CRH2型動車組網絡控制系統的故障診斷研究

劉峰+秦協安

摘要：故障診斷系統是動車組網絡控制系統的子系統，是其重要的一個組成部分。作為動車運行的安全保障體系之一，故障診斷系統的性能好壞決定著動車的安全性能，具有極大的研究價值?；贑RH2型動車網絡控制系統，本文簡要介紹了CRH2型動車組的車輛故障診斷系統，然后對動車組故障診斷系統的組成、任務、診斷方法及診斷結構進行了初步研究。

關鍵詞：CRH2型動車組；網絡控制系統；故障診斷

列車網絡控制系統是列車的“大腦”和“中樞神經”，是列車的核心控制系統之一

[1]。目前國內外典型的高速列車用網絡控制系統主要有西門子公司的SIBAS系統，龐巴迪公司的MICAS、MITRACs系統，阿爾斯通公司的AGATE系統，以及三菱公司的TIS網絡信息傳輸系統等[2]。根據數據統計，目前國內載客運行的動車組（EMU）中，CRH2型動車組占有較大的份額。CRH2型動車組網絡控制系統是采用三菱公司基于ANSI/ATA-878.1（ARCNET）協議開發的TIS（Train Information System）系統[2]?；贑RH2型動車組網絡控制系統，本文將對CRH2型動車組的故障診斷系統進行研究。

一、網絡控制系統簡介

CRH2型動車組列車網絡控制系統主要由列車信息中央裝置（中央裝置）、列車信息終端裝置（終端裝置）、顯示控制裝置（顯控）、車輛信息顯示器、和通信設備等硬件單元組成。網絡控制系統采用分布式結構，中央裝置及其相關設備處于兩個頭車，終端裝置及其相關設備則搭載于每個車廂，提升了整個系統結構的可靠性和安全性。

CRH2型動車組網絡控制系統具有傳輸控制指令、實時監控狀態數據（故障信息、狀態信息）、記錄和跟蹤數據（記錄故障，跟蹤故障前后設備的環境變化）三大功能。它采用兩級網絡拓撲結構進行通信。上層網絡為“列車級”通信網絡。下層網絡為“車輛級”通信網絡。

二、故障診斷系統

CRH2型動車組網絡控制系統將故障診斷系統分為四個部分，分別是模擬故障，故障檢測，故障顯示，故障記錄。

1、模擬故障。故障診斷系統具有觸發模擬故障的功能。模擬故障功能是指操作人員能在網絡控制系統的顯示器上進行相應的操作來模擬一個故障，用來觸發網絡控制系統本身或者相連接的真實子設備的故障。模擬故障的目的是：（1）模擬故障顯示，以確定在發生了設備故障而故障沒有顯示時，是設備的傳輸問題還是網絡控制系統自身的問題；（2）模擬故障記錄，當需要設備的跟蹤故障數據時，可以模擬一個跟蹤故障來觸發跟蹤故障數據記錄，記錄完成后，將跟蹤故障數據傳輸給網絡控制系統。故障診斷系統的模擬故障功能可使目標設備快速的產生相應代號的模擬故障，不需要目標設備的真實故障，無需繁瑣的、甚至是不安全的操作，也無需其它的工裝設備的幫助，可以大大降低故障診斷的設備和時間成本，極大的提高故障診斷的效率，保障設備和人員的安全。

2、故障檢測。CRH2型動車組網絡控制系統對車載設備以及網絡裝置自身進行故障檢測，并將故障檢測的結果記錄在非易失性的RAM當中。CRH2型動車組網絡控制系統中，故障檢測具有特異性。不同的設備會有不同的故障類型及代號，同一種故障會產生于不同車輛的設備，這與故障檢測的特異性故障檢測邏輯相關。在CRH2型動車組網絡故障診斷系統中，每個故障的檢測邏輯可以根據實際情況的需要進行變更。

3、故障顯示。故障顯示是故障檢測所觸發的結果之一，需要中央及終端裝置對故障信息進行檢測和處理，通過顯示控制裝置進行驅動，在顯示裝置上進行顯示。CRH2型動車組網絡故障診斷系統中，每個故障都具有其特定的顯示屬性。根據在顯示器上顯示的界面的不同，又分為出庫故障、運行故障以及列車員（乘務員）故障，當這些故障發生時，會分別在出庫界面、運行界面以及列車員界面進行顯示。一些故障的顯示屬性是固定的，它們僅是運行故障、出庫故障及列車員故障的一種，但也有一些故障的顯示屬性不是單一的，它們可能同時屬于上述三種故障，或者是其中兩種故障的組合，這樣，當這些故障發生時，會同時在不同類型的界面進行顯示，有利于故障報警的及時發現及處理。

在CRH2型動車組網絡故障診斷系統中，每個故障的顯示屬性可以根據實際情況的需要進行變更。

4、故障記錄。故障記錄，是故障檢測所觸發的結果之一，具有黑匣子的效果，有助于故障的追蹤及分析。故障為分布式記錄，記錄于發生了故障的車廂的中央或者終端裝置的非易失性RAM中，且每個故障都具有其特定的記錄屬性。記錄屬性可分為PR（打印記錄）和PL（繪圖跟蹤）兩種。PR故障又稱普通故障，只記錄故障發生時刻的環境變量；PL故障又稱跟蹤故障，記錄故障發生前7秒后3秒的環境變量。PR故障和PL故障均采用先進先出的記錄方式。PR故障記錄可以記錄最后發生的100條故障信息，超出范圍時，最新發生的故障會覆蓋最先記錄的故障，以保障故障信息的時效性。PL故障記錄一共分4個記錄組，且每個組的緩存只能容納3個PL故障，第一條會被永久記錄，后面兩條記錄會被覆蓋更新。

三、結語

本文基于CRH2型動車組網絡控制系統，對其故障診斷系統進行了初步研究，介紹了故障診斷系統的組成、功能、及診斷方法，為CRH2型動車組網絡的故障診斷系統的深入了解及改進提供了參考。

參考文獻

[1] 劉洋，李常賢.大連快軌3號線列車網絡控制系統[J].機車電傳動，2015（6）：67-71

[2] 劉先愷.CRH2型200km/h動車組列車網絡控制系統[J].機車電傳動，2008（6）.

[3] 崔虎山，王遠霏.動車組車輛故障診斷系統分析與應用[C].中國高新技術企業，2012（25）.endprint