王 偉

中車長春軌道客車股份有限公司 吉林 長春 130000

正文：

電子控制系統(tǒng)，分為開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。具體來說，開環(huán)控制系統(tǒng)主要是利用計算機系統(tǒng)來收集、整合和處理相關數(shù)據(jù)，但不會直接參與控制系統(tǒng)。其次，開環(huán)控制系統(tǒng)不必再將后續(xù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)反饋至上級系統(tǒng)；閉環(huán)控制系統(tǒng)主要是將計算機系統(tǒng)收到的相關數(shù)據(jù)信息傳遞到執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)，進而有效控制相關數(shù)據(jù)信息。閉環(huán)系統(tǒng)已成熟應用于自動駕駛車輛（ATO），隨著技術成熟度的提高，目前也已在全自動駕駛車輛（FAO）上發(fā)揮優(yōu)勢。

一、電子控制技術的具體過程控制

（一）實時采集數(shù)據(jù)

由于電子控制技術作用的發(fā)揮是依賴于豐富的數(shù)據(jù)的，因此，實時采集數(shù)據(jù)至關重要。工作人員利用計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術充分掌握系統(tǒng)控制特征，進而加強對被控制對象的監(jiān)督管理。做好對瞬間數(shù)據(jù)信息的測量收集工作，并將所收集的數(shù)據(jù)視作數(shù)據(jù)辨別憑證。

（二）對實時控制科學決策

工作人員要在計算機中事先安裝好信息處理軟件，一旦系統(tǒng)成功采集到所需數(shù)據(jù)后，利用電子控制技術相關軟件來批量、高效、系統(tǒng)化處理這些數(shù)據(jù)，并將最終數(shù)據(jù)進行整合后用到適當?shù)牟课恢小?/p>

（三）實時控制

如果收集到所需數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)將信息直接反饋至上級處理中心系統(tǒng)，這兩級系統(tǒng)相輔相成、相互促進，共同輔助實施電子控制技術。

二、城軌車輛電氣牽引控制技術應用

（一）軌道運輸裝備牽引/制動特性

在城軌運輸中，牽引/制動特性是最基本、最重要的性能，裝備運輸是首要考慮的一個因素，運輸?shù)乃俣取⒓铀傩阅艿榷家獫M足城軌運輸?shù)男枨?。在運輸裝備牽引/制動時，優(yōu)先采取再生制動，電機回饋的電能通過交流裝置回饋給電網(wǎng)，在這個系統(tǒng)控制中，高功率的密度變流裝置，能控制電機和矩陣電機，從而能順利實現(xiàn)對電機的牽引/制動。整個技術應用中，直流電動機轉動，產(chǎn)生交流異步傳動，將直流電動轉為交流傳動，最終能將轉差電流控制發(fā)展成為矢量電流控制，相較于傳統(tǒng)的控制技術，現(xiàn)代電子牽引/制動系統(tǒng)的優(yōu)勢更加明顯。

（二）CBTC電子通信系統(tǒng)的應用

CBTC屬于現(xiàn)代先進的電子技術，在城軌控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，其中的監(jiān)控和連續(xù)控制作用，能實現(xiàn)城軌車輛的移動閉塞制運行模式，能實現(xiàn)實時的雙向通信信息交流，減少了城軌工程中的硬件工程設備的投入，從而更有效節(jié)約安裝和維護的成本，系統(tǒng)的安裝和調(diào)試等工作更加便捷，更加低成本的全壽命運行。整個CBTC系統(tǒng)主要包括地面設備（軌旁設備以及聯(lián)鎖系統(tǒng)），還有車載設備系統(tǒng)等。當?shù)孛嬖O備向車載設備傳輸控制信息時，通過控制城軌列車的運行時間和速度等，能形成閉環(huán)信息傳輸和控制。這種電子通信技術的應用能進一步提升城軌安全性，結構更加簡便。

