动车组网络控制系统与故障诊断

1、动车组网络控制系统与故障诊断摘要：网络控制系统是动车组非常重要的组成部分，起着监测、控制和诊断 动车组运行状态的作用，而动车组网络控制系统在长期投入运行中可能发生故障 进而导致动车组无法有效行驶，造成恶劣影响。因此，研究动车组网络控制系统 的组成，以及对网络控制系统故障进行分析及诊断非常有必要。本文首先对动车 组网络控制系统组成进行概要分析，其次分析网络控制系统常见故障，最后简单 对故障诊断系统进行分析，希望能有帮助。关键词：动车组；网络控制系统；故障诊断引言：网络控制系统是动车组的核心，是负责监测、控制和诊断动车组运行状态的 重要功能单元，一旦网络控制系统出现故障，动车组无法正常行驶，势必造

2、成恶 劣影响。这里的故障诊断既指常见故障，又指网络控制系统的故障诊断功能。因 此，建立常见故障的数据库，才能更好地对症下药。一、动车组网络控制系统简要分析（一）动车组网络控制系统主要作用动车组网络控制系统（TCMS）是列车车载设备和地面设备、列控中心等众多 系统的组合，主要作用是监测动车组的运行状态，并由工作人员就进行控制，比 如控制制动、控制空调、控制牵引装置，同时网络控制系统收集车辆运行信息， 构建模型，还有非常重要的故障诊断功能。根据动车组在线路上的客观运行条件 实际运行状况等，对动车组运行实施控制、监督和调整的系统，保证行车安全， 提高运输能力。（二）动车组网络控制系统（TCMS）组成

3、列控车载设备主要由1车载安全计算机（VC）与显示器：VC是动车组控制 核心，通过 VC 进行对列车的控制，显示器则展示动车组运行状态的轻量化 3D 可 视图，方便工作人员操控；2主处理单元：主处理单元主要分为两个，牵引主处 理单元（MPULT）连接MVB信号线和MVB牵引线，主要负责动车组牵引以及制 动；舒适主处理单元（MPULT）连接MVB信号线和MVB舒适线，又和所控制的 功能单元连接，处理空调等动车组功能；3.TCN网关和通信系统：TCN网关主要 是WTB、WVB线路的借口，负责数字信息转换和控制的功能，WTB、WVB线路是动 车组通信系统的2级网络，WTB是列车总线，MVB线路是列车多

4、功能总线1； 4远 程输入输出模块：接受动车组运行监测信息，将监测到的模拟量转化为电脑能够 处理的数字量信息，与主处理单元进行信息交互，同时下达操控指令2； 5高压 控制单元：简称CLT，负责对高压设备进行控制，提供保护；6.记录单元（DRU）: 记录动车组网络控制系统的运行日志以及维修日志等。（三）网络控制系统功能通信功能：基于WTB信号和WVB信号线来交互信息，收集动车组运行信息, 同时传递动车组运行信息，实现对车辆的精准控制。2控制功能：收集动车组运行信息，主处理单元呈现数据，相关工作人员通 过 VC 向各方面功能单元发送列车功能许可命令，比如控制制动、控制空调、控 制牵引装置。3故障诊

5、断功能：故障诊断功能是动车组网络控制系统非常重要的功能，收 集动车组运行的运行日志以及维修日志等，根据不同的故障表现形式，建立对应 的故障类型，不仅能能提供帮助快速解决故障，也能够构建故障诊断系统，为后 续维护提供数据支撑，更好的从源头遏制故障发生。4人机交互功能：显示器则展示动车组运行状态的轻量化3D可视图，主处 理系统呈现动车组运行相关数据，极大的方便工作人员进行操控。二、动车组网络控制系统常见故障分析动车组网络控制系统的故障原因是多方面的，不过故障类型可以归咎为两个 方面。1.通信电缆线路出现问题：通信是动车组网络控制的核心，一旦通信电缆出 现问题，就会严重影响动车组网络控制系统，三相负

6、荷电流不平衡、串扰导通不 达标等问题3是导致通信电缆出现问题的主要原因。软硬件质量问题：软硬件质量问题不达标，就会出现检测不到、接受不到 网络信号，信号传输质量不佳的问题，比如信号系统设备绝缘损坏，会造成局部 涡流损失增加而发热，设备因此受到损害甚至直接停止工作。三、针对故障的快速故障诊断（一）故障诊断功能故障诊断功能是动车组网络控制系统非常重要的功能，主要有模拟故障、故 障检测方法、故障显示、故障记录构成。1.模拟故障：记录动车组网络控制系统的运行日志以及维修日志，针对多参 数的监测可以构建故障模型，从而确定未来可能发生的故障类型，故障的危害， 再结合动车组现行数据，进行前馈控制。2.故障检

7、测方法：提供故障检测方法，或者网络控制系统作为二次设备对不 同设备进行监测，针对不同设备缺陷进行编码。故障显示：一旦数据分析检测出具有危险或者超出设定阈值的异常数据， 系统便立刻进行故障报警，汇报给相关工作人员，快速找到问题所在，而后及时 解决问题，看问题是否严重，是否需要停机处理。主要是人力、操作和外出三个 类型4。故障记录：收录设备运行日志、维护日志或各种报表，可以随时调阅，作 为故障诊断功能的重要数据。二）冗余设计冗余设计是一种备份设计，增加在出现故障情况下的容错率，可采用全部冗 余或者部分冗余，可采用和系统并联的方式搭接冗余设备，来提供安全可靠性的 技术手段，针对在实际运行过程中需要用

8、到的一些关键设备，需要配备备用设备， 一旦某一设备发生故障，备用设备会立刻生效，系统自动转到正常设备上运行， 几乎大部分高精密机电设备都有冗余技术设计。四、结束语综合来说，上文首先对动车组网络控制系统的工作组成和功能进行了简单说 明，其次简单分析了动车组网络控制系统出现的故障以及故障原因，最后以故障 诊断功能单元和冗余设计为主要内容进行了详细的分析，网络控制系统是动车组 重要组成模块，重要性不言而喻，保证动车组能安全、平稳、快速运行，具有较 强的现实意义。参考文献王磊.动车组网络控制系统与故障诊断J.信息系统工程，2020(1):39-40.帅园园，李玉明，熊家富.动车组网络控制系统及其故障诊断研究J.