CRH3型动车组的列车通信网络系统研究

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:李北晔 丁莹
[导读] 摘要:CRH3是比较常见的动车组类型,各项基础功能已经相对完善,可以满足列车安全稳定运行需求,以及为旅客提供优质服务。
        (中车长春轨道客车股份有限公司  吉林长春  130062)
        摘要:CRH3是比较常见的动车组类型,各项基础功能已经相对完善,可以满足列车安全稳定运行需求,以及为旅客提供优质服务。列车通信网络系统是动车组的核心部分,直接影响着列车的安全性与可靠性,一直以来都是技术研究的要点。
        关键词:CRH3型动车组;列车通信网络;系统架构
        列车通信网络系统的功能能否正常发挥,对动车组列车的运行状态有着重大影响。通过列车通信网络系统可以实现所有车厢内不同车辆设备、传感器以及执行机构的可靠连通,并且还能够通过中央控制单元来实现列车的运行控制、制动控制以及速度控制,以及对列车设备进行动态检测,确保可以实时掌握列车实际状态,为列车安全可靠运行提供重要保障。
        一、动车组列车通信网络系统特点
        列车通信网络系统是动车组的重要组成部分,是一种面向控制、连接车载设备的数据通信系统,可以说是立车控制系统的核心。列车通信网络系统将各种功能集于一体,包括列车控制、故障检测与诊断以及旅客信息服务系统等,通过车载微机技术的支持,以网络为载体,实现列车不同系统之间的信息交互,以此来做到集散式监视、控制与管理所有车载设备,进一步提升了动车组列车控制系统的智能化、信息化以及网络化水平,可以为列车安全稳定运行提供更强保障。
        CRH3型动车组对应的是SIBAS 32列控系统,列车通信网络是以国际标准ICE61375为依据,包括多功能车辆总线与绞线式列车总线两种。通过列车通信网络系统,来将所有车厢的车载设备、传感器以及执行机构连通,构建列车级、车辆级以及设备级的三层控制网络[1]。CRH3型动车组列车共设置2个牵引单元,且分别包括多个设备和模块,并通过多功能车辆总线连接在一起,是得整组列车互相连通。以列车通信网络系统作为基础,可实现列车不同设备的同步控制与同步动作,以及实时监测设备状态,并对存在的故障进行诊断,及时将故障信息展示给司机,保证能够第一时间解决处理,避免突发事故的发生。
        二、CRH3型动车组列车通信网络系统分析
        1.列车通信网络系统架构
        1.1牵引单元
        CRH3型动车组采用的为8辆车编组模式,其中设置有2个牵引单元,各牵引单元内通过车辆总线来实现4辆车以及每个车厢内车内设备、传感器、执行机构的可靠连接,且牵引单元内各车的拓扑结构不发生变化[2]。列车的2个牵引单元是以列车总线的方式连接,车辆总线与列车总线通过网关来完成通信。图1为CRH3动车组列车编组示意图。
 
        图1 CRH3动车组列车编组示意图
        1.2通信网络总线
        CRH3型动车组应用的为SIBA 32列控系统,有多功能车辆总线与绞线式列车总线两种形式,均应用的为冗余设计方式,列车正常运行状态下,一条为工作状态,另一条则保持备用状态,如果工作总线出现异常可自动接替继续工作,确保不会影响到列车的正常运行,如图2所示。
 
        图2 列车总线冗余设计结构
        另外。CRH3型动车组列车的某些二级系统还应用了CAN总线,例如火灾报警与烟雾探测系统、车门控制单元以及电池充电机等。其中,火灾报警与烟雾探测系统基于CAN总线可实现光电感烟探测器与烟雾探测控制器的通信;车门控制单元内主门控制单元可基于CAN总线连接其他外门控制单元;电池充电机的两个控制模块也通过CAN总线实现连接。
        2.网络拓扑结构
        CRH3型动车组的2个牵引单元中每个车厢内均配置了多个网络系统组成部件,但是各车厢之间的配属情况有着较大差异。一个多功能车辆总线网段采用的为构架式网络结构,以多功能车辆总线为基础,可实现每个车厢内部不同网络设备以及其下属传感器与执行机构的串联[3]。并且,通过车厢内的多功能车辆总线中继器与连接同一牵引单元不同车厢的总线主干网连接。选择应用此种网络结构形式,可确保将故障隔离在某个车厢内,避免对其它车厢以及牵引单元造成不利影响。
        3.网络组成部件
        CRH3型动车组列车的不同车厢以及同一车厢不同位置均设置有网络系统的组成模块,并且以列车总线为基础,与车辆总线可靠连接,满足信息传递的要求,实现列车控制、监控以及故障诊断等功能。其中,CRH3型动车组所应用的SIBAS 32列车控制系统主要零部件包括列车控制与监视单元以及人机接口设备,或者也可以根据应用的总线不同,对各网络设备进行分类,例如多功能车辆总线对应的设备如牵引控制单元、中央控制单元、制动控制单元、人机显示接口以及旅客信息系统等。
        结束语:
        列车通信网络系统是保障动车组类车正常安全运行的关键模块,可以将其看作为核心进行研究分析,确定其系统架构和组成部件,掌握系统总线特征,为确保列车通信网络高效使用和维护提供支持。
        参考文献:
        [1] 颜秀珍.基于CRH3型动车组的列车通信网络系统构架分析[J].南方职业教育学刊,2018,8(02):104-109.
        [2] 杨文生.浅谈高速动车组通信网络与运行控制系统的设计[J].科技风,2012(13):218.
        [3] 沙淼,王伟,徐建波.CRH5型和CRH3型动车组列车网络控制系统的比较[J].铁道车辆,2012,50(01):25-27+48-49.
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