地铁车辆网络控制和诊断系统探析

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摘要:现如今，地铁车辆网络系统是地铁中的核心关键，随着国家对地铁列车的研究工作重视程度不断提高，地铁车辆网络控制和诊断系统也随之完善，而本文就从地铁车辆运行运行的实际情况出发，对地铁车辆网络控制和诊断系统进行研究。首先从网络控制系统平台和网络控制拓扑结构对地铁车辆网络控制进行设计，然后从车辆控制模块、事件记录模块、通信管理模块及其他方面模块深入分析地铁车辆诊断系统的设计。

关键词:诊断系统;网络控制拓扑结构;车辆控制模块;事件记录模块

随着国家城市化建设脚步的不断发展，城市交通建设得到了全面的发展，地铁作为轨道交通的一部分，近年来，引起了国家的重视。在不断研究的过程中，地铁列车技术日益完善，其中地铁列车控制技术已经从传统的单车微机控制发展成为列车网络控制，发展至今，地铁车辆网络控制已经成为国家城市轨道交通车辆的关键技术之一。但是目前的地铁车辆网络控制和诊断系统还存在问题，需要进行更深入的分析。

一、地铁车辆网络控制的设计

(一)网络控制系统平台

DTECS网络控制系统平台一种专门为轨道车辆列车设计的车载计算机系统，其中包括了车在硬件、操作系统、控制软件、诊断软件等多个部分，借助这种DTECS网络控制系统平台可以实现对列车的控制让其可以更好地监视并且控制整个列车。DTECS网络控制系统平台是一种分布式控制系统，借助这种系统可以将列车每个智能化单元都形成一个整体的列车控制网络，将这些智能化单元分别安装与不同的车下设备箱中或者在司机台、车厢内的控制柜中。这些不同的分布式单元通过TCN总线进行连接，完成网络控制系统任务，DTECS网络控制系统平台之间的连线较少，在实际应用的过程中可以对系统功能进行全面的拓展，拓展工序也不会过于复杂，只需要增加一根可以连接到单元的电缆线，继而让软件应用可以和单元进行通信。DTECS网络控制系统平台中包括了车辆控制模块、事件记录模块、通信管理模块、总线耦合模块、模拟量输入/输出模块AXM、数字量输入/输出模块DXM、数字量输入模块DIM等。

(二)网络控制拓扑结构

在明确了地铁车辆网络控制中最为常见的网络控制系统平台后，还要针对DTECS网络控制系统平台的拓扑结构进行研究，由上述内容可知，DTECS网络控制系统平台是一种分布式控制平台，因此根据国家的相关标准规定，对DTECS网络控制系统平台的拓扑结构进行分析。这种网络控制平台可以采用三级控制的方式，三级控制分别为:列车控制级、车辆控制级以及功能控制级。所谓分布式控制技术，也就是对地铁车辆信息进行分布采集，并且执行，继而在中央进行集中控制和管理，每个模块都分别安装在不同的控制柜中。无论是列车控制级还是车辆控制级都采用了通信双通道冗余设计，保证系统再出现通信故障时，可以及时的切换到另一边。借助这种网络控制拓扑结构实现可控制、坚实、故障诊断、数据记录、信号采集等多种功能。

二、地铁车辆诊断系统的设计

(一)地铁车辆控制模块

本文采用的地铁车辆网络控制平台为DTECS网络控制系统平台，在对相应的网络控制系统平台和拓扑结构进行了简单了解后，针对DTECS网络控制系统平台的功能进行详细的设计分析，首先是车辆控制模块。以G市地铁五号线为例，该G市地铁五号线中的地铁车辆所使用的车辆控制模块常被安装在列车两端的司机室内，每个地铁车辆中都会有两个车辆控制模块，通过车辆控制纵向和地铁车辆中的其他设备进行通信，车辆控制模块也是整个网络控制系统的核心，可以实现四大功能，分别为:过程控制、通信管理、显示控制、以及故障诊断。

(二)车辆事件记录模块

地铁车辆中不仅有两个车辆控制模块，还有两个事件记录模块，和车辆控制模块相同，也是安装在司机室内，但是事件记录模块安装在于司机台下方，通过车辆控制模块和其他设备进行通信。［1］以G市地铁五号线为例，该G市地铁五号线中的地铁车辆所使用的事件记录模块主要作用在记录相应的数据以及车辆故障数据等信息的变化情况，承担着极为重要的存储功能。具备的功能如下:数据存储、数据记录，通过这些功能可以帮助地铁列车维修人员更加全面的分析列车故障问题。

(三)车辆通信管理模块

除了地铁车辆控制模块和车辆事件记录模块之外，车辆通行管理模块也极为重要，依旧以G市地铁五号线为例，该G市地铁五号线中的地铁车辆所使用的车辆通信管理模块，可以帮助一些自身并没有通信功能的模块和车辆控制模块进行沟通，并且实现了车辆控制模块之间的数据交换。考虑到每节车厢的情况不同，因此车辆通信管理模块较为分散。

(四)车辆其他方面模块

对于地铁车辆网络控制和诊断系统而言，系统中远不只有车辆控制、事件记录、通信管理这些模块，还包括了总线耦合模块、模拟量输入/输出模块AXM、数字量输入/输出模块DXM、数字量输入模块DIM等。通过这些模块实现了地铁车辆网络控制和诊断系统的基础功能，包括监控监视设备功能、诊断车载系统故障、存储记录故障数据、分析故障原因形成故障报告等功能。［2］再完成了上述模块的设计后，地铁车辆网络控制和诊断系统就具有了三大功能，分别为:监控功能、诊断功能以及控制功能，其中控制功能还能够继续划分为系统冗余控制功能、牵引制动控制功能、空压机启动顺序控制功能以及启动联锁控制功能。这些功能的实现让地铁车辆真正做到了稳定运输，也能够对地铁车辆实现全面的监管。

三、结语

综上所述，随着交通行业的完善，地铁车辆的性能也在不断进步，对于地铁车辆运行而言，控制诊断系统极为重要。虽然国家近年来，不断推出全新的地铁车辆网络控制和诊断系统，为地铁车辆运行保驾护航，但是在实际应用中依然会出现一些不稳定的情况，继而导致地铁出现故障，因此本文以G市地铁五号线为例，对地铁车辆网络控制和诊断系统进行了深入的分析，形成了更加完善的地铁车辆网络控制和诊断系统。

参考文献:

［1］柳琳琳，李一叶，邓飞飞，等．南昌地铁1号线网络控制与诊断系统［J］．机车电传动，2017(1):98-101．

［2］李文正，殷培强，徐磊，等．成都地铁4号线列车网络控制系统［J］．科技创新与应用，2017(23):18-19．07电子信息科技风2018年11月

作者:贾吉 李合彬 单位:中车长春轨道客车股份有限公司