動車組網絡控制系統及技術分析

鄒榮

摘? 要：隨著我國交通運輸行業的快速發展，動車成為了當前人們出行方式的首要選擇，而加強動車組的網絡控制系統研究能夠確保列車的安全穩定運行。所以本文簡單介紹了動車組網絡控制系統的組成，同時深入說明了動車組網絡控制系統的功能性，最后對網絡控制系統技術的未來發展方向進行了分析，希望能夠對我國的軌道交通技術發展有所幫助。

關鍵詞：動車組;網絡控制系統;組成;功能;未來技術分析

1.前言

動車組的整體結構主要是由其控制、監測以及診斷系統所構成的，主要是負責對整個動車系統的指令進行傳輸以及分析，另外還要對動車設備進行實時監控與檢測，發現問題并進行有效解決。由于整個網絡控制系統的加入使得硬件傳輸系統大大減少，降低了車輛的自重，有效減少了因外界因素影響而造成動車的不穩定性。同樣該系統也可以為工作人員提供更加簡單便捷的系統操作，也有利于后期維修工作的順利開展。

2.動車組網絡控制系統組成

2.1主處理單元

主處理單元通常包含了對于列車的系統控制以及功能檢測等多個作用，可以實現和其他子系統之間的信息傳輸和交流功能，主處理單元能夠結合其所連接的不同線路分布，分為牽引主處理以及舒適主處理單元，前者主要是對MVB信號線和牽引線進行連接，對于主處理單元的功能性實現起到一定的輔助作用，后者主要是對信號線、舒適線和總線進行連接，通常其應用對象是空調、廁所、塞拉門等其他輔助系統。

2.2 TCN網關

TCN網關一般包含WTB接口以及MVB-EMD接口，主要是實現列車總線 WTB和車輛總線MVB兩者之間的信息傳輸和交流作用，同時確保線路網絡之間的實時性與穩定性，能夠使得整個網絡數據的分配更加科學合理。

2.3遠程輸入輸出模塊

遠程輸入輸出模塊主要是實現不同動車組之間各種信息模塊化的有效傳輸，對各種遠程信號實現有效管理，同時還會對數據進行二次處理后進行信息的交換，同時還會根據協議的不同來和主處理單元展開數據的傳輸，數據模塊化的有效應用能夠結合具體的需求來進行相應的配比，最終是為了滿足動車組穩定且高效的運行要求及標準。

2.4監視器（顯示屏）

監視器（顯示屏）內部安裝有windowsXP操作系統，能夠實現對MVB車輛總線上的各個子系統的實時狀態以及列車的運行數據及故障分析開展有效的數據監控及上報，另外還能夠根據情況的不同對于系統中的故障區域進行隔絕。

2.5高壓控制單元

高壓控制單元CLT能夠對于動車組中的高壓線路環節進行有效管理，主要包含了對于開關、能量、高壓保護以及電流不平衡等多個方面的有效控制作用。

3.動車組網絡控制系統功能

網絡控制系統可以被理解為整列車的中樞神經系統，能夠對整輛車的數據進行有效分析，同時還會發出相應的信息指令，確保整輛列車之間的協調配合與穩定運行，其監測功能還能使得列車內部一旦出現任何問題則進行快速的診斷和隔離，加大了人機交互的程度，使得操作人員能夠更好的把握動車組的安全性與可靠性，真正確保了整輛車的穩定運行。

3.1通信功能

動車組網絡控制系統通常采用滿足IEC61375規范標準的網絡通訊手段，一般分為列車和車輛兩條總線。列車總線通常為WTB，主要是進行各個單元之間的信息數據傳輸和共享。 車輛總線主要以MVB和CAN為主，目的在于能夠對牽引單元內部的設備進行連接，進而提高對單元內部設備的可控性，實時監控其運行狀態和故障問題。該系統可以有效進行網絡通訊功能，進而為整個處理系統提供實時可靠的數據信息，確保其整體運行的穩定性。

