淺談軌道交通網絡控制系統(tǒng)的產品化過程檢驗及其創(chuàng)新

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軌道交通包括干線鐵路系統(tǒng)等。軌道交通系統(tǒng)具有單位運輸能量小等諸多優(yōu)點，我國處于軌道交通大發(fā)展時期，城規(guī)交通迅速發(fā)展，大城市建成完善的城軌交通網絡。軌道交通系統(tǒng)需要有安全可靠的列車控制系統(tǒng)保障。軌道交通列車控制系統(tǒng)是提高區(qū)間通過能力的手自動控制技術總稱，主要包括間隔控制、速度控制等功能。隨著計算機技術的應用，傳統(tǒng)安全系統(tǒng)升級難以滿足安全系統(tǒng)的需要。軌道交通網控系統(tǒng)是列車神經系統(tǒng)，設計開發(fā)、試驗驗證等產品實現過程不斷優(yōu)化，對提升產品質量至關重要。本文開展基于實驗室信息管理系統(tǒng)與產品生命周期管理、質量管理系統(tǒng)等多信息化融合研究，優(yōu)化實驗驗證中的檢驗內容與方法，提升產品合格率；構建系統(tǒng)產品實驗驗證信息數據庫，完成LMS與MES等信息化系統(tǒng)無縫對接。

1 現有軌道交通網控系統(tǒng)產品化過程的不足

自19世紀鐵路誕生后，工業(yè)領域經歷機械化、電子化發(fā)展時期，軌道交通列車運控系統(tǒng)從機械控制發(fā)展到計算機控制系統(tǒng)，信號設備從機械連鎖設備發(fā)展到列車自動運控系統(tǒng)等。列車運控系統(tǒng)發(fā)展初期采用人工控制方式給出運行信號，列車運控系統(tǒng)安全技術處于萌芽狀態(tài)。1869年美國發(fā)明軌道電路，利用鋼軌構成閉環(huán)電路實現軌道占用自動檢查。早期軌道電路用于檢測 列車存在，后來發(fā)明了工頻電路，軌道電路發(fā)展初期，由于鋼軌斷裂，發(fā)生列車占用不能顯示停止信號事故，鋼軌有電流，有列車占用時軌道繼電器失電落下。

固定閉塞設備研制提高了列車區(qū)間運行安全性。列車運控系統(tǒng)電氣化時期逐步向半自動化發(fā)展，故障安全技術應用廣泛。80年代后，計算機技術深入到工業(yè)及日常生活領域，列車自動防護系統(tǒng)等使得軌道交通運輸自動化程度提高，為系統(tǒng)設計帶來很多便利，有利于提高系統(tǒng)安全性。計算機時代列車運控系統(tǒng)包括高區(qū)間通過能力手動控制、遠控技術等。

目前軌道交通網控系統(tǒng)產品化流程復雜，主要流程為設計人員運用CAD完成產品設計后進入制造環(huán)節(jié)，制造部門完成生產制造，設計部門制定試驗大綱，PLM系統(tǒng)審核后將試驗大綱提交至LIMS系統(tǒng)檢驗業(yè)務申請，根據樣品特征設計接口夾具，需手動切換線路操作，檢驗結果不通過，需手動錄入QMS系統(tǒng)故障信息分析失效原因。

現有軌道交通網控系統(tǒng)產品化流程存在的缺陷包括產品檢驗需人工頻繁接換線操作，不同檢驗人員操作差異影響檢驗結果準確性。未將制造關鍵檢驗所需信息完整傳遞到檢驗環(huán)節(jié)[1]；檢驗信息不完整不利于后續(xù)產品設計。目前產品試驗大綱制定準僅規(guī)定關鍵檢驗項目，導致檢驗產品裝車后存在許多問題。不同產品需單獨制定配套測試夾具，檢驗結果一致性較差。裝車運維人員缺少有效方式，軟硬件版本可追溯性差。

2 軌道交通網控系統(tǒng)產品化創(chuàng)新設計

基于現有軌道交通網控系統(tǒng)產品化流程不足，本文提出產品化生命周期流程，以優(yōu)化軌道交通網控系統(tǒng)產品化流程為目標，產品化流程為預先提煉產品設計軟硬件信息及制造生產信息等關鍵檢驗所需信息；試驗中套用標準大綱模板，對樣品信息自動導入?？蓪ν愊到y(tǒng)產品互操作性智能評估，提升網控系統(tǒng)產品化檢驗效率，快速分析不同網絡產品是否可互聯(lián)通。

以產品化質檢為導向，構建新型軌道交通網控系統(tǒng)產品化創(chuàng)新技術路線，其原理為對軌道交通網控系統(tǒng)產品化檢驗結果標識包含制造新型調研分析，試驗前分析階段輸入信息，制定《軌道交通網控系統(tǒng)檢驗通用信息標識規(guī)范》，對MVB，ECN，網絡中斷設備試驗方法進行優(yōu)化，制定《網控系統(tǒng)智能化制造質量保證通用技術條件》，依據此條件對平臺進行方案設計，采用模塊化協(xié)議分析儀等完成平臺搭建。對網控系統(tǒng)產品物理接口調研分析，制定《網控系統(tǒng)檢驗通用接口規(guī)范》。

通過設計通用測試夾具，設備操作不會影響被測網絡[2]；通過開展Wireshark二次研發(fā)，實現對ETB等鐵路專有以太網協(xié)議解析。開展Lab VIEW軟件研發(fā)，實現按照標準要求制定測試計劃等功能。通過持續(xù)產品化檢驗標準驗證，構建軌道交通網控系統(tǒng)理論體系，促進標準國際化應用。

為實現新型軌道交通網控系統(tǒng)產品化工程化應用，構建平臺技術指標包括波形存儲深度≥8M；波形測量帶寬≥1GHz，波形測量時基精度≤1ns，網絡分析儀頻率≥4GHz，線性誤差≤1dB，網絡分析儀軌跡噪聲＜0.006dB rms，輸出頻率1～20MHz，以太網性能測試10M/100M帶寬，可進行背靠背測試等。

3 軌道交通網控系統(tǒng)產品化檢驗創(chuàng)新效益

本項目吸收智能制造技術，通過打造兩個平臺提升軌道交通網控系統(tǒng)制造檢驗評價效率，經技術研究完成產品化平臺，支持樣品信息掃碼導入，實驗結果短信實時通知等功能。支持用戶掃碼查看報告詳情，縮減檢驗人員整理記錄時間。使檢驗人員從執(zhí)行實驗任務中解放，專注于增值活動。

項目根據《電子設備列車通信網絡》系列標準提出實驗方案與判定準則，應用新建網控系統(tǒng)實驗平臺，對研發(fā)網控系統(tǒng)進行測試，開展驗證平臺進行應用推廣?？商嵘W控系統(tǒng)檢驗效率，提高廠商生產網控系統(tǒng)一致性，規(guī)范網控系統(tǒng)檢驗信息輸入，網控系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)物理接口等信息，指導廠商完成網絡產品性能考核。

4 結束語

針對軌道交通網控系統(tǒng)產品化流程不足，梳理各信息化系統(tǒng)復雜業(yè)務，對業(yè)務范圍界定，進行信息化規(guī)劃。構建新型軌道交通網控系統(tǒng)產品化平臺，實現產品設計開發(fā)，實驗驗證的生命周期智能化管控，滿足網控系統(tǒng)產品量產要求。新型產品化平臺對如何分析系統(tǒng)不確定度評定等需要改進；影響不同網控系統(tǒng)互聯(lián)通因素較多，收集所有影響因子難度較大，影響各因子互操作性權重設定需要繼續(xù)研究。