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目录3

第一部分 基础知识3

1　客车基本知识3

1.1　客车的用途和分类3

1.2　客车车辆的组成部分及作用3

1.2.1　走行装置3

1.2.2　车体5

1.2.3　车钩缓冲装置5

1.2.4　制动装置5

1.2.5　车辆内部设备5

1.3　车辆方位5

1.3.1　车辆的方向5

1.3.2　车辆的位置5

1.3.3　车辆上零部件位置的称呼方法6

1.3.4　列车中车辆前后左右的称呼法6

2.1.1　转向架的作用7

2.1　转向架的作用及分类7

2　车辆转向架7

2.1.2　转向架的组成8

2.1.3　转向架的分类8

2.2　客车转向架10

2.2.1　轮对及检修11

2.2.2　轴箱装置16

2.2.3　弹簧及减振装置19

3　车辆动力学基础知识27

3.1　车辆振动的基本概念与振动型式27

3.2　激起车辆振动的原因28

3.2.1　引起车辆垂直振动的激振源28

3.2.2　引起车辆横向振动的激振源29

3.3　车辆蛇行运动稳定性30

3.3.1　车辆的蛇行运动稳定性分析31

3.3.2　影响车辆蛇行运动稳定性的因素33

3.4.1　脱轨的过程及其分类36

3.4　车辆运行安全性36

3.4.2　脱轨原因及其防止措施37

3.4.3　防止车辆倾覆的安全措施39

4　车辆制动机41

4.1　制动机的作用41

4.2　我国铁路客车制动机概况42

4.3　104型空气制动机概述43

4.3.1 104型空气制动机结构特点43

4.3.2 104型空气制动机的组成45

4.3.3 104型空气制动机的单车试验性能47

5　导航卫星定时测距全球定位系统（GPS）49

5.1 GPS卫星定位技术的发展49

5.2 GPS定位系统的组成49

5.3 GPS接收机及其基本工作原理51

5.3.1 GPS接收机的分类51

5.3.2 GPS接收机基本结构52

5.3.3 GPS接收机的天线部分53

6　旅客列车部分车电设备简介55

6.1　供电系统55

6.2　空调系统55

6.3　轴温报警器55

6.4　塞拉门55

6.5　烟火报警器55

6.6　车下电源55

6.7　防滑器55

7　高速列车技术简介57

7.1　高速列车的走行部57

7.2　高速列车制动系统57

7.2.1　复合制动系统57

7.2.2　制动控制系统组成60

7.3　高速列车控制、监测与诊断系统61

7.3.1　高速列车监控与诊断系统的作用及其发展61

7.3.2　列车监控与诊断网络组成62

7.3.3　监测、诊断系统63

7.3.4　控制、监测和诊断信息的传输65

7.3.5　高速列车控制与监测诊断的关系65

7.3.6　新世纪的课题65

7.4　移动设备诊断与监控系统65

7.4.1　车载设备65

7.4.2　地面设备67

第二部分 铁路客车运行安全监控系统71

8　铁路客车运行安全监控系统（TCDS）71

8.1　概述71

8.2　TCDS系统简介71

8.2.1　TCDS建设背景71

8.2.2　TCDS建设目的72

8.2.3　TCDS建设原则73

8.2.4　TCDS建设任务和范围73

8.3.1　三级联网、信息完全共享74

8.3　总体结构74

8.3.2　三级中心、体现逐级管理75

8.3.3　三级应用、数据充分利用75

8.4　三级联网75

8.4.1　车地无线联网技术方案75

8.5.1　铁道部查询中心系统功能77

8.5.3　车辆段监测管理系统功能77

8.5.2　路局监控中心管理系统功能77

8.5　三级中心系统功能77

8.4.2　地面网络技术方案77

8.6　三级应用主要软件技术方案79

8.6.1　车地数据无线传输软件80

8.6.2　地面专家系统80

8.6.3　客车运行状态实时跟踪系统80

8.6.4　客车运行安全信息查询与统计报表支持系统80

9.1.2　计算机网络的分类85

9.1.1　计算机网络的概念85

9　传输通道与网络通信85

9.1　网络基本知识85

第三部分　传输通道与网络通信85

9.1.3　网络拓扑结构86

9.1.4　网络硬件系统87

9.1.5　网络软件系统90

9.1.6　OSI参考模型91

9.1.7　Internet简介91

9.1.8　TCP/IP协议92

9.1.9　IP地址94

9.1.10　网络配置与安装95

9.1.11　基本网络测试命令102

9.2　TCDS系统网络拓扑105

9.2.1　车辆信息系统网络总体结构105

9.2.2　网络拓扑106

9.4　铁路计算机网络安全平台107

9.3　传输通道要求与接入方式107

9.5　地面系统数据传输平台108

9.5.1　地面系统数据传输平台的构成108

9.5.2　JWMQ的基本结构109

9.5.3　JWMQ的主要功能和工作流程109

9.6　网络维护109

9.6.1 日常检查109

9.6.3　JWMQ监视程序使用说明110

9.6.2　网络维护要求110

第四部分 监测设备115

10　TCDS监测设备概述115

10.1　系统设计原则115

10.2　系统方案简介115

10.2.1　系统总体组成115

10.2.2　两级网络结构和两级诊断115

10.2.3　车厢级网络系统115

10.2.4　车厢级主机116

10.2.5　列车级主机118

10.3　系统技术指标与工作条件119

11　列车通信网络系统121

11.1　概述121

11.1.1　LonWorks网络技术的特点121