3.2控制功能

由于網絡通訊功能的有效應用，可以實現對列車內部多個系統的有效控制。而對于整個列車組其他系統的控制則主要是通過牽引系統的控制功能和接口來進行實現的，可以通過進行傳輸牽引系統的數據信息，來達到對整體牽引設備的有效隔離和恢復。網絡控制系統可以進行相關運行指令的有效發布。

3.3故障診斷功能

動車組列車網絡控制系統同時還具備優異的故障診斷功能，可以實現對于整個設備的運行狀態數據監測，及時發現內部潛在的故障和問題，從而更好的對其進行維修和保養;另外還能夠對關鍵的子系統及相關設備展開監測功能，幫助工作人員盡快排除各種隱患故障，另外還能夠對設備發生的故障問題相關數據進行記錄對比，以便于后期維修及保養人員能夠查詢，從而對其更好的進行調校;另外其還設置了傳輸端口，可以將數據傳輸到總控中心進行二次分析。

3.4人機交互功能

操作人員和技術人員都可以實時監測到整臺列車的運行狀況，進而能夠更好的觀測其狀態，發現其中潛在的問題類型，通過人工的對比以及和設備之間的參數交流，來確保故障的有效解決方案，最終使得整個控制系統更加穩定可靠。

4.網絡控制系統的發展方向

4.1多網融合技術

多網融合技術能夠進行多個總線之間的快速數據傳輸和交流功能，進而達到一種多網共用的現象，有著相對較高的穩定性。在整個網絡控制系統中以太網與MVB、CAN、TCN網關等多個網絡的通信技術研究是當前的發展重點對象。近些年來，多個國家都開展了對于多網融合技術的有效研究以及專利申請，一般來說，此類專利技術中的網絡架構主要應用于控制多個子系統，主要包含對于數字廣播、視頻監控、列車信息顯示、通信等多個系統的有效融合和控制。

4.2車輛冗余優化設計

現階段的列車組網絡控制系統在功能性方面表現仍然較為冗雜，這就造成各個部分可能發生較大的重疊，進而使得各種成本的投入有所增加。加強對車輛控制系統的優化能夠有效減少設備安裝，保障了成本，增強了整個系統的穩定性，使得整個列車的運行更加高效綠色，減少了不必要的車輛冗雜多余性功能。

4.3列車自動駕駛技術

現階段常見的列車由網絡控制系統一般采取超速防護功能，而對于自動駕駛技術的應用目前尚不成熟。但是在未來的發展中自動駕駛技術將會是主流發展技術，因為其能夠保障運行效率、減少人為因素產生的干擾等等，所以說目前很多國家都在加強對于列車自動駕駛技術的有效研究和應用。列車自動駕駛技術對于通信技術的要求較高，尤其是對于通信系統的實時控制和傳輸功能研究必不可少。

4.4無線通信新技術

現階段我國列車網絡控制系統中存在大量的子系統，不同系統之間的獨立運行往往會造成各個系統之間產生較大的干擾，進而使得整個列車的運行穩定性下降。通過研究無線通信新技術，能夠對相對獨立的各個通信系統進行資源的有效整合，從而不斷提高車載信息平臺的通信技術發展。利用信息通信技術可以實現人機交互以及自動駕駛技術，另外還能夠通過對車輛的有效評估來判斷做出指令，從而避免各種危險狀況的發生。無線通信技術能夠提升自身的抗干擾水平以及適應外界環境的能力，提高數據傳輸的穩定性。同時，無線通信技術還應該滿足列車在大空間范圍內高速移動狀況下的通信需要。

5.總結

動車組網絡控制系統相對來說比較復雜，且涉及到的影響因素較多，所以說也是當前研究的重點以及突破點。本文根據現有的動車組網絡控制系統開展了綜合而全面的分析，介紹了其內部組成成分以及各種網絡控制系統的功能，最后就其未來的技術發展方向給出了說明，無論是多網融合技術還是車輛冗雜優化設計，又或者是列車自動駕駛技術以及無線通信技術，都會給我國動車組網絡控制系統的發展帶來前所未有的機遇，因此希望相關工作者引起足夠的重視。

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