動車組列車控制管理系統(tǒng)簡述

徐夢 孟繁群 王浩成 王堯

中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 山東青島 266111

對于城際交通體系來分析，動車組則為其中十分關(guān)鍵的保障，在目前高科技技術(shù)的運(yùn)用之下，動車組工作形式也朝著智能化道路來進(jìn)行發(fā)展，比如自動化系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)的實現(xiàn)，顯著提升了動車組運(yùn)行的精準(zhǔn)度。高速鐵路和其他運(yùn)輸方式對比分析，其具備著低能耗、占地面積少、運(yùn)輸能力大、安全性高、運(yùn)行速度快等等特征，這是目前尤為關(guān)鍵的交通工具與交通形式之一?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，直接性的推動了智能監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，相應(yīng)的便可以降低事故的出現(xiàn)幾率，從而來進(jìn)一步保障高速鐵路列車可以穩(wěn)定持續(xù)不斷的予以通行。

1 列車控制管理系統(tǒng)的控制和診斷功能

1.1 CCU網(wǎng)絡(luò)管理

CCU實則就是來進(jìn)行列車控制的重要元件，其是運(yùn)用MVB網(wǎng)絡(luò)來控制并監(jiān)視本單元組的各系統(tǒng)。每一個列車基本單元均配備一個冗余中央計算單元運(yùn)行系統(tǒng)，從而達(dá)到控制并監(jiān)測的功能。每一輛動車在運(yùn)行階段之中，每一輛端車的司機(jī)室內(nèi)均會有兩個CCU，也就是每一個牽引單元都會有兩個CCU，再這之中一個CCU在主方式之下來予以實施，另外一個CCU則是從方式下來實施，其主要是針對整輛列車的網(wǎng)絡(luò)控制，嚴(yán)格監(jiān)督管理動車組，確保動車組運(yùn)行過程中的安全穩(wěn)定性。

1.2 供電系統(tǒng)控制

TCMS系統(tǒng)針對高壓系統(tǒng)控制主要涵蓋：輔助變流器、牽引變流器、主變壓器、控制主斷路器與控制受電弓升降等供電設(shè)備的所有工作，并全方位監(jiān)督其自身的工作狀態(tài)。比如，電力動車組主要可以分成交流電動車與直流電動車，在動車組之上的電能源于軌道上端的電網(wǎng)，也就是接觸網(wǎng)，通常運(yùn)用的是25kV、50Hz的單相交流電。動車組是將車頂?shù)氖茈姽瓉韺㈦娏鱾鬏數(shù)絼榆嚱M牽引系統(tǒng)，再通過變流器來將25kV、50Hz的單相交流電轉(zhuǎn)化成為適宜的電壓為動車組提供動力，且可以為輔助供電系統(tǒng)來進(jìn)行供電[1]。

1.3 鍵部位的多角度檢測功能

在針對重要部件的多角度檢測功能之中，系統(tǒng)可以運(yùn)用六軸機(jī)械臂，完全的模擬人類手臂來實施，將重要部件的具體檢測模塊拓展到轉(zhuǎn)向架之中，甚至可以實現(xiàn)無法移動的位置，之后再運(yùn)用手動檢測方式來實施監(jiān)控。且從諸多層面來捕獲和掃描重要部位，以此來打造一個完整化的三維圖像信息，并運(yùn)用獨特的識別算法來全方位監(jiān)控重要部位故障問題。

2 高速動車組列車控制管理系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備

2.1 紅外線軸溫設(shè)備

紅外線軸溫設(shè)備是一類高溫測量的智能檢測設(shè)備，熱軸預(yù)測出來的景尊度相對較高。紅外線軸溫檢測設(shè)備甚至是可以實現(xiàn)360km/h的速度來全面化監(jiān)控車輛軸箱。其可以很好的監(jiān)控車輛的方位，隨即再和AEI聯(lián)合實現(xiàn)車輛的軸承監(jiān)控。在網(wǎng)絡(luò)的形式之下，其可以全方位監(jiān)控并預(yù)防熱切軸故障的發(fā)生。

2.2 高速攝像設(shè)備

高速攝像機(jī)可以實時化監(jiān)視EMU的實際情況。在EMU運(yùn)行階段之中，一旦碰到故障，便可以在高速攝像機(jī)的層面之上來監(jiān)視EMU的側(cè)面與底部圖像。監(jiān)視易于出現(xiàn)裂紋和損壞的零件，例如：聯(lián)軸器和基礎(chǔ)的制動裝置等，并運(yùn)用自動圖像采集和識別方式來自動報警異常情況。該種方式可以顯著提升工作水平，節(jié)約時間，提升汽車維修的質(zhì)量。這樣一來，可以確保維修人員的工作變得更為輕松，以此來調(diào)動起工作熱情，確保動車組得以安全化運(yùn)行。

2.3 機(jī)械監(jiān)控設(shè)備

在動車組運(yùn)行的運(yùn)行之中，各類胎面均易于受損，例如：偏心、摩擦和剝離等等，均會損壞到這部分零件，所以得要實時化監(jiān)控EMU的實際運(yùn)行至關(guān)重要。一般，都會運(yùn)用動態(tài)化監(jiān)測來監(jiān)控動車組。在工作條件相對惡劣的情況之下，系統(tǒng)隨即便會發(fā)出警報，警醒員工來運(yùn)用相對的防護(hù)、維護(hù)對策，便使得脫軌惡劣事件的概率變小。依據(jù)不同的嚴(yán)重程度，系統(tǒng)便會來進(jìn)行分級報警，來降低人員的工作量，加大工作水平。其他部分監(jiān)控系統(tǒng)來盡快熟悉并了解檢測所得數(shù)據(jù)，以此來更好的掌控動車組的運(yùn)行情況，加強(qiáng)安全對策，確保動車組行駛的安全性。

2.4 聲學(xué)診斷設(shè)備

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的形勢之下，該項技術(shù)已經(jīng)得到大范圍的運(yùn)用。聲學(xué)診斷設(shè)備是運(yùn)用聲學(xué)診斷技術(shù)來捕獲和分析車輛軸承的振動與聲音，來實時化監(jiān)控軸承故障。聲學(xué)診斷設(shè)備通過軸承信號頻率，車速和能量等實際接受情況來綜合分析軸承，并運(yùn)用行之有效的對策來實施，相應(yīng)的來進(jìn)一步提升動車組行駛的安全可靠性[2]。

3 高速動車組列車控制管理系統(tǒng)的冗余設(shè)計

為了可以達(dá)到動車組高速運(yùn)行的實際需求，國內(nèi)高速動車組TCMS系統(tǒng)的控制設(shè)備運(yùn)用雙網(wǎng)關(guān)、雙HMI、雙中央控制處理器，關(guān)鍵數(shù)字輸入/輸出單元模塊也得要進(jìn)行雙備份。

當(dāng)列車運(yùn)行時，每種網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備都處于工作狀態(tài)，雙備份的網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備一個處于主控狀態(tài)，另一個處于熱備狀態(tài)；處于主控狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備，對列車以及子系統(tǒng)發(fā)出工作指令，并對列車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[3]。

4 結(jié)語

目前，列車控制管理系統(tǒng)主要肩負(fù)傳達(dá)列車控制指令，監(jiān)測列車運(yùn)行情況和診斷裂痕側(cè)故障，這是確保列車正?；\(yùn)行的重要系統(tǒng)之一，以此來更好的為動車組運(yùn)行提供諸多便利，由此來進(jìn)一步提高乘客的整體舒適性。