軌道交通車輛網絡綜合試驗臺的設計與應用

高 雪，王云飛，高樂樂

（中車青島四方機車車輛股份有限公司，青島 266000）

隨著現代軌道交通工具的蓬勃發展，動車組、地鐵車輛的網絡控制系統越來越凸現出其重要地位，但是由于目前國內列車網絡的試驗臺大部分停留在能夠進行簡單的信號的輸入、輸出，僅僅能夠檢測通訊網絡的部分功能，大部分的網絡功能僅能靠在現車進行調試檢驗，費時費力，可靠性差。為解決該問題，建立了一套可實現對車輛模擬仿真、試驗及連調工作的軌道交通車輛網絡綜合試驗臺。

1 網絡綜合試驗臺的設計

1.1 試驗原理

本試驗臺是利用建模將真實列車網絡控制系統發出的信號，經過采集整理后交給仿真試驗臺計算機，計算機按照建模仿真子系統程序，對信號進行處理后，把返回的信號傳遞給仿真試驗臺的輸出端口，反饋給網絡控制系統，實現列車通訊網絡控制系統所連接設備的模擬仿真，最終實現了對車輛的模擬仿真、試驗及連調工作。

1.2 總體設計

整個試驗臺平面布局圖見圖1：

圖1 試驗臺布局圖

如圖1中，該試驗臺從功能上分為硬件檢測、試驗臺，仿真試驗臺、常用電脈沖、浪涌施加試驗臺以及對外接線箱四部分。

1.2.1 硬件檢測、試驗臺

由臺面、計算機、網絡線、檢測儀、電流環、電源等組成。此部分試驗臺共包括兩個試驗臺面，常用輸入輸出試驗臺，常用通訊接口試驗臺，負責進行硬件設備的輸入、輸出、常見通訊接口等硬件的檢測。

1.2.2 仿真試驗臺

由臺面、計算機、網絡線、開關量/模擬量輸入/輸出、電源等組成。此部分試驗臺共包括四個試驗臺面和一個總服務器，每個試驗臺面可以單獨對設備進行仿真試驗，也可以在服務器的統一調度下進行聯合的仿真試驗。實現的功能包括：

（1）編程、檢測、記錄實現開關量、模擬量、頻率量、通訊接口的仿真輸入/輸出。

（2）實現設備的仿真，對檢測設備的動作做出相應的反應。

（3）向服務器、公共顯示屏傳送實驗數據、接受服務器的統一調度下進行聯合試驗。

1.2.3 常用電脈沖、浪涌施加試驗臺

由臺面、計算機、電脈沖/浪涌施加設備、電源構成。實現常用的電脈沖、浪涌的施加、檢測。

可實現的功能包括：

（1）對單獨的設備進行電脈沖群、浪涌試驗。

（2）在設備進行仿真時施加常見干擾。

（3）向服務器、公共顯示屏傳送實驗數據、接受服務器的統一調度下進行聯合試驗。

1.2.4 對外接線箱

由光纖、以太網線及各類電線組成，實現對網絡試驗臺外部接線的過渡連接，實現聯調聯試試驗情況下的對被試車輛的控制。

1.2.5 公用的試驗設備、儀器等

由公共電源、配電柜，公共數據、調度服務器，試驗儀器，工具等組成，負責供給電源、傳輸等。

2 網絡綜合試驗臺的應用

在真實的列車上，配電盤、牽引、制動等設備與列車網絡控制系統通過數據等信號的傳遞來進行系統的現車在線調試，現通過搭建的網絡綜合試驗臺實現了非現車便可調試的功能，如圖2為列車試驗框圖。

圖2 列車試驗框圖

截止目前，此試驗臺已在動車組系列、地鐵系列、輕軌系列等10多個軌道交通車輛上得以運用。

3 結束語

目前搭建的軌道交通列車網絡綜合試驗臺，從真正意義上已實現了列車網絡網關、車輛控制單元及智能顯示單元等的程序編制開發和調試工作；實現了列車通訊網絡各硬件功能的檢測工作；實現了列車通訊網絡控制邏輯的仿真；實現了列車通訊網絡控制系統的在線調試及地面聯合調試，滿足列車試制研究和批量生產出廠試驗的要求。

[1] 張元林.列車控制網絡技術的現狀與發展趨勢[J].電力機車與城軌車輛，2006，29（4）：1-4，26.