列車網絡控制系統在低地板有軌電車中的應用

張曉雨

摘要：在當前社會發展的過程中，對環保的重視在不斷的提升，低地板有軌電車的使用數量在不斷的增加，通過列車網絡控制系統能保證低地板有軌電車的穩定運行。

關鍵詞：列車網絡;低地板有軌電車;應用

1.前言

100%低地板電車的優點是成本低，并且節能。100%低地板有軌電車網絡系統作為核心系統，適用于特殊環境下低地板有軌電車的工業控制計算機局域網，一個全面的監視系統，可對牽引系統，制動系統，輔助系統，車門控制單元，空調控制單元以及廣播系統進行全面的控制，對低地板有軌電車狀態監視以及對其在運行過程中出現故障進行診斷。

2列車網絡控制系統功能

低地板有軌電車網絡控制系統主要由兩個輔助功能，一個是駕駛輔助，另一個是維修輔助，通過這兩個系統能有效的幫助駕駛員對列車系統進行準確的維護，通過有效的維護，減少列車的故障時間，提升列車的運行效率。

2.1狀態顯示

需要清晰，準確地查看列車，子系統和關鍵設備的狀態。狀態顯示主要包括列車方向，牽引輔助狀態，制動狀態，通風狀態和門狀態。確保正確顯示每個重要設備的狀態，并盡可能準確地反映該設備的實際操作狀態，以便駕駛員能夠采取適當的措施，保證列車的運行安全。

2.2故障顯示

故障指示包括故障診斷。這種類型的故障診斷顯示在人機界面上，可幫助低地板電車司機識別故障。大可不必在最小的可更換單元中定義這種類型的故障。主要目的是方便和指導駕駛員的操作和緊急程序，這很方便。駕駛員和調度員做出決定。在多因素故障的情況下，列車的網絡控制系統需要盡可能清楚地了解具體原因。例如，斷開開關可以被打開，并且可以清楚地指示駕駛員是否由于故障或人為因素而被打開。

2.3人機界面要求

在人機界面中盡可能少的使用鮮亮的顏色，一般情況下，在圖標選擇的過程中，盡量使用比較簡潔的圖案，一般在人機界面設計的過程中都會有暗室的設計，并使用紅色，橙色和黃色來表示故障。如果沒有故障時，不使用醒目的顏色作為故障的顏色，并且不要通過顏色差遮擋駕駛員或操作員的視線。

2.4控制功能

通常情況下，低地板電車內的空間比較緊湊，在列車設備安裝的過程中盡量選擇少的設備，通過列車的網絡控制，從而減少了布線和繼電器，就能減少列車運行過程中的部分設備，在控制系統中，可以將部分控制開關用智能觸摸屏進行替代，這樣駕駛室內的使用的按鈕就會減少，提升列車智能化控制水平，對于霧燈按鈕，照明開關，雨刮器開關，駕駛員車窗除霜按鈕，乘客艙空調設置按鈕等必要的按鈕，在設計的過程中可以根據需要縮小按鈕，減少空間的使用。

在列車運行的過程中，在保證列車運行安全的前提下，還對列車在運行過程中可能會出現的故障，以及出現故障后的處理程序進行了設計，并且在實現基于故障安全原則的控制的同時實現了列車網絡控制。在列車運行的過程中對網絡控制的各種命令要確保列車的運行安全，一旦在運行過程中出現故障，必須對應緊急處理的應急程序和按鈕。

在低地板有軌電車運行的過程中，如果列車運行的方向和控制系統傳遞的方向不一致或傳輸信號出現故障時，會有緊急信號來提示駕駛人員，駕駛人員必須對故障進行及時的判斷，保證列車能安全運行。從而使駕駛員和維護人員有時間找到故障原因并盡快修理列車。列車網絡控制系統收集并診斷牽引制動命令，并將其發送到牽引和制動控制單元以執行命令。當列車網絡控制系統檢測到同時啟動了牽引制動命令時，它將自動施加硬制動來停止列車，并通知駕駛員安全停止是由錯誤的牽引制動命令引起的[1]。通常，當駕駛員或維修人員按下拖把手柄時，將激活拖曳允許命令，并且拖曳轉換器執行拖曳跳閘條件。在異常情況下，駕駛員或維修人員按下拖把手柄，而拖曳轉換器不執行拖曳條件。這時，列車網絡控制系統可以迅速將拖車許可證無效的具體原因（車門未鎖，制動系統不工作等）通知駕駛員或維修人員。