11.1.2　LonWorks网络技术在铁路领域的应用121

11.2　功能需求122

11.2.1　灵活编组要求122

11.2.2　拓扑结构要求122

11.2.3　实时性要求123

11.2.4　环境要求123

11.3　系统特点123

11.4　系统硬件设计124

11.4.1　车厢级网络硬件设计124

11.4.2　列车级网络硬件设计125

11.5.2　列车级软件设计126

11.5.3　显示界面设计126

11.5.1　车厢级软件设计126

11.5　系统软件设计126

11.6　小结131

12　车地数据通讯子系统132

12.1　功能原理132

12.1.1　以GPRS方式传输实时数据132

12.1.2　以WLAN方式完成所有监测数据的批量下载133

12.2　系统构成133

12.2.1　车载部分133

12.2.2　地面安装部分134

13　转向架监测子系统136

13.1　概述136

13.2　国内外现状136

13.3　设计目标137

13.4　监测诊断原理137

13.4.1　基于统计模式识别的运营旅客列车状态评估137

13.4.2　基于ART2神经网络的运营旅客列车状态评估138

13.5.1　监测传感器安装140

13.5　系统软硬件设计140

13.5.2　车辆转向架状态监测系统的流程141

13.5.3　硬件系统的组成141

13.5.4　车厢级软件系统组成及运转方式142

13.6 小结143

14　制动监测子系统144

14.1　概述144

14.2　设计目标144

14.3　监测诊断原理145

14.4　系统实现148

14.4.1　传感器的安装位置148

14.4.2　制动监测节点硬件设计149

14.4.3　制动监测节点软件设计150

14.5　小结152

15.3.1　TFX1型防滑器的联网原理153

15.3　监测诊断原理153

15　防滑器监测子系统153

15.2　设计目标153

15.1　概述153

15.3.2　进口防滑器的联网原理154

15.4　系统实现155

15.4.1　TFX1型防滑器联网的实现155

15.4.2　进口防滑器通讯的实现155

15.5　小结155

16　铁路客车车电综合监控系统157

16.1　概述157

16.2　监测内容及监测原理157

16.2.1　车门157

16.2.2　空调158

16.2.3　供电158

16.2.7　防滑器159

16.2.6　轴温探测159

16.2.5　火灾探测159

16.2.4　车下电源159

16.3　列车主控站160

16.3.1　外形结构160

16.3.2　主要技术参数及功能160

16.4　列车级LonWorks网络线161

16.5　代理节点161

16.6　车辆级LonWorks网络线161

16.7　网关161

16.7.1　网关接线方法161

16.7.2　网关使用方法162

16.7.3　修改PLC的本车车厢号162

16.8　系统日常使用与维护162

16.8.1　车辆级网络162

16.8.2　列车级网络162

17.2.3　生成每次运行的报表165

17.2.2　对数据进行二次诊断165

17.2.4　报警统计功能165

17.1　概述165

17.2.1　过程数据下载与入库165

17.2　系统的主要功能165

17　TCDS地面数据库与专家系统软件165

17.3　系统的诊断原理166

17.3.1　转向架系统的诊断分析166

17.3.2　制动系统的诊断分析167

17.4　系统的构成与实现167

17.4.1　系统的设计原则167

17.4.2　系统的软硬件环境167

17.4.3　地面网络拓扑结构167

17.4.4　软件功能结构168

17.4.5　对制动系统的查询分析168

17.4.6　对转向架系统的查询分析169

17.4.7　对防滑器系统的查询分析169

17.5.2　数据的查询和分析171

17.5　TCDS地面数据库与专家系统车电部分171

17.5.1　数据自动导入和处理171

17.5.3　专家系统车电部分诊断报表生成173

17.5.4　维修建议的生成173

第五部分 联网应用系统179

18　联网应用总体简介179

18.1　联网应用系统概述179

18.2　联网应用系统总体功能179

18.3　联网应用系统构成及部署179

18.4　联网应用系统的特点180

19　中心系统182

19.1 中心系统构成182

19.2　系统运行环境182

19.2.1　服务器软硬件平台基本要求182

19.3　应用安装与配置183

19.3.1　双机集群服务器系统的安装与配置183

19.2.2　终端客户机软硬件平台基本要求183

19.3.2　终端客户机操作系统和工具软件的安装与配置184

19.3.3　中心控制台软件的安装与配置184

19.3.4　电子地图实时监控软件的安装与配置185

19.3.5　WEB查询与统计分析程序的安装与配置185

19.4　功能介绍与使用说明185

19.4.1　地面网络数据传输系统功能介绍与使用说明185

19.4.3 中心控制台程序功能介绍与使用说明186

19.4.2　数据库后台支撑系统功能介绍与使用说明186

19.4.4　客车运行状态电子地图实时监控跟踪程序功能介绍与使用说明197

19.4.5 客车运行安全信息查询与统计报表支持系统功能介绍与使用说明202

19.5 日常检查与维护210

19.5.1 日常检查210

19.5.2　中心服务器的维护211

19.5.3　终端计算机的维护212

19.5.4　典型问题处理方法212

参考文献214