基于TCN网络的动车组常用制动控制方式分析与研究获奖科研报告

基于TCN网络的动车组常用制动控制方式分析与研究获奖科研报告关键词：TCN网络;动车组;制动控制

引言：

当前，我国正在运行的大多数动车组中，运用TCN通信网络实现各系统的相互连接与各项指令信息的发送、接收。本研究一方面可为人们了解采用TCN网络的动车组控制系统提供相关理论参考，并有效丰富该领域的理论研究。另一方面，也能够为优化基于TCN网络的动车组制动控制指明方向，给予相应实践依据。

一、基于TCN网络的动车组的控制系统基本构成

在采用TCN网络的动车组网络控制系统中，其主要组成部分除了TCN网关之外，一般包括主处理单元与远程输入输出模块、监视器等，各系统协同合作，使得動车组网络控制系统应有效用得以发挥至最大。其中，TCN网关中设有两个接口，用于完成列车与车辆总线间的信息转换以及路由任务，使得列车级和车辆级总线网络信息能够实现高效、安全、稳定的交互传输，确保两级总线网络数据能够得到合理分配，从而使得列车轨道交通具有更高的安全性。主处理单元则主要负责列车控制，列车全部子系统均需经由车辆总线以及主处理单元完成信息数据的通信与交互传输[1]。基于TCN网络的动车组中的牵引单元通常为4-4形式或是3-2-3形式，MVB即多功能车辆总线负责完成牵引单元中所有系统之间的通讯传输。而各牵引单元在通讯传输时，则主要利用TCN网关以及WTB即铰接式列车总线。

二、基于TCN网络的动车组常用制动控制方式分析

（一）制动系统自身分级控制

基于TCN网络的动车组常用制定控制方式之一，即为制动系统自身分级控制。在这一控制方式中，不同制动所管理的对象也不尽相同，如列车与单元制动分别负责管理TBM与SBM，本地BCU则只负责控制单车制动。各牵引单元头车BCU同时具有BCU功能与SBM功能。本地BCU负责将包括车身当前自重与可用空气制动力等在内的各项相关信息数据，及时传输至SBM，待其成功接收后再迅速向TBM发送关于本牵引单元的各项信息。一旦触发动车组常用制动，此时TBM将通过结合其接收得到的，对应着制动级位的减速度要求，并参考全列车重对空气制动力、电制动力等各项所需施加制动力进行准确计算。而后根据发送于各牵引单元SBM的可用空气与电制动力，对所需施加制动力进行优化分配。TBM将百分比形式的制动指令及时发送至SBM，由其负责向本牵引单元各BCU，转发制动指令。无论是SBM还是本地BCU等均需要依照自身可用制动力完成换算。使得可用制动力值可以用实际制动力值进行表示，此时BCU与TCU分别对输出空气制动力与输出电制动力进行有效控制。

整体来看，采用制动系统自身分级控制方式，制动系统基本能够完成常用制动管理与执行等功能，BCU之间经由WTB或MVB完成常用制动指令的高效传输。尤其是通过将MVB信号校验位加至BCU软件中，对信号传输可靠与否进行有效检查，能够使得信号传输具有较高的质量水平[2]。BCU控制对顺利执行动车组防滑保护策略也具有一定的积极效用。但采用该控制方式，所需BCU硬件配置较多，且运行工作量也相对较大，因此需要相关工作人员结合动车组实际制动控制需求与具体情况，合理选用相应制动控制方式。

（二）网络控制系统TCMS控制

在基于TCN网络的动车组中，网络控制系统TCMS控制是其另一大常用制动控制方式。在该种制动控制司机室所在头车中，其中央控制单元被主控单元占用，负责执行接收有常用制动控制的指令或是完成制动力的计算与分配等功能。基本所有关于空气制动的信息均交由BCU进行统一发送，经由CCU发送的各项制动指令则交由BCU进行统一执行。而包括制动力计算与分配等在内的其他功能，不由BCU负责。CCU无需经由BCU即可直接将电制动指令发送给TCU。事实上，在网络控制系统TCMS控制方式中，BCU只负责执行空气制动指令。BCU与TCU需要向本牵引单元CCU实时准确发送车重以及空气制动和电制动可用值等信息，牵引单元当中的各项相关信息，则经由本牵引单元CCU发送至主控占用CCU中。由其负责合理分配各制动力，同时经由牵引单元CCU将控制指令发送至各BCU与TCU中，使其能够对输出控制力进行有效控制。相比于制动系统自身分级控制方式，使用该种控制方式，虽然并不需要众多BCU硬件配置，运行工作量也相对较小。但其会在一定程度上增加CCU工作量，同时相关软件也需承受一定负载。

结束语：

综上所述，在基于TCN网络的动车组当中，常用的制动控制方式主要有制动系统自身分级控制，以及列出网络控制系统TCMS控制。二者均具有一定的优势与不足，相关工作人员在