3.系統性能

3.1冗余設計與故障運行能力

為確保在發生故障的情況下提高后續列車的可靠性，列車網絡控制系統采用各種措施來避免發生故障的列車停止。主要包括：

3.1.1列車主要使用以太網通信方法與所有子系統進行通信。列車控制模塊EGWM-L，牽引力，制動系統，黑匣子，G300IO底盤等主要設備同時形成MVB網絡。如果以太網通信出現問題，則將MVB網絡用作備用控件，以說明列車在使用過程中的可靠性和可用性。

3.1.2列車以太網骨干網使用交換機形成環形網絡連接

列車在運行過程中子系統故障不會影響其他系統。本地開關的故障不會影響其他車輛上設備的正常運行，也不會影響列車，從而大大提高了列車的利用率。

3.1.3列車MVB總線使用雙通道冗余，如果一條通信線路運行過程中發生故障，它可以將自動切換到另一條通信線路。

3.1.4EGWM-L熱備用冗余：在正常情況下，兩個EGWM-L通過基礎協議芯片爭用機制，一個EGWM-L作為總線管理主設備，另一個EGWM-L備份。自動選擇L作為備用主機。如果L發生故障，則備用EGWM-L接管為主EGWM-L，并執行所有總線管理和控制功能。

3.1.5列車事件記錄模塊EDRM-L采用雙模塊熱備冗余。兩臺設備同時記錄相同的數據。一個人的故障不會影響列車的關鍵信號和故障記錄。這樣可以改善故障冗余并有助于維護。故障分析提供可靠的數據支持。

3.1.6 HMI發生故障時，駕駛員可以通過另一個HMI監視列車，這不會影響列車的運行并提高列車的可用性。

3.1.7列車硬線充當網絡控制系統的備用。

3.2故障診斷及顯示

車載故障診斷是列車網絡控制系統的重要功能，也是列車網絡控制系統高可靠性的重要組成部分。這樣就完成了各種車輛部件的故障數據的收集、分析、存儲和顯示。故障信息通過顯示屏顯示在駕駛員平臺上，并通過維護工具上傳到地面維護和服務系統，以進行長期存儲和詳細的地面分析[2]。列車網絡控制系統診斷程序可幫助駕駛員和維護人員進行工作。如果發生故障，它可以幫助駕駛員采取適當的措施，并使維護人員更容易發現并解決故障。如果列車發生故障，它將以純文本消息的形式顯示在顯示屏的駕駛員處。每個明文消息都分配有一個故障代碼，并根據不同的故障類別執行故障評估。故障類別和純文本信息顯示在顯示界面上。此外，駕駛員還可以從顯示屏上獲得必要的操作說明。

3.3列車控制功能

列車網絡控制系統的主要功能之一是通過整合車輛的運行狀態和每個設備的運行狀態來控制車輛。列車網絡控制系統對接收到的數據進行邏輯處理，并輸出相關的控制命令。列車網絡控制系統可以提供諸如牽引制動控制，制動管理和輔助負載管理等功能。以制動系統管理為例，列車網絡控制系統根據來自駕駛室的操作說明，協調電制動系統和制動系統，以在各種制動條件下完成列車的制動。尤其是在空氣制動系統和電動制動系統的混合階段，列車網絡系統通過分配和管理總制動力，提高制動效率和改進基本制動系統，減少了電動制動系統和制動系統之間的信息交互時間。避免車輪制動磨損。

4.結束語

綜上所述，在當前低地板電車運行的過程中，通過列車網絡控制系統能確保列車的穩定運行，通過自動控制系統能發現列車運行的過程中存在的問題，保證列車運行的安全。

參考文獻

[1]苗彥英.低地板有軌電車車輛技術特征[J].城市交通，2019（4）：39-43.

[2]朱琴躍.列車通信網絡實時性理論與方法研究[D].上海：同濟大學交通運輸工程學院，2018