文/周金虎

SS9G型電力機(jī)車是原鐵道部組織開發(fā)的六軸干線客運(yùn)電力機(jī)車，它主要用于牽引時(shí)速160公里的準(zhǔn)高速旅客列車，其研制目的是通過加大機(jī)車的牽引功率，提升機(jī)車牽引力，以滿足部分大坡度線路的旅客列車提速需求。但是SS9G型電力機(jī)車的列車供電系統(tǒng)存在功能單一、控制精度低、信息化程度薄弱、器件停產(chǎn)等缺點(diǎn)，車型逐步開始老化。為了對(duì)現(xiàn)有時(shí)速160公里客運(yùn)電力機(jī)車進(jìn)行升級(jí)換代，電力機(jī)車制造企業(yè)開始著手研制新型時(shí)速160公里級(jí)別的交流傳動(dòng)電力機(jī)車，保障客運(yùn)列車的進(jìn)一步提速需求。

為此，中車大連機(jī)車車輛有限公司開發(fā)了HXD3D型交流傳動(dòng)客運(yùn)電力機(jī)車，其最大持續(xù)運(yùn)營速度為160km/h，為目前國內(nèi)運(yùn)營速度最高的客運(yùn)機(jī)車之一。HXD3D型電力機(jī)車的出現(xiàn)，緩解了鐵路系統(tǒng)準(zhǔn)高速機(jī)車運(yùn)用的緊張狀況，填補(bǔ)了中國交流傳動(dòng)大功率機(jī)車在準(zhǔn)高速范圍內(nèi)運(yùn)用的空白。

HXD3D型電力機(jī)車列車供電系統(tǒng)為大幅提高運(yùn)用質(zhì)量，對(duì)其核心的列車供電控制系統(tǒng)進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，以滿足機(jī)車裝備的技術(shù)進(jìn)步需要。

定理2 若定理1得證且公式φRNS.sec成立，則RNS協(xié)議具有機(jī)密性，其中φRNS.sec=Honest()(?)?(Has(Z,K))∧Z

1 解決思路

HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)充分吸收了SS9G型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，并在控制精度、可靠性和大數(shù)據(jù)等方面做了強(qiáng)化設(shè)計(jì)。

Ri (t)——單個(gè)子系統(tǒng)的可靠度。

圖1：串聯(lián)系統(tǒng)模型

2 技術(shù)特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)簡統(tǒng)

（3）特性控制、故障保護(hù)采用數(shù)字化整定，可根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行快速修訂。

列車供電系統(tǒng)的數(shù)字量邏輯信號(hào)從DIO插件輸入，經(jīng)DIO插件的信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)總線處理后送入主控插件的微機(jī)控制芯片，實(shí)現(xiàn)列車供電系統(tǒng)的相關(guān)邏輯控制。

選取2016年12月—2017年10月本院收治的急性心肌梗死PCI手術(shù)后合并焦慮情緒患者96例作為研究對(duì)象。采用隨機(jī)數(shù)表法，將其分為觀察組和對(duì)照組。其中，觀察組48例，男性25例，女性23例，年齡32～58歲，平均年齡（40.1±7.8）歲，體質(zhì)量為48～73 kg，平均體質(zhì)量（51.4±17.3）kg。對(duì)照組48例，男性27例，女性21例，年齡33～57歲，平均年齡（38.8±8.1）歲，體質(zhì)量為46～77 kg，平均體質(zhì)量（53.7±16.9）kg。本研究經(jīng)過倫理委員會(huì)審核通過，患者均簽署知情同意書。兩組在性別、年齡、平均體質(zhì)量等方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

（1）系統(tǒng)采用了兩套完全相同的控制子系統(tǒng)進(jìn)行冷備份冗余設(shè)計(jì)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；

主控插件的對(duì)外控制數(shù)字開關(guān)量通過并行數(shù)據(jù)總線送至DIO插件，并經(jīng)DIO插件完成電平轉(zhuǎn)換后再驅(qū)動(dòng)列車供電系統(tǒng)的中間繼電器、真空接觸器等開關(guān)類器件。

