以太網(wǎng)在CR400AF型動車組檢修方面的應(yīng)用

李建新

摘 要：本文針對CR400AF型動車組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的以太網(wǎng)進(jìn)行概述，重點突出以太網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)動車組故障時的應(yīng)用及對車載設(shè)備的軟件升級和維護(hù)，從而突出以太網(wǎng)給故障處理等檢修作業(yè)帶來的高效便捷。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；以太網(wǎng)；拓?fù)?；網(wǎng)關(guān)模塊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.064

1 關(guān)于CR400AF型動車組以太網(wǎng)簡介

首先我們介紹一下CR400AF型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（以下簡稱TCMS），TCMS作為列車中樞神經(jīng)系統(tǒng)，通過貫穿列車的總線進(jìn)行信息傳輸，對車輛運行和車載設(shè)備動作的相關(guān)信息進(jìn)行集中管理，實現(xiàn)車輛邏輯控制、狀態(tài)監(jiān)視、故障診斷及測試功能，從而保證列車安全可靠的運行，為司機(jī)和乘務(wù)員的操作提供有效指導(dǎo)，為設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和乘客的服務(wù)提供支持。

其中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銽CMS采用TCN+以太網(wǎng)（環(huán)形）拓?fù)浼軜?gòu)，TCN為兩級總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分為列車級總線WTB總線和車輛級，同樣的以太網(wǎng)也分為列車級和車輛級。列車級以太網(wǎng)（ETB總線），采用100BASE-TX，全雙工模式，ETB總線傳輸速率為100Mbit/s。以太網(wǎng)總線主要用于TCMS程序上載，TCMS和CI在線監(jiān)測等功能，對應(yīng)每個網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)置一臺以太網(wǎng)交換機(jī)（1/8車各設(shè)置兩臺以太網(wǎng)交換機(jī)，其中一臺供重聯(lián)用），用于以太網(wǎng)通信。車輛級ETB通信在8輛動車組的情況：

1號車車輛級ETB通信包括2個分支--分支1，以太網(wǎng)交換機(jī)1（ETBN）以太網(wǎng)交換機(jī)1接口設(shè)備包括：充電機(jī)控制單元1、無線傳輸裝置WTD、網(wǎng)絡(luò)顯示器2、主門控器（2位車門）；同時以太網(wǎng)交換機(jī)1與以太網(wǎng)交換機(jī)2進(jìn)行通信，并預(yù)留聯(lián)掛用以太網(wǎng)接口；分支2，以太網(wǎng)交換機(jī)2（ECNN）以太網(wǎng)交換機(jī)2接口設(shè)備包括：充電機(jī)控制單元2、制動控制裝置2、制動控制裝置1、網(wǎng)絡(luò)顯示器1、空調(diào)控制器、轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)檢測裝置、軸溫檢測主機(jī)、煙火報警主機(jī)、車輛控制模塊1、車輛控制模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊1、網(wǎng)關(guān)模塊2；同時以太網(wǎng)交換機(jī)2與以太網(wǎng)交換機(jī)1進(jìn)行通信，并通過車輛網(wǎng)絡(luò)過橋連接器進(jìn)行全列貫穿；所有的以太網(wǎng)交換機(jī)均由103A/100A 供電。8號車車輛級 ETB 通信同1號車車輛級ETB通信原理。

2號車車輛級ETB通信以太網(wǎng)交換機(jī)（ECNN）接口設(shè)備包括：牽引變流器、制動控制裝置2、制動控制裝置1、無線轉(zhuǎn)換模塊EWLT、空調(diào)控制器、轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)檢測裝置、軸溫檢測主機(jī)、煙火報警主機(jī)、主門控器（4位車門）；以太網(wǎng)交換機(jī)、無線轉(zhuǎn)換模塊由103A/100A供電。7號車車輛級ETB通信同2號車車輛級ETB通信原理。

3號車車輛級 ETB 通信以太網(wǎng)交換機(jī)（ECNN）接口設(shè)備包括：電能監(jiān)控處理單元、主門控器（4位車門）、制動控制裝置2、制動控制裝置1、受電弓控制器（預(yù)留）、空調(diào)控制器、轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)檢測裝置、軸溫檢測主機(jī)、煙火報警主機(jī)；以太網(wǎng)交換機(jī)、電能監(jiān)控處理單元由 103A/100A 供電，以太網(wǎng)通過車輛網(wǎng)絡(luò)過橋連接器進(jìn)行全列貫穿。6號車車輛級ETB通信同3號車車輛級ETB通信原理。

