朱博 張洪波 吳喆

摘要：對于CRH型動車組而言，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)十分重要，不僅與列車安全運行有關(guān)，還影響著檢修工作的有序開展。對此，筆者從CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)總線出發(fā)，就其網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作了比較分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：CRH型動車組;網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng);節(jié)能措施

CRH型動車組的投運極大的促進了我國高鐵行業(yè)的發(fā)展，但因其應(yīng)用的是動力分散方式，使得列車信息傳遞與實時控制變得愈加重要?？紤]到通信網(wǎng)絡(luò)作為達成這一目標的主要途徑，所以在此就CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)展開研究，以期為列車的運營和檢修提供有力支持。

一、CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)總線分析

我國當下的CRH型動車組包括CRH1、CRH2、CRH3、CRH5等系列，由于系統(tǒng)設(shè)計與制造廠家不同，致使其網(wǎng)絡(luò)總線形式與網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有所差異，加之通信網(wǎng)絡(luò)的作用在于對列車制動、牽引、輔助系統(tǒng)等車載設(shè)備進行集中監(jiān)控，經(jīng)數(shù)據(jù)收集和傳輸與地面實時通信，進而服務(wù)于列車的使用和檢修，故網(wǎng)絡(luò)總線的選用也是不容忽視的。

具體而言，我國CRH型動車組采用的通信網(wǎng)絡(luò)總線包括TCN、ARC-NET以及CAN三種類型，而且各有各的工作特性。如CRH1、CRH3、CRH5網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用的是TCN標準（分層結(jié)構(gòu)見圖1），通常每節(jié)車輛設(shè)置一個節(jié)點，經(jīng)節(jié)點實現(xiàn)車輛總線與列車總線的連接，并分別經(jīng)TCN中的MVB和WTB傳輸信息，不過兩者均是基于集中控制與周期性預(yù)分配的主從方式訪問控制總線介質(zhì)。TCN總線一般采用光纖、雙絞線等傳輸介質(zhì)，實時響應(yīng)一般，且數(shù)據(jù)傳輸時間會受到介質(zhì)電氣長度、數(shù)據(jù)長度、中繼器數(shù)量等的影響[1]。CRH2動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)則是以ARC-NET為基礎(chǔ)， 該現(xiàn)場總線采用的是令牌傳遞協(xié)議，因通過節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)加以輪流之配，所以總線站是平等的。同時在網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)方面有光纖、雙絞線、同軸電纜可供選擇，接線方案也較為靈活，能夠自動重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化，因此總線利用率相對較高。CRH5網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)還涉及了CAN總線，不僅支持總線拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)多，而且CSMA/CA方式自帶優(yōu)先級機制，傳輸斷針優(yōu)于MVB，主要適用于低重要性、低網(wǎng)絡(luò)要求的設(shè)備。

二、CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

雖然CRH型動車組均為8輛編組，但其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相差較大，如CRH1為5動3拖，CRH2和CRH3為4動4拖，CRH5為5動3拖，且具體的動拖單元構(gòu)成和連接順序也是不盡相同，如此一來，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也隨之改變。

1.不同CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特點

CRH1網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)包括3個MVB通信總線段，分別經(jīng)GW與WTB總線連接實現(xiàn)通信，當Mc車司機室啟動后其上與其它GW經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動配置后分別為主控制器和從控制器。其中區(qū)段內(nèi)部TC CCU可對所有模塊加以監(jiān)視和控制，AXS CCU的作用則是遠程無線通信以及服務(wù)以太網(wǎng)。不過MVB區(qū)段并非完全獨立，需經(jīng)冗余MVB總線排除單一故障影響的風險，并獨立設(shè)有控制牽引設(shè)備的MVB總線，實現(xiàn)LMC、MCM、ACM等單元的信息傳輸。

CRH2網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要包括頭車各1臺的信息中央裝置和8臺信息終端裝置，以及監(jiān)控器、顯示控制器、IC卡讀寫裝置等部分，其中中央裝置可用于管理列車信息和傳輸數(shù)據(jù)，終端裝置則負責車載設(shè)備之間的信息傳輸。同時采用列車與車輛2級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即基于光纖的ARC-NET雙重環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和基于雙絞線的自我診斷傳輸網(wǎng)，這樣的話，即使一個環(huán)路方向未檢測到應(yīng)答也會經(jīng)另一方向完成信息發(fā)送，進而規(guī)避故障點，同時出現(xiàn)環(huán)路故障時可經(jīng)自我診斷網(wǎng)單向傳輸信息[2]。

CRH3網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分別經(jīng)MVB和MTB建立車輛級總線和列車級總線，且均設(shè)計的是屏蔽雙絞線和兩路冗余，配以MVB總線的主鏈結(jié)構(gòu)和中繼器實現(xiàn)分支段與主鏈的連接。如果某個設(shè)備因出現(xiàn)故障一般不會對其他設(shè)備通信造成影響，但若傳輸介質(zhì)異常則會影響其他設(shè)備的正常通信。

CRH5網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的2個網(wǎng)絡(luò)單位對稱，其中WG的作用是完成節(jié)點協(xié)議的轉(zhuǎn)換和動力單元的信息傳輸，并要求結(jié)合線路長度或設(shè)備數(shù)量經(jīng)中繼器延長MVB總線。同時基于設(shè)備功能設(shè)置的A、B、C三類MVB總線，可分別進行一般信號、牽引信號、制動信號的傳輸和控制，CAN總線還能對車輛充電器、廁所單元、軸溫檢測單元等提供信息傳輸支持。置于中繼器、MPU、RIOM等進行完全冗余設(shè)計的基礎(chǔ)上設(shè)置熱備方式，及時某一設(shè)備出現(xiàn)故障也不會影響其他設(shè)備，不過傳輸介質(zhì)故障則易擴大故障范圍。

2.不同CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的比較

相對而言，CRH1、CRH2、CRH3網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有較高的可靠性，每個網(wǎng)段寬帶占用率較高，且制動系統(tǒng)非獨立成網(wǎng)，而CRH5可靠性較低，占用率低，制動系統(tǒng)獨立成網(wǎng)，不過在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點上CRH2較為復(fù)雜，其他層次清晰?？梢?，不同CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有著各自的利弊。

結(jié)束語：

總之，CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不可小覷，在總體結(jié)構(gòu)、列車總線、車輛總線等多方面均有不同，而且各有自己的優(yōu)勢和不足，因此在以后的研究中還應(yīng)加強技術(shù)創(chuàng)新，切實優(yōu)化CRH型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。

參考文獻：

[1]譚驥.CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障診斷研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（07）：69.

[2]李忠喜.基于TCN的CRH5型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)淺析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（03）：24.