移栽之前要想盡一切辦法切實(shí)提高種植地的耕地質(zhì)量，要盡量做到水田平而泥不爛，為實(shí)現(xiàn)淺水插秧以及濕潤水漿管理創(chuàng)造良好條件。在移栽之前，首先向田內(nèi)灌入淺水，沉淀一夜后移栽幼苗。水稻移栽過程中，要嚴(yán)格按照水稻精確定量栽培技術(shù)中的基本苗定量以及植株科學(xué)配置要求，實(shí)行清水、拉線、淺條栽，插秧深度一般控制在2 cm，以保證插秧好，秧苗不倒為宜。低海拔雜交水稻種植區(qū)基本苗每畝控制在1萬叢，每叢栽植1棵秧苗。中海拔地區(qū)每畝基本苗維持在2萬叢，每叢栽植1棵幼苗。高海拔地區(qū)，每畝基本苗維持在2.0-3.3萬叢，每叢栽植2株幼苗[1]。

并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)隨著冗余子系統(tǒng)數(shù)量的增加，其系統(tǒng)的可靠度也越高。但是冗余的子系統(tǒng)越多，產(chǎn)品工程化設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜，產(chǎn)品的成本也會(huì)大幅上升，因此在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間進(jìn)行平衡，采取兩套冗余子系統(tǒng)較為合適。

一般情況下，在串聯(lián)系統(tǒng)中通過提高各功能模塊的可靠性，即可有效提高整體系統(tǒng)的可靠性。但是由于HXD3D型電力機(jī)車列車供電系統(tǒng)關(guān)系到旅客列車供電系統(tǒng)的安全性，因此高可靠性已成為考核列車供電控制系統(tǒng)的重要指標(biāo)。在各功能模塊可靠性做到極致的情況下，再進(jìn)一步提升整體系統(tǒng)可靠性已經(jīng)非常困難了，因此冗余設(shè)計(jì)成為了滿足連續(xù)性運(yùn)行要求、提高控制系統(tǒng)可靠性和可用性的首選手段。

圖2：并聯(lián)系統(tǒng)基本模型

與SS9G型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)相比，HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)的改進(jìn)點(diǎn)如下：

主控插件的高速微機(jī)系統(tǒng)采用了多重處理器架構(gòu)：主處理器采用了美國TI公司的專業(yè)數(shù)字信號(hào)處理芯片，它主要完成列車供電系統(tǒng)特性控制、系統(tǒng)級(jí)故障保護(hù)以及AMS數(shù)據(jù)總線的管理等功能；協(xié)處理器采用了具備RISC架構(gòu)的CPU芯片，優(yōu)化了人機(jī)接口功能，提供U盤數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、以太網(wǎng)通訊等功能；外圍處理器采用了美國賽靈思公司的現(xiàn)場可編程門陣列芯片，它主要完成插件內(nèi)部邏輯及外圍信號(hào)的采集與預(yù)處理，將多路模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后送主處理器進(jìn)行運(yùn)算。

（2）列車供電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化處理，可實(shí)時(shí)根據(jù)DC600V給定值與實(shí)際輸出電壓反饋值的偏差，進(jìn)行快速的PI調(diào)節(jié)計(jì)算，對(duì)被控對(duì)象（可控硅）觸發(fā)及導(dǎo)通更加精確；

HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)中，對(duì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能定義進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)由主控插件、脈沖觸發(fā)插件、DIO插件、電源變換插件、信號(hào)轉(zhuǎn)換插件等5個(gè)基本通用模塊組成，并采用冗余設(shè)計(jì)方式來提高系統(tǒng)可靠性，實(shí)現(xiàn)可控硅整流器的控制、列車供電系統(tǒng)的故障處置、列車供電系統(tǒng)輸出側(cè)保護(hù)、與機(jī)車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通訊等功能。

2.2 系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)

HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)由5個(gè)功能模塊組成，按照功能劃分符合串聯(lián)系統(tǒng)的定義，其基本模型如圖1所示。

保健目標(biāo)：預(yù)防初生乳豬腹瀉；增強(qiáng)仔豬體質(zhì)，提高成活率；預(yù)防細(xì)菌、病毒性的疾病發(fā)生；減少斷奶時(shí)的各種應(yīng)激；預(yù)防斷奶后腹瀉及呼吸系統(tǒng)疾病。

并聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為（圖2）：

式中：

在信息技術(shù)的支撐下，現(xiàn)代教學(xué)中學(xué)生和教師的關(guān)聯(lián)方式由樹狀轉(zhuǎn)變成了網(wǎng)狀，增進(jìn)了學(xué)生和老師之間以及學(xué)生之間與學(xué)習(xí)相關(guān)的信息流動(dòng)。課堂教學(xué)關(guān)注共同在場的情景下的學(xué)習(xí)過程，泛在的教學(xué)活動(dòng)作為課堂的延伸，可以更好地完成認(rèn)知與記憶。

Rs (t)——整體系統(tǒng)的可靠度；

監(jiān)管鏈認(rèn)證更是有效的保障木制品從源頭的森林到消費(fèi)者手里整個(gè)供應(yīng)過程的可追溯。這種可追溯性可以跟蹤到每根木材，也能保證消費(fèi)者購買的木制產(chǎn)品來自于可持續(xù)的森林管理。

主控插件完成PI調(diào)節(jié)器的運(yùn)算后，脈沖觸發(fā)插件根據(jù)其運(yùn)算結(jié)果，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的觸發(fā)脈沖列信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)列車供電系統(tǒng)的可控硅整流器。脈沖觸發(fā)插件采用現(xiàn)場可編程門陣列芯片構(gòu)建的微機(jī)控制系統(tǒng)，控制精度可精確至0.1毫秒，精確保障可控硅的觸發(fā)和導(dǎo)通。

HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

游客到景區(qū)游覽，普遍具有留下自身印記的傾向，比如最被人詬病的景區(qū)不文明行為——“亂涂亂畫”，尤其是“某某某到此一游”，可以說在大部分景區(qū)普遍存在，對(duì)此，不能不能一概批判，而應(yīng)正視景區(qū)旅游者自身的特征，可以說，由于多數(shù)旅游景區(qū)對(duì)于游客而言，是“一期一會(huì)”，一輩子只有一次，所以，通過拍照、刻字、留下紀(jì)念物等方式留下印記，是可以理解的，當(dāng)景區(qū)不能提供此類留下印記的機(jī)會(huì)，并沒有有意識(shí)的引導(dǎo)，那么自然就會(huì)導(dǎo)致游客的內(nèi)在需求得不到滿足，而產(chǎn)生被動(dòng)的不文明行為，這種行為因旅游景區(qū)的不作為而得到強(qiáng)化。

（1）對(duì)系統(tǒng)中可靠性指標(biāo)影響較大的功能模塊都采取冗余設(shè)計(jì)的手段，避免因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的偶發(fā)故障而造成整個(gè)列車供電系統(tǒng)停止工作。

（2）電源供電是整個(gè)控制系統(tǒng)得以正常工作的動(dòng)力源泉，一旦故障后果不堪設(shè)想，因此也對(duì)電源變換插件進(jìn)行了冗余備份。

2.3 大數(shù)據(jù)通訊

SS9G型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)由于信息化能力弱，對(duì)外提供的數(shù)據(jù)信息非常少，僅傳送了電壓、電流和過壓、過流等故障信息，通信速率慢，僅為19.2kbps。而HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)可提供輸入/輸出電壓、輸入/輸出電流、對(duì)地半電壓、接觸器狀態(tài)、熔斷器狀態(tài)以及二十幾中系統(tǒng)診斷的故障信息，并在司機(jī)室顯示屏用動(dòng)畫顯示列車供電系統(tǒng)的狀態(tài)信息，人機(jī)交互界面友好。

3 結(jié)束語

HXD3D型電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)已在中國鐵路總公司下屬的沈陽局集團(tuán)有限公司、北京局集團(tuán)有限公司、西安局集團(tuán)有限公司等投入運(yùn)用。我國京哈、京廣等干線鐵路上的DC600V列車供電系統(tǒng)均使用了此套控制系統(tǒng)，其高可靠性充分滿足了旅客列車供電系統(tǒng)的要求，累計(jì)創(chuàng)造產(chǎn)值上億元。由于減少了各站段的日常維修工作量，降低了現(xiàn)場工人的檢修作業(yè)強(qiáng)度，因此該產(chǎn)品具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。