動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及技術(shù)分析

鄒榮

摘? 要：隨著我國交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展，動車成為了當(dāng)前人們出行方式的首要選擇，而加強動車組的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究能夠確保列車的安全穩(wěn)定運行。所以本文簡單介紹了動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組成，同時深入說明了動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的功能性，最后對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)技術(shù)的未來發(fā)展方向進(jìn)行了分析，希望能夠?qū)ξ覈能壍澜煌夹g(shù)發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：動車組;網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng);組成;功能;未來技術(shù)分析

1.前言

動車組的整體結(jié)構(gòu)主要是由其控制、監(jiān)測以及診斷系統(tǒng)所構(gòu)成的，主要是負(fù)責(zé)對整個動車系統(tǒng)的指令進(jìn)行傳輸以及分析，另外還要對動車設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控與檢測，發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行有效解決。由于整個網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的加入使得硬件傳輸系統(tǒng)大大減少，降低了車輛的自重，有效減少了因外界因素影響而造成動車的不穩(wěn)定性。同樣該系統(tǒng)也可以為工作人員提供更加簡單便捷的系統(tǒng)操作，也有利于后期維修工作的順利開展。

2.動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)組成

2.1主處理單元

主處理單元通常包含了對于列車的系統(tǒng)控制以及功能檢測等多個作用，可以實現(xiàn)和其他子系統(tǒng)之間的信息傳輸和交流功能，主處理單元能夠結(jié)合其所連接的不同線路分布，分為牽引主處理以及舒適主處理單元，前者主要是對MVB信號線和牽引線進(jìn)行連接，對于主處理單元的功能性實現(xiàn)起到一定的輔助作用，后者主要是對信號線、舒適線和總線進(jìn)行連接，通常其應(yīng)用對象是空調(diào)、廁所、塞拉門等其他輔助系統(tǒng)。

2.2 TCN網(wǎng)關(guān)

TCN網(wǎng)關(guān)一般包含WTB接口以及MVB-EMD接口，主要是實現(xiàn)列車總線 WTB和車輛總線MVB兩者之間的信息傳輸和交流作用，同時確保線路網(wǎng)絡(luò)之間的實時性與穩(wěn)定性，能夠使得整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分配更加科學(xué)合理。

2.3遠(yuǎn)程輸入輸出模塊

遠(yuǎn)程輸入輸出模塊主要是實現(xiàn)不同動車組之間各種信息模塊化的有效傳輸，對各種遠(yuǎn)程信號實現(xiàn)有效管理，同時還會對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理后進(jìn)行信息的交換，同時還會根據(jù)協(xié)議的不同來和主處理單元展開數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)模塊化的有效應(yīng)用能夠結(jié)合具體的需求來進(jìn)行相應(yīng)的配比，最終是為了滿足動車組穩(wěn)定且高效的運行要求及標(biāo)準(zhǔn)。

2.4監(jiān)視器（顯示屏）

監(jiān)視器（顯示屏）內(nèi)部安裝有windowsXP操作系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對MVB車輛總線上的各個子系統(tǒng)的實時狀態(tài)以及列車的運行數(shù)據(jù)及故障分析開展有效的數(shù)據(jù)監(jiān)控及上報，另外還能夠根據(jù)情況的不同對于系統(tǒng)中的故障區(qū)域進(jìn)行隔絕。

2.5高壓控制單元

高壓控制單元CLT能夠?qū)τ趧榆嚱M中的高壓線路環(huán)節(jié)進(jìn)行有效管理，主要包含了對于開關(guān)、能量、高壓保護(hù)以及電流不平衡等多個方面的有效控制作用。

3.動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)功能

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以被理解為整列車的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，能夠?qū)φv車的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，同時還會發(fā)出相應(yīng)的信息指令，確保整輛列車之間的協(xié)調(diào)配合與穩(wěn)定運行，其監(jiān)測功能還能使得列車內(nèi)部一旦出現(xiàn)任何問題則進(jìn)行快速的診斷和隔離，加大了人機(jī)交互的程度，使得操作人員能夠更好的把握動車組的安全性與可靠性，真正確保了整輛車的穩(wěn)定運行。

3.1通信功能

動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通常采用滿足IEC61375規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊手段，一般分為列車和車輛兩條總線。列車總線通常為WTB，主要是進(jìn)行各個單元之間的信息數(shù)據(jù)傳輸和共享。 車輛總線主要以MVB和CAN為主，目的在于能夠?qū)恳龁卧獌?nèi)部的設(shè)備進(jìn)行連接，進(jìn)而提高對單元內(nèi)部設(shè)備的可控性，實時監(jiān)控其運行狀態(tài)和故障問題。該系統(tǒng)可以有效進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊功能，進(jìn)而為整個處理系統(tǒng)提供實時可靠的數(shù)據(jù)信息，確保其整體運行的穩(wěn)定性。

