试论高速动车组网络控制系统及故障分析

试论高速动车组网络控制系统及故障分析

张艳明

中车长春轨道客车股份有限公司

【摘要】随着我国城市化进程的不断推进，动车组的建设已在大部分的城市中铺设和执行，科学技术的发展让动车组的网络控制系统日趋完善，动车组故障诊断部分也是动车组网络控制系统中不可或缺的环节之一，不尽关乎动车本身的实用性，还会对动车组未来的发展产生重大影响，因此文章将会从动车组的网络控制系统及其故障诊断等方面进行探讨，为今后交通技术的发展提供相关参考。

【关键词】动车组；网络控制；故障诊断；系统研究

0引言

动车组网络系统是由监测、控制以及诊断系统组成，承担了动车组在形式过程中包括制动和牵引等行为的指令传送，同时会将动车组的一系列行为中出现的问题和状态进行记录并诊断。网络技术的加入让动车组的车载系统可以在传输信息的过程中降低成本的同时提高其系统的有效性，计算机设备的重量相比传统设备来说也降低的动车组本身的负重，对于提高动车组的极限速度也有一定积极影响。同时动车组的安全性能也是社会各界和行业部门关注的焦点，而其中较为重要的子系统则是动车组的故障诊断，不仅可以对于动车组的故障进行系列的模拟检测，还能将动车组的一系列行为记录下来予以显示，保障相关的技术人员能够在了解动车组全部行为的情况下，将故障的位置准确找出，并且快速肩胛骨故障进行排除。

一、动车组网络控制系统的分析

对于动车组来说，网络控制系统是其中最为重要的组成部分之一，网络控制系统的构成复杂，包括信息输出模块、事件记录设备、网关单元、二层级别的网管型太网交换机、三层级别的网管交换机、人机交互单元和网关的接口单元。作为主控作用的网关处理单元主要负责的是动车组的控制、监视和故障诊断，任何动车组承载的网络系统都会连接主处理单元，并于之交换信息、保持通信、完善数据。而且主处理单元的管理还包括了动车组舒适线方面的信号系统，对于动车组上的空调、门栓级厕所等乘客相关的辅助系统控制有着重要作用。远程信息输出单元会对列车数字量和模拟量的信号进行集中采集并将之输出给主处理系统做出交互，实际的功能性模块还需要从动车组的真实情况出发和考虑，以满足列车对于网络系统整体性功能的设计和信息需求。动车组网络控制系统还包括监视器和高压控制单元，便于对列车的状态信息和基本数据进行监视和储存，还能保障电路电流的高压保护，实现平衡处理以及谐波电流检测等行为。

二、动车组故障诊断的分析

故障诊断属于动车组网络控制系统的主要功能，其包含四个部分，分别是故障模拟、故障检测、故障显示以及故障记录。故障模拟通常是有相关技术人员使用显示器进行操作完成的，通过故障模拟行为来进行设备或者系统故障的触发，一般情况下分为两种目的，首先是使用故障模拟的有无判断可以摸索出故障发生的位置或者因素，由系统触发或是设备等原因。其次还能通过对故障进行模拟后触发相关记录，在与网络控制系统进行数据交换之后完成获取故障数据的步骤。故障模拟通常不需要任何辅助工具的借助，因此对于技术人员的人身安全有着一定的保障作用，这也是信息化技术应用的具体优势。故障检测模块的作用不仅限于对于动车组车载设备情况的监测，还可以将设备出现的故障情况进行掌握并通过RAM 数据的形式进行保存。动车组设备的故障具有一定的针对性，故障检测模块会对不同设备的同一故障进行代号标记，全面提升列车故障的监测效率，降低判断偏差出现的几率和风险。在故障检测做完之后，故障诊断系统会启动驱动显示装置，将动车组设备出现的故障信息全面而完整的表达出来。

动车组故障诊断的过程中，不同设备在出现故障时必然会有差异性存在，故障显示模块可以将故障存在的差异性分门别类的显示出来，例如可以讲故障分为人员、运行、出库三种情况，而非单一式则会以任意两种或以上故障组合的形式存在，因此采取故障显示模块的作用非常大，不仅能够让工作人员快速发现故障的存在，还能体现出故障的实际特点，使之可以对于故障的情况进行具体问题具体分析的操作，更加具备实用性。动车组故障诊断在对故障发生是产生的数据和信息进行记录之后，还能对其故障发生的实际情况做出具体分析和持续追踪。一般情况下，动车组故障诊断在记录故障信息的过程会采取分布式为主要承载方式，其故障信息会包括车厢内外部以及相关的辅助装置等。在针对不同故障时系统会将分别 PR 和PL 两种类型进行记录和跟踪，PR针对的是故障发生时对动车组的影响，变量为环境情况的记录形式；PL故障则针对故障发生前后动车组的实际变化，时间约为10秒。虽然二者采取的都是先进先出的记录方式，但除了动车组故障信息的第一条能一直存在之外，故障信息能够自动更新，并对之前信息进行覆盖。

三、结语

综上所述，动车组网络控制系统及其故障诊断涉及到了列车行驶过程中的方方面面，也是各国在未来对于高速铁路研发过程中的重点项目。动车组的安全性和可靠性需要故障诊断系统进行维护和保障，而网络控制系统不仅限于对故障进行诊断，还会在降低列车安全风险的同时，全面提升动车组的综合性能，保障设备的完整和有效性的同时，使乘客也处于舒适的环境当中。

【参考文献】

【1】薛淑发，刘星生. 动车组车载故障诊断及远程数据传输系统分析及应用[J] . 工业技术与职业教育，2018，16(02) :20-21+66.

【2】于海波. 中国标准化动车组网络控制系统及故障诊断功能概述[A] . 中国智能交通协会. 第十二届中国智能交通年会大会论文集[C]. 中国智能交通协会: 中国智能交通协会，2017:6.