中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 063000
摘要：中国标准动车组在互联互通设计的基础上，通过地面网络通信一致性测试、地面互联互通测试及实车互联互通重联试验，对动车组互联互通功能和性能进行全面验证，实现了不同厂家生产的动车组互联互通运行。
关键词：中国标准；动车组建；互联互通
1 互联互通设计
不同厂家生产的动车组能够重联运营，即要求动车组实现互联、互通和互操作。
1.1 互联设计
互联指物理互联，是动车组互联互通的基础，2列动车组通过统一的前端车钩（含机械接口、气路接口、电气连接器）接口实现机械接口的连接；通过统一的过渡车钩实现机车与被救援中国标准动车组的机械连接，以及实现不同厂家、不同速度等级动车组与中国标准动车组之间的救援机械连接；通过统一的救援连接器可实现由救援车辆向被救援中国标准动车组提供DC 110 V电源，满足救援时控制、制动等应急负载用电。
1.2 互通设计
互通指控制互联，主要为网络控制指令、硬线控制指令、空气压力指令。采用统一的列车级网络初运行标准、通信协议、故障诊断代码规范，实现正常运行重联动车组的控制指令、状态信息的相互贯通；采用统一的列车级硬线控制电路、安全环路，实现重联动车组、相互救援动车组间的关键控制指令及安全监控回路的相互贯通；采用统一的BP救援转换装置，实现相互救援动车组制动指令互通。
互通是中国标准动车组互联互通的难点，也是地面测试的目标，互通包括底层通信和上层应用的互通。对于底层通信，除要求不同厂家采用相同通信类型及标准外，还需保障通信质量，所以需要进行网络一致性测试，主要包括物理信号、空载和重载时信号质量、数据帧检查等。对于上层应用，制定《时速350 km中国标准动车组列车级数据传送规范》《时速350 km中国标准动车组网络故障代码编制规则及故障代码》等，在数据通信层面定义了网络配置方式、列车级数据传输内容及格式；在控制功能层面定义了与互联互通相关的控制逻辑，包括司机室占用、方向管理、换端、运行模式管理、联挂、解编控制，以及列车网络系统与牵引系统、制动系统、高压系统、辅助系统、车门系统、空调系统、转向架监控系统等控制功能；在硬线控制方面定义了列车重联线及安全环等控制电路；在人机接口方面定义了与互联互通相关的8个司机屏主界面及故障代码编制规则，以保证主控动车组与重联动车组对其中每一字节、每一位传输含义理解一致，对列车指令响应一致，在此基础上通过地面互联互通测试验证并完善互通性能。
1.3 互操作设计
互操作是中国标准动车组互联互通的最终目标。采用统一的司乘操作布局、主要人机交互界面，实现司乘操作界面的互操作；采用统一的控制指令输出设备、操作方式，实现主要控制指令输出的互操作；采用统一的重联、救援、回送、调车、洗车等工作模式的功能定义、实现方式、操作流程，实现各种工作模式的互操作；采用统一的自动限速控制策略，实现重联动车组故障时的降级限速控制互操作。
2 网络通信一致性测试
列车网络通信一致性关系到所有与网络相关的子系统，由于网络设备来自不同厂家，为了保证设备的兼容性，建立互联互通一致性自动化测试平台对其进行测试。该平台将原有TCN测试方式通过标准的自动化测试平台实现，根据一致性测试标准通过程序，控制测试切换设备实现电路匹配，将测试设备和IUT组成规定的测试电路，根据测试项点对测试设备进行程控，将原有繁琐的测试条目集成到统一的平台软件上进行自动执行，提高了测试效率，减少了人为干扰误差，保证了测试精度和测试稳定性，并且增加了ESD相关测试、WTB接收器行为测试等项目，对TCN一致性测试标准的覆盖度进行了完善。TCN一致性测试平台主要包括人机交互层、测试执行层、测试设备层三部分。