（三）脈沖寬度調(diào)制技術（PWM）應用

這種交流技術在現(xiàn)代城軌交通工程建設中的應用，主要是對城軌車輛進行變頻調(diào)節(jié)，降低能耗，實現(xiàn)其綠色節(jié)能發(fā)展。通過改變輸出的脈沖占比，實現(xiàn)輸出電壓與頻率之間的轉換，從而能將交流脈沖轉變?yōu)橹绷髅}沖，最終形成能量的轉換，采用空間適量的脈沖調(diào)制系統(tǒng)，在三相對稱正弦波電壓供電時，最終合成旋轉的空間電壓矢量，形成脈沖波。

（四）無觸點邏輯控制技術應用

無觸點邏輯控制技術屬于現(xiàn)代電力電子技術和現(xiàn)代計算機控制技術實現(xiàn)的一種車載控制和設備驅動的技術，在城軌車輛車載控制方面的應用很廣泛，其主要采用分布式的邏輯控制單元（LCU）構建控制系統(tǒng)，在每一個邏輯單元的內(nèi)部使用控制器和輸入、輸出電路，替代原來電氣柜內(nèi)的大量中間繼電器，通過時間繼電器和迂回線路對車輛進行有效的控制。LCU的核心就是微機控制單元和大集成電路，其中微機控制單元主要是對各種電器的邏輯聯(lián)鎖關系進行控制，采用功率場效應管等電力電子元器件，對繼電器進行代替，能直接驅動電磁控制器和控制線圈繞組，從而將指令傳遞給各個單元，并且執(zhí)行指令。

其具體應用時，根據(jù)車輛的控制需求，在每一個節(jié)點相應的位置，選擇相應數(shù)量的LCU，LCU之間借助硬連線連接，并且可以相互通信，可以布置可靠的網(wǎng)絡系統(tǒng)，例如MVB、RS485及CAN總線等。駕駛司機通過操作信號進行操作，并且根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控信號和指令進行行車過程中的操作。在硬連線端可以直接進入LCU輸入的操作端口，經(jīng)過LCU的邏輯語言運算，將驅動信號通過輸出電路直接傳達到相應的功能器件上面，實現(xiàn)功能要求。在這個過程中輸入信號的采集一般可以分為4類：（1）司控器的控制信號，當司機操作后，各個司控器行程結束，鑰匙、旋鈕狀態(tài)信號等都將處于關閉狀態(tài)；（2）司機臺、屏柜的按鈕，當信號燈亮起的時候，司機和維護人員可以根據(jù)指示完成操作，根據(jù)各操作器件的狀態(tài)信號進行檢查，保證正常運行；（3）執(zhí)行部件的監(jiān)控信號，這個部分的信號主要是各執(zhí)行部件的行程開關、位置等狀態(tài)信息，如門、制動系統(tǒng)的閥等狀態(tài)信號；（4）網(wǎng)絡信號，在車輛運行的過程中，LCU通過網(wǎng)絡能與其他系統(tǒng)相互連接，在這個過程中會獲取其他系統(tǒng)通過網(wǎng)絡發(fā)射的信號和控制指令等，并且獲得相關的監(jiān)控信號。在這個系統(tǒng)中，為了抗干擾，可以將各硬線傳來的輸入信號定義，根據(jù)邏輯直流的有效信號，最終能提升系統(tǒng)的抗干擾能力。這種技術在現(xiàn)代城軌車輛工程中正逐漸應用，其結構緊湊、占用空間小，冗余度高，可編程邏輯響應速度快，非常能滿足切實的需求。

結束語

綜上所述，城軌交通行業(yè)實現(xiàn)蓬勃式發(fā)展的原因除了經(jīng)濟的發(fā)展，還有一個重要原因就是電子控制技術在車輛工程中的應用，大大提升了車輛的可靠性，提高了行車的安全性，從而有效降低交通事故的發(fā)生率。在未來，我們還要不斷優(yōu)化電子控制系統(tǒng)，提高城軌交通本身以及運行的質量，推動城軌交通行業(yè)又好又快發(fā)展。