CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障診斷研究

劉峰+秦協(xié)安

摘要：故障診斷系統(tǒng)是動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)，是其重要的一個組成部分。作為動車運行的安全保障體系之一，故障診斷系統(tǒng)的性能好壞決定著動車的安全性能，具有極大的研究價值。基于CRH2型動車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，本文簡要介紹了CRH2型動車組的車輛故障診斷系統(tǒng)，然后對動車組故障診斷系統(tǒng)的組成、任務(wù)、診斷方法及診斷結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步研究。

關(guān)鍵詞：CRH2型動車組；網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；故障診斷

列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是列車的“大腦”和“中樞神經(jīng)”，是列車的核心控制系統(tǒng)之一

[1]。目前國內(nèi)外典型的高速列車用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要有西門子公司的SIBAS系統(tǒng)，龐巴迪公司的MICAS、MITRACs系統(tǒng)，阿爾斯通公司的AGATE系統(tǒng)，以及三菱公司的TIS網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)等[2]。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)載客運行的動車組（EMU）中，CRH2型動車組占有較大的份額。CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是采用三菱公司基于ANSI/ATA-878.1（ARCNET）協(xié)議開發(fā)的TIS（Train Information System）系統(tǒng)[2]。基于CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，本文將對CRH2型動車組的故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行研究。

一、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)簡介

CRH2型動車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要由列車信息中央裝置（中央裝置）、列車信息終端裝置（終端裝置）、顯示控制裝置（顯控）、車輛信息顯示器、和通信設(shè)備等硬件單元組成。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，中央裝置及其相關(guān)設(shè)備處于兩個頭車，終端裝置及其相關(guān)設(shè)備則搭載于每個車廂，提升了整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有傳輸控制指令、實時監(jiān)控狀態(tài)數(shù)據(jù)（故障信息、狀態(tài)信息）、記錄和跟蹤數(shù)據(jù)（記錄故障，跟蹤故障前后設(shè)備的環(huán)境變化）三大功能。它采用兩級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行通信。上層網(wǎng)絡(luò)為“列車級”通信網(wǎng)絡(luò)。下層網(wǎng)絡(luò)為“車輛級”通信網(wǎng)絡(luò)。

二、故障診斷系統(tǒng)

CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)將故障診斷系統(tǒng)分為四個部分，分別是模擬故障，故障檢測，故障顯示，故障記錄。

1、模擬故障。故障診斷系統(tǒng)具有觸發(fā)模擬故障的功能。模擬故障功能是指操作人員能在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的顯示器上進(jìn)行相應(yīng)的操作來模擬一個故障，用來觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)本身或者相連接的真實子設(shè)備的故障。模擬故障的目的是：（1）模擬故障顯示，以確定在發(fā)生了設(shè)備故障而故障沒有顯示時，是設(shè)備的傳輸問題還是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)自身的問題；（2）模擬故障記錄，當(dāng)需要設(shè)備的跟蹤故障數(shù)據(jù)時，可以模擬一個跟蹤故障來觸發(fā)跟蹤故障數(shù)據(jù)記錄，記錄完成后，將跟蹤故障數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。故障診斷系統(tǒng)的模擬故障功能可使目標(biāo)設(shè)備快速的產(chǎn)生相應(yīng)代號的模擬故障，不需要目標(biāo)設(shè)備的真實故障，無需繁瑣的、甚至是不安全的操作，也無需其它的工裝設(shè)備的幫助，可以大大降低故障診斷的設(shè)備和時間成本，極大的提高故障診斷的效率，保障設(shè)備和人員的安全。

2、故障檢測。CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對車載設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)裝置自身進(jìn)行故障檢測，并將故障檢測的結(jié)果記錄在非易失性的RAM當(dāng)中。CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，故障檢測具有特異性。不同的設(shè)備會有不同的故障類型及代號，同一種故障會產(chǎn)生于不同車輛的設(shè)備，這與故障檢測的特異性故障檢測邏輯相關(guān)。在CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)中，每個故障的檢測邏輯可以根據(jù)實際情況的需要進(jìn)行變更。

3、故障顯示。故障顯示是故障檢測所觸發(fā)的結(jié)果之一，需要中央及終端裝置對故障信息進(jìn)行檢測和處理，通過顯示控制裝置進(jìn)行驅(qū)動，在顯示裝置上進(jìn)行顯示。CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)中，每個故障都具有其特定的顯示屬性。根據(jù)在顯示器上顯示的界面的不同，又分為出庫故障、運行故障以及列車員（乘務(wù)員）故障，當(dāng)這些故障發(fā)生時，會分別在出庫界面、運行界面以及列車員界面進(jìn)行顯示。一些故障的顯示屬性是固定的，它們僅是運行故障、出庫故障及列車員故障的一種，但也有一些故障的顯示屬性不是單一的，它們可能同時屬于上述三種故障，或者是其中兩種故障的組合，這樣，當(dāng)這些故障發(fā)生時，會同時在不同類型的界面進(jìn)行顯示，有利于故障報警的及時發(fā)現(xiàn)及處理。

在CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)中，每個故障的顯示屬性可以根據(jù)實際情況的需要進(jìn)行變更。

4、故障記錄。故障記錄，是故障檢測所觸發(fā)的結(jié)果之一，具有黑匣子的效果，有助于故障的追蹤及分析。故障為分布式記錄，記錄于發(fā)生了故障的車廂的中央或者終端裝置的非易失性RAM中，且每個故障都具有其特定的記錄屬性。記錄屬性可分為PR（打印記錄）和PL（繪圖跟蹤）兩種。PR故障又稱普通故障，只記錄故障發(fā)生時刻的環(huán)境變量；PL故障又稱跟蹤故障，記錄故障發(fā)生前7秒后3秒的環(huán)境變量。PR故障和PL故障均采用先進(jìn)先出的記錄方式。PR故障記錄可以記錄最后發(fā)生的100條故障信息，超出范圍時，最新發(fā)生的故障會覆蓋最先記錄的故障，以保障故障信息的時效性。PL故障記錄一共分4個記錄組，且每個組的緩存只能容納3個PL故障，第一條會被永久記錄，后面兩條記錄會被覆蓋更新。

三、結(jié)語

本文基于CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，對其故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究，介紹了故障診斷系統(tǒng)的組成、功能、及診斷方法，為CRH2型動車組網(wǎng)絡(luò)的故障診斷系統(tǒng)的深入了解及改進(jìn)提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉洋，李常賢.大連快軌3號線列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)[J].機車電傳動，2015（6）：67-71

[2] 劉先愷.CRH2型200km/h動車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)[J].機車電傳動，2008（6）.

[3] 崔虎山，王遠(yuǎn)霏.動車組車輛故障診斷系統(tǒng)分析與應(yīng)用[C].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012（25）.endprint