性地进行下列操作：读输入变量执行应用软件的功能更新输出变量。
TIMS系统给中压供电的感性负载提供起动许可。列车动态动作被记录在一个事件记录器内，在列车故障发生或列车进入收车模式后能，记录的数据不会丢失。
TIMS的主要功能是监控列车的行驶，MPU从和它相连的设备中收集故障信息，并通过DDU向驾驶员及维修人员提供信息。
（7）驾驶员显示单元（DDU） （8）视频显示单元（IDU/FDU） 1）内部显示单元IDU。 2）前部显示单元FDU。 3）信息存储单元 4. TIS信息系统
TIS信息系统是日本新干线各型列车上装备的信息控制与传输系统。TIS系统由列车通信网络、各车厢通信网和功能单元控制机组成。在各车厢内设有一终端站，它是列车通信网上的节点，也是本车厢信息传输的主站，各车厢内的功能单元的信息均通过这个终端站向列车通信网络发送或从列车通信网接收信息。新干线列车编组是以2~4节车厢组成一个车组单元为基础的，在一个车组单元内，由牵引制动控制系统、辅助电源、车门空制、变压器及信息子系统等相对的子系统构成对车组单元的完备控制。当列车根据需要由多个车组单元构成列车编组时，这些相对的子系统，通过一定的信息传输手段连成一个完整的列车控制系统。
TIS系统网络的基本结构有两种。一个结构是车厢内的终端只传输TIS系统的信息；另一种是节点既传输信息又传输控制命令，因此在日本新干线及既有线铁路列车上有以下3种应用形式。
（1）二重直通线的方式 （2）控制命令用二重直通线 （3）列车总线和车厢总线方式
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TIS系统具有以下功能：
（1）驾驶员操作向导 指导列车正确、正点运行，并显示列车运行图。向驾驶员指示设备的工作信息，在异常情况下，给出操作指南以及简单的检查程序，能
进行出库检查。
（2）乘务员操作功能 乘务员可以通过TIS的终端站设定车厢的空调温度，异常情况下能发出警报；还可以通过TIS查询客车情况，并做出处理。
（3）维修支持功能 能自动检测各功能单元的运行情况，调阅各设备的故障记录，做出故障分析，收集、记录运行数据，为检修提供依据。
（4）旅客服务功能 向旅客提供各种信息，如到站和前方站、运行时刻表等。 （5）控制命令传送 该功能只有在最新的700系列车上才有完全的运用。控制命令包括牵引动力、制动、门控与空调、照明、辅助电源、受电弓、蓄电池开闭等。
随着TIS系统功能的增强，它在列车控制系统中的作用越来越重要，已经成为新干线列车系统中不可缺少和不可替代的一个重要组成部分。
TIS系统在列车运行、检修和故障诊断中的作用越来越大，有关人员对其依赖性也越来越强，维修基地的工作人员基本都是按TIS系统的检查测试结果来检修控制系统及各功能单元的故障，而TIS系统本身的可靠性也很高，TIS系统本身很少有故障发生。
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5. DETECS系统
（1） DTECS系统的概述 DTECS是专为轨道车辆的列车控制和通信而设计的一套车载计算机系统，它控制并监视整个列车。它包括车载硬件、操作系统、控制软件、诊断软件、监视软件和维护工具。
DTECS是一个分布式控制系统，它分布于整个列车的各个智能单元。这些单元可分别安装于车下设备箱、驾驶台或车厢内的电器柜中。这种系统的最大和最重要的优点是：显著减少各箱柜之间的连线，并方便将来对系统功能的扩展。总线的扩展比较简单，只需增加一根连接到该单元的电缆线，并更新应用软件就能和新的单元进行通信。系统设备采用模块化设计，其系列产品不仅适用于各种牵引系统的控制，而且适用于列车的控制，也可以用于列车监控系统，如DTECS系统应用于深圳地铁1号线增购车辆中。由于该系统构成的灵活性，可以很方便地适应不同形式的列车编组。
DTECS广泛的采用电子控制设备和串行数据通信来代替继电器、接触器和直接硬连线，并且通过网络连接各个子系统的控制设备，能够减少继电器、接触器、列车布线、端子排和连接器连锁的使用。控制系统中具有电子控制机监控设备的子系统是：列车控制单元、牵引逆变器控制单元、辅助逆变器、驾驶显示器、空制系统、门控制系统、制动控制系统。