3.2控制功能

由于網(wǎng)絡(luò)通訊功能的有效應(yīng)用，可以實現(xiàn)對列車內(nèi)部多個系統(tǒng)的有效控制。而對于整個列車組其他系統(tǒng)的控制則主要是通過牽引系統(tǒng)的控制功能和接口來進(jìn)行實現(xiàn)的，可以通過進(jìn)行傳輸牽引系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，來達(dá)到對整體牽引設(shè)備的有效隔離和恢復(fù)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以進(jìn)行相關(guān)運行指令的有效發(fā)布。

3.3故障診斷功能

動車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)同時還具備優(yōu)異的故障診斷功能，可以實現(xiàn)對于整個設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部潛在的故障和問題，從而更好的對其進(jìn)行維修和保養(yǎng);另外還能夠?qū)﹃P(guān)鍵的子系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備展開監(jiān)測功能，幫助工作人員盡快排除各種隱患故障，另外還能夠?qū)υO(shè)備發(fā)生的故障問題相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄對比，以便于后期維修及保養(yǎng)人員能夠查詢，從而對其更好的進(jìn)行調(diào)校;另外其還設(shè)置了傳輸端口，可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪刂行倪M(jìn)行二次分析。

3.4人機(jī)交互功能

操作人員和技術(shù)人員都可以實時監(jiān)測到整臺列車的運行狀況，進(jìn)而能夠更好的觀測其狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其中潛在的問題類型，通過人工的對比以及和設(shè)備之間的參數(shù)交流，來確保故障的有效解決方案，最終使得整個控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。

4.網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

4.1多網(wǎng)融合技術(shù)

多網(wǎng)融合技術(shù)能夠進(jìn)行多個總線之間的快速數(shù)據(jù)傳輸和交流功能，進(jìn)而達(dá)到一種多網(wǎng)共用的現(xiàn)象，有著相對較高的穩(wěn)定性。在整個網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中以太網(wǎng)與MVB、CAN、TCN網(wǎng)關(guān)等多個網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)研究是當(dāng)前的發(fā)展重點對象。近些年來，多個國家都開展了對于多網(wǎng)融合技術(shù)的有效研究以及專利申請，一般來說，此類專利技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要應(yīng)用于控制多個子系統(tǒng)，主要包含對于數(shù)字廣播、視頻監(jiān)控、列車信息顯示、通信等多個系統(tǒng)的有效融合和控制。

4.2車輛冗余優(yōu)化設(shè)計

現(xiàn)階段的列車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在功能性方面表現(xiàn)仍然較為冗雜，這就造成各個部分可能發(fā)生較大的重疊，進(jìn)而使得各種成本的投入有所增加。加強對車輛控制系統(tǒng)的優(yōu)化能夠有效減少設(shè)備安裝，保障了成本，增強了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得整個列車的運行更加高效綠色，減少了不必要的車輛冗雜多余性功能。

4.3列車自動駕駛技術(shù)

現(xiàn)階段常見的列車由網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)一般采取超速防護(hù)功能，而對于自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用目前尚不成熟。但是在未來的發(fā)展中自動駕駛技術(shù)將會是主流發(fā)展技術(shù)，因為其能夠保障運行效率、減少人為因素產(chǎn)生的干擾等等，所以說目前很多國家都在加強對于列車自動駕駛技術(shù)的有效研究和應(yīng)用。列車自動駕駛技術(shù)對于通信技術(shù)的要求較高，尤其是對于通信系統(tǒng)的實時控制和傳輸功能研究必不可少。

4.4無線通信新技術(shù)

現(xiàn)階段我國列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在大量的子系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間的獨立運行往往會造成各個系統(tǒng)之間產(chǎn)生較大的干擾，進(jìn)而使得整個列車的運行穩(wěn)定性下降。通過研究無線通信新技術(shù)，能夠?qū)ο鄬Κ毩⒌母鱾€通信系統(tǒng)進(jìn)行資源的有效整合，從而不斷提高車載信息平臺的通信技術(shù)發(fā)展。利用信息通信技術(shù)可以實現(xiàn)人機(jī)交互以及自動駕駛技術(shù)，另外還能夠通過對車輛的有效評估來判斷做出指令，從而避免各種危險狀況的發(fā)生。無線通信技術(shù)能夠提升自身的抗干擾水平以及適應(yīng)外界環(huán)境的能力，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。同時，無線通信技術(shù)還應(yīng)該滿足列車在大空間范圍內(nèi)高速移動狀況下的通信需要。

5.總結(jié)

動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)相對來說比較復(fù)雜，且涉及到的影響因素較多，所以說也是當(dāng)前研究的重點以及突破點。本文根據(jù)現(xiàn)有的動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)開展了綜合而全面的分析，介紹了其內(nèi)部組成成分以及各種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的功能，最后就其未來的技術(shù)發(fā)展方向給出了說明，無論是多網(wǎng)融合技術(shù)還是車輛冗雜優(yōu)化設(shè)計，又或者是列車自動駕駛技術(shù)以及無線通信技術(shù)，都會給我國動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展帶來前所未有的機(jī)遇，因此希望相關(guān)工作者引起足夠的重視。

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