人机交互层主要为测试管理软件；测试执行层为具体的测试执行软件，主要包括物理层测试、中继器测试和功能测试三部分；测试设备层为整个测试平台的硬件组成部分。
TCN一致性测试主要包括MVB网络及WTB网络一致性测试两方面。MVB网络及WTB网络一致性测试符合IEC 61375-3-2—2012及GB/T 28029.2—2011标准要求。
按照标准要求细化了测试方法及评价标准。以“MVB稳定性测试”为例，其测试原理见图6，TE通过200 m长网线与被测设备相连，配置好TE及被测设备端口、地址，进行200万帧通信，MVB分析仪持续监测通信状态，测试期间，被测设备A路、B路无丢帧情况，测试通过。
3 地面互联互通测试
为了在地面全面测试不同厂家生产的动车组互联互通性能，建立了中国标准动车组地面互联互通测试平台。该测试平台采用与实车相同的总线连接方式，将列车主要系统（如门系统、制动系统和牵引系统等）在功能系统软件仿真模型中集中实现，接入核心网络设备（如中央控制单元，列车显示屏等），其他被测网络设备也可以实物方式存在，测试平台可根据需求增加或减少网络设备，通过调整软件仿真系统的配置，实现分布式控制。中国标准动车组地面互联互通测试平台针对2列8辆编组动车组架构实现，分为A型动车组地面测试平台、B型动车组地面测试平台和重联控制柜。
A、B型动车组地面测试平台可各自实现1列8辆编组动车组网络功能，可为各列动车组子系统控制器提供网络及电气接口，为系列化动车组测试提供专用接口；测试平台间通过重联控制柜进行列车重联控制。在测试平台上采用软件仿真提供全列车的运行环境，为各列车控制功能互联互通测试提供试验模拟条件。重联控制柜实现A、B型动车组地面测试平台之间网络信号和电气信号的连接、断开控制。
通过地面互联互通测试平台，全面验证不同厂家生产的动车组网络配置、监测、保护和诊断逻辑等功能，确保动车组间实现互通。
根据测试需求，细化了各个项点的测试方法及评价标准。以“故障保护试验（降弓故障子项点）”中主控车不降弓、从控车降弓工况为例，测试方法为将A型动车组激活，方向前向、升弓、合主断、牵引手柄置于牵引1级，然后在B型动车组上模拟1个牵引系统的严重故障（需降弓）。评价标准为B型动车组发布本列降弓指令，A型动车组不发布降弓指令，B型动车组降弓，A型动车组受电弓保持。
4 组装流程优化
传统的头罩安装是在喷完油漆后再进行组装，而且先组装头罩，后续再安装开闭机构。上述组装流程在出现干涉打磨情况下将破坏部件外观质量，造成油漆返工；另一方面，头罩和开闭机构分开安装，导致后续开闭机构调整困难，出现尺寸偏差的现象愈加明显。将扫描整改后的物料提前进行试装，可进一步解决打磨修配及油漆返工问题。在车体组焊后送去喷油漆前，提前试装头罩、开闭机构，进一步发现问题并进行整改，将更好地推动生产进程，保证后续的安装质量。另外，头罩与开闭机构同时安装，可相互调整匹配，避免单一物料安装后造成其他物料安装困难。
5 结束语
不同厂家生产的动车组互联互通运行对于提高运用效率、降低运用成本具有重要意义。针对中国标准动车组互联、互通、互操作的总体技术需求，采用网络通信一致性测试、地面互联互通测试、实车互联互通重联试验等手段对动车组互联互通性能进行验证，实现了互联互通运行目标，对打造中国标准动车组品牌、助力中国高铁“走出去”具有重要意义。
参考文献：
[1]钱铭，吕晓春，黄成荣.机车车辆造修一体化的思考[J].中国铁路，2020（10）：1-8.
[2]王峰.大西客专高速综合试验创新及实施[J].中国铁路，2018（11）：57-61.