CRH2型動車組的網絡傳輸系統的可行性探討

馬小鵬++胡秉濤

摘 要：CRH2型動車組作為我國運營動車組的主要車型，為我國高速鐵路的快速發展發揮了積極作用，而動車組的網絡傳輸系統更是貫穿列車的血管，其高效，準確的傳輸保證了列車的及時響應。本文簡要介紹了CRH2型動車組通信系統的系統組成、網絡結構、信息傳輸協議、列車通信網絡、車廂通信網絡的實際應用，并且根據運營情況列出幾起故障案例，對于分析當前動車組的網絡傳輸提供了借鑒和參考。

關鍵詞：列車網絡通信系統 光纖 列車級網絡 車輛級網絡 案例分析

中圖分類號：TN915.852 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）7（b）-0000-00

1 CRH2型動車組網絡通信系統的總體概括

通信系統是以通過貫穿列車的總線來傳送和接受信息。總線是以兩組環形光纖構成，同時考慮到光纖自身的局限性，以保證在極端情況下通信網絡系統的可靠性，在兩環光纖環網的基礎上，在中間加了一根屏蔽雙絞線貫穿全列，這樣充分地保證了信息傳送的冗余性，并且提高了網絡的自動化和智能化傳輸，便于司機員對于動車組運營狀態的實時操作、控制和處理問題。

2 CRH2型動車組網絡通信系統介紹及功能

CRH2型動車組網絡通信系統是基于ANSI/ATA-878.1（又稱為ARCNET）協議開發設計的TIS系統完成的，整個信息系統通過總線進行信息的傳送，并且隨時記錄車輛運營狀況和車上裝置的動作信息。其中動車組列車網絡通信系統主要包括：車輛信息中央裝置、顯示控制器、車輛信息終端裝置、IC卡讀寫裝置、Mon屏、乘客信息顯示器等。其主要功能包括：實時狀態監控、傳輸控制命令和記錄故障信息等。具體功能主要包括以下幾個方面：①Mon屏幕的操作、響應指令；②傳輸牽引、制動有關指令；③傳送相關指示燈狀態指令；④傳送司機、乘務員輔助設備指令；⑤記錄并保存運行數據；⑥控制服務設備；⑦自我診斷功能；⑧遠程操作指令；⑨頁面指示操作等。其網絡控制結構圖如圖1所示。

3 動車組的網絡拓撲結構

CRH2型動車組車輛網絡采用雙層網絡結構，上層網絡結構以計算機控制為核心，是連接各節車輛的列車級通信網絡；下層網絡連接各車廂內固定設備，主要應用于傳送控制指令方面的信息，也就是車輛級網絡。

3.1 列車級網絡

列車級網絡由中央裝置、終端裝置等構成。

車輛網絡主要采用了兩種總線類型。一種基于ANSI/ATA-878.1（ARCNET）協議，采用了貫穿所有控制裝置的光纖環網；另一種則是以總線方式連接中央裝置和終端裝置的備用總線自我診斷傳輸線（屏蔽雙絞線），該雙絞線基于HDLC（高級數據鏈路控制）協議。當光纖環網發生故障時，屏蔽雙絞線能夠自動切入，也就是實現備份的目的。其組成結構如圖2所示：

3.2 車輛級網絡

車輛級網絡指中央裝置、終端裝置與車廂內設備之間傳遞信息的通道。中央裝置、終端裝置與各車載設備之間采用點對點通信方式。需要特別指出的是，牽引變流器和制動控制單元與終端裝置采用光纖連接，其他設備與中央裝置、終端裝置則采用電流環方式連接。車輛級網絡用于連接車輛內各對象設備，其組成結構如圖3所示：

4 CRH2型動車組的顯示模式

CRH2型動車組維修信息由輸入接口通過通信網絡傳輸到司機臺的Mon屏，司機人員可以通過維修信息掌握動車組的設備狀態，為此車輛網絡通信系統設置了三種運行模式，分別為：一般模式，檢修模式，診斷模式。

一般模式為常用模式，在車輛運行過程中，隨時關注來自牽引變流器，制動控制單元的反饋信息，方便司機據此作出判斷。檢修模式維修車輛時用的工作模式，其主要功能包括：調取故障信息，IC卡信息的輸入和監控信息的設定等。診斷模式為網絡系統安全檢查用的工作模式，在此模式下能夠診斷出各個部件的狀態，屬于較高級別的模式。

5 典型故障分析

（1）乘客信息顯示器發生死機現象；通過跟車進行測試，發現當列車在制動工況時，廣播系統數據傳輸網絡及電流環通信接口均受到了較大的干擾，MON屏幕發送的速度信息不能及時的傳送至廣播主機并發送到全列的乘客信息顯示器，導致乘客信息顯示器在顯示速度信息時發生死機。

處理措施：將車下廣播系統過橋線用錫箔紙進行屏蔽處理，并且在廣播系統各設備的通信線纜上增加磁環，以降低對控制網絡及通信端口的干擾。

（2）停靠站時車號顯示器自動加8；車外車號顯示器通過RS485總線與Mon屏幕連接，當RS485總線收到外界持續干擾時，會誤動作發出錯誤指令，導致車號顯示器自動加8。

處理措施：首先對車站周圍潛在的干擾源進行處理；其次對RS485總線的外表面加裝屏蔽線纜，增強其抗干擾性。

（3）Mon屏幕報監控器中央傳輸信息不良；通過光線狀態發現某節車廂的光纖狀態變為紅色，導致該車廂無法接受相關控制指令。

處理措施：檢查該車廂終端裝置的連接器是否緊固到位或者更換相關控制面板，以排除故障。

6 結語

我國自引進動車組后，其發展迅猛，越來越成為大眾首選的出行工具，而由中國中車四方股份公司的CRH2型動車組更是作為動車組的主力軍。CRH2型動車組突出的優勢是在網絡傳輸的快捷性和高效性等。其可視化和可操作化的人機界面接口，促使傳輸信息的準確無誤！

誠然，動車組的網絡傳輸的優勢比較明顯，然而又有不足之處，比如說通信線路易受到外界環境干擾，因此如果降低各種干擾是我們急需考慮的現實問題！我們相信隨著科技的進步，這些困難定會被層層解決。

參考文獻

[1] 于孟.CRH2型動車組網絡通信技術淺述[J].中國新技術新產品.2014（20）.

[2] 許韻武，鄧小軍，鄢桂珍等.CRH2型200km/h動車組[J].機車電傳動，2007（03）：39-45.