4號車車輛級 ETB 通信以太網(wǎng)交換機(jī)（ECNN）接口設(shè)備包括：牽引變流器、主門控器（2位車門）、制動控制裝置2、制動控制裝置1、事件記錄器EDRM、空調(diào)控制器、轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)檢測裝置、軸溫檢測主機(jī)、煙火報警主機(jī)；以太網(wǎng)交換機(jī)由 103A/100A 供電，以太網(wǎng)通過車輛網(wǎng)絡(luò)過橋連接器進(jìn)行全列貫穿。

5號車車輛級ETB通信以太網(wǎng)交換機(jī)（ECNN） 接口設(shè)備包括：牽引變流器、主門控器（4位車門）、制動控制裝置2、制動控制裝置1、事件記錄器EDRM、空調(diào)控制器、轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)檢測裝置、軸溫檢測主機(jī)、煙火報警主機(jī)、電能監(jiān)控顯示單元EEMS、網(wǎng)絡(luò)顯示器 3、旅客信息系統(tǒng)主機(jī)；以太網(wǎng)交換機(jī)、電能監(jiān)控顯示單元由103A/100A供電，以太網(wǎng)通過車輛網(wǎng)絡(luò)過橋連接器進(jìn)行全列貫穿。

總之，每節(jié)車輛均設(shè)置以太網(wǎng)交換機(jī)，采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過以太網(wǎng)交換機(jī)與CCU、HMI、WTD等設(shè)備相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。ETB總線用以傳輸故障診斷、事件記錄、顯示等數(shù)據(jù)，同時作為維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，對連接至以以太網(wǎng)的車載子系統(tǒng)實現(xiàn)軟件上載和數(shù)據(jù)下載。

2 以太網(wǎng)對故障排查及車載設(shè)備軟件的升級、維護(hù)

2.1 CR400AF型動車組以太網(wǎng)用于對故障項點的排查

以太網(wǎng)通過一輛車一輛車貫通起來的形式，將整列動車組組成一個局域網(wǎng)。對牽引（含輔助）系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、車門系統(tǒng)、充電機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)、軸溫、高壓系統(tǒng)、BIDS、煙火報警系統(tǒng)及PIS進(jìn)行時刻監(jiān)控，實現(xiàn)各種指令、狀態(tài)及故障信息的實時收集、交流及儲備。

現(xiàn)在我們結(jié)合故障示例，來突出以太網(wǎng)用于故障預(yù)防及處理的巨大優(yōu)勢。當(dāng)列車報出充電機(jī)1通訊故障時，由于充電機(jī)通過以太網(wǎng)接口與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以下載故障數(shù)據(jù)，通過故障數(shù)據(jù)，直接分析故障時刻，充電機(jī)工況及具體哪個部件沒有信號傳輸，通過信號數(shù)據(jù)的缺失與異常，可以排查故障項點；如果充電機(jī)于TCMS通信正常，則充電機(jī)宿端口有數(shù)據(jù)傳輸，這樣就能排除網(wǎng)絡(luò)故障，從而推斷出是MVB通信板卡故障或者是連接器松動，大大的縮減的檢修人員故障排查過程，縮小故障查找范圍，使得故障處理更加的高效快捷。

2.2 CR400AF型動車組以太網(wǎng)對車載設(shè)備的維護(hù)

當(dāng)動車組轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)、軸溫、空調(diào)、制動控制等等設(shè)備出現(xiàn)批量性故障或者設(shè)定參數(shù)不適合工況時，我們可以通過對以太網(wǎng)進(jìn)行升級，優(yōu)化相應(yīng)的報警或者控制邏輯，從而使得車載設(shè)備能夠更好的適應(yīng)工作環(huán)境，避免一些誤動作造成的設(shè)備本身損壞。

以太網(wǎng)升級操作簡單方便，使用專用電腦通過數(shù)據(jù)線連接在PC機(jī)的以太網(wǎng)口，選擇相應(yīng)軟件，點擊更新，軟件更新完成后，根據(jù)工具鏈軟件的提示，對被更新軟件的模塊進(jìn)行重啟。以太網(wǎng)的使用，使得車載設(shè)備升級變得更加方便，可以隨時根據(jù)實際情況，對車載設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

3 總結(jié)

本論文通過對于CR400AF型動車組以太網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行介紹，通過工作機(jī)理、邏輯控制理論及實際應(yīng)用情況，突出了以太網(wǎng)應(yīng)用于故障處理方面的巨大價值，大大的降低了檢修人員的工作壓力，同時，也講解了通過以太網(wǎng)升級車載設(shè)備軟件，優(yōu)化車載設(shè)備使用，更適宜于工作環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]陽憲惠.工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.endprint