（2）TCC结构 由TECS系统构成的地铁列车控制系统TCC按照六辆编组设计。地铁列车控制系统对列车牵引系统、高压电路、辅助电源
系统、制动系统、ATC系统、车门及空调等系统进行控制、监视和故障诊断、记录，地铁列车控制系统采用分布式控制技术。列车通信网络遵循IEC 61375标准，划分为二级，由贯通全车的列车总线和贯通网络间的协议转换。整个地铁礼车控制系统采用先进、成熟和可靠地DTECS控制系统。
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列车系统构成单元主要有以下几部分：
1）列车控制单元（VTCU）。VTCU位于每个驾驶室内。VTCU管理整个列车网络通信，并监控车辆设备。VTCU包括两套装置，在正常的情况下，系统随机选择一套作为主控设备，另一套为备用。备用设备不间断的监视主控设备状态，当主控设备出现故障时，备用设备将代替主控设备，行使列车控制单元的功能，以保障整个列车正常运行。
2）输入输出单元（DXM、AXM）。通过配置适量的数字量输入输出模块（DXM）和模拟量输入输出模块（AXM），并就近放置在信号采集场合，完成控制信号的采集和输出。
3）总线耦合模块(BCM)。总线耦合单元，实现MVB ESD+和EMD的通信介质转换，实现车辆间MVB总线连接。
4）驾驶室显示单元（MMI）。MMI显示器位于每个驾驶台，采用符合人机工程学原理设计，以及搞分辨率的图形显示，包括一个触摸屏系统。
5）事件记录仪模块(ERM)。ERM装在每个驾驶室里面。ERM自身有闪存FLASH作为存储体来记录列车状态。它可以通过高速以太网将记录数据下载到地面设备或无线传输装置。
6)无线传输装置（TSC1）。TSC1装在每个驾驶室里面。TSC1具有GSM、GPRS和802.11B三种无线通信接口，少量的实时信息通过GSM、GPRS传送到地面，大量的记录信息在列车回库后，通过无线网域802.11B传送到地面。
7）便携式维护工具（PTU）。PTU包括笔记本电脑和打印机。通过连接PTU和DTECS单元后，记录的数据可从DTECS单元下载到PTU。下载数据可在PTU显示器上显示，并可打印。
（3）TCC系统功能 TCC有牵引/制动控制功能，TCC通过车辆总线MVB传输以下信号到DCU和BECU:控制运行方向、牵引信号、制动信号、给定指令参考值和操作工况。同时也对一些关键信号进行硬连线备份。
驾驶员钥匙在‘‘ON’’位上时，激活的驾驶室将被设定为主控室，由VTCU中的控制软件来处理。如果同时有两个驾驶员钥匙处在激活位，则车辆必须处在禁止运行状态。
来自驾驶控制器的方向选择信号和ATO的牵引/制动参考信号通过置于驾驶台内的AXM单元不同的AI通道读入到VTCU单元，VTCU将其进行处理加工后再传送到牵引逆变器。“备用指令信号1、2”用于备用模式，每一位道标牵引和制动的参考信号。
紧急牵引按钮被按下时，将启动奔涌驾驶模式。牵引逆变器和制动控制单元接收到列车线送来的紧急牵引信号后，将根据列车的牵引/制动工况信号和备用指令信号1、2进行牵引和制动，在备用模式下不启用电制动。
牵引安全列车线用于表明列车已做好起动前准备，即所有车门均已关闭，所有制动均已
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缓解，驾驶员钥匙已处在“ON”位。此列车线可直接封锁驱动控制单元DCU输出的触发脉冲。出于系统运行最高完整性的考虑，此部分不含任何软件控制。
TCC收到按下驾驶控制器“警惕”按钮信息，如果在一定的时间内警惕按钮没有按下，列车将自动实施紧急制动。只有驾驶员把驾驶器把手先推到惰行位然后牵引，制动才被解除。
洗车模式控制下列车的速度由一个按钮来实现。这个按钮将处于一直按下的位置直到它再次被按下，一旦按下，速度将保持3km/h。
为了提高制动操作的有效性和乘坐的平稳性，列车控制系统TCC与BECU协调进行整个空电联合制动的混合控制。列车控制系统TCC将来自驾驶控制器或ATO得制动命令传输给BECU和DCU。在可能发挥列车电制动力的基础上，BECU将补充空气制动力，以满足总制动力要求。
列车控制系统TCC传输来自驾驶室HSCB闭合开关触发的HSCB合命令。
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