【摘要】高速动车组的神经中枢系统就是列车网络控制系统，其执行着监控、保护以及诊断列车的任务，不仅是动车组的重要技术与中心系统，同时也是突破国外公司技术限制与垄断的关键。本文对自主研制的高速动车组列车网络控制系统的重要技术与应用状况进行了阐述，可供借鉴。

　　【关键词】高速动车组；列车网络控制系统；自主化研制

　　通过探讨现有高速动车组列车网络控制系统的硬件接口、控制软件、系统功能、通信协议以及关键性能参数，再根据动车组的运营经验，能够实现自主研制动车组列车网络控制系统。在动车组现有的技术体制、技术质量要求、电气接口、安装硬件的方法与尺寸以及性能、功能不变的基础上，实现了自主研制列车网络控制系统。

　　1.系统构造

　　1.1系统设备构造

　　远程无线传输装置、中央控制单元、C型输入输出模块、中继器、网关、人机接口显示屏、温度采集模块以及输入输出工作站等都属于动车组列车网络控制系统的设备。

　　1.2系统拓扑构造

　　高速动车组的列车网络控制系统的拓扑构造是由多功能车辆总线（即MVB）与绞式列车总线（即WTB）的二级子网共同构成的。

　　两个牵引单元共同组成了八辆编组动车组，一个MVB网段构成一个牵引单元，各个MVB网段都是由主链—分支的方式构成，中继器设置于各辆车中，其主要就是把各个牵引单元内的MVB拆解成许多个分支。MVB主干网络以及其他分支网络的通信不会因其中某个MVB分支出现问题而受到影响，这是主链-分支构造的优势所在。另外，有两个MVB分支分别安置于动车组的端车内，而这两个分支上分别重复设置了关键的网络设备。

　　各个牵引单元的MVB协议与WTB协议之间的互换都是借助网关来实现的，而WTB能够实现所有牵引单元之间的通信。另外MVB能够实现牵引单元内的通信控制网络与人机界面显示器、远程无线传输装置、中央控制单元、温度采集装置、分布式输入输出站、各个智能子系统控制器等设备之间的连接。而电缆可实现轴承温度传感器、烟雾探测器、厕所系统及车辆编码器等与分布式输入输出工作站之间的连接，然后再让牵引单元内部设备和工作站的车辆总线接口进行通信[1]。

　　2.高速动车组列车网络控制系统自主化研制及应用

　　2.1系统软件的自主化研制

　　①人机界面显示屏软件，主要涵盖设计诊断系统与设计界面。而其中设计界面主要包含处理故障信息、显示数据状况以及重复切换显示屏界面。设计人机界面是根据一致性规律、重要性规律、顺序规律、频率规律、功能规律、面向对象规律以及中心是用户的规律进行设计的。

　　人机界面显示屏的关键功能之一就是诊断列车的故障。检修列车故障的效率会因诊断系统的高效性而实现提升。诊断检修部门的故障与诊断在线故障是诊断系统对故障进行诊断的两个主要环节。其中诊断检修部门的故障主要包括：对功能受到制约的零部件予以找出、对零部件与正常功能时的状态差别进行介绍、提出相应的处理建议、管理故障与维护人员。而诊断在线故障则主要是对制约列车运行状况的因素进行明确，对故障进行辨别，通报、提示制约运行的因素，对作业说明予以提供，以及对数据进行储存，以便为检修部门对故障的更深入诊断提供服务。

　　②中央控制单元软件，其主要是实现监控其自身牵引单元内的车辆，对信息与命令的读取主要是通过WTB与外围设备来实现，然后再将反馈信息与控制信号传达给WTB。而像控制车载电源，稳定控制运行，控制受电弓与主断路器，监控并诊断火警系统、安全环与转向架，控制远端车钩与前端车钩，诊断车辆总线通信与列车总线通信，牵引生成控制单元的牵引设置点，控制与生成空调、车门、照明等高级命令，保护主变压器以及诊断装置等工作是由主CCU来完成的。除了要完成上述工作之外，占用端的列车级CCU还要对整个列车进行更高级别的把控，譬如通过司机安全装置对司机作业台上的控制元件进行评估，记载中心距离与速度，自动控制速度以及对控制进行解编或联挂等等[2]。

　　2.2系统硬件的自主化研制

　　人机接口显示屏，即HMI，其主要涵盖电源模块、存储器、CPU电路、外围接口电路以及显示器模块。

　　C型输入输出模块，其包含两组十六通道输入、两组十通道高速输入、两个DC 24V电源输出以及一组八通道输出。

　　MVB中继器，在各种EMD介质中，其能够实现用物理的方法连接各个MVB网段。在MVB网络中，倘若传输距离大于200米或者节点数量大于32个，则必须采用中继器。

　　中央控制单元，即CCU,其设计主要是运用特殊的背板总线构架与通用框架。由此背板总线组成的机箱能够通过整合不同的功能板卡来实现控制网络系统的工作。九类十四块板卡共同构成了CCU,其主要是多功能MVB板卡、电源启动板卡、中央处理单元CPU板卡、电源板卡、横披量输入/输出板卡、源边电流监控板卡、TCN网关板卡、输入/输出信号调理板卡以及110V二进制输入/输出板卡[3]。

　　温度采集模块，其主要是采集二十个通道的Pt100温度，各个采集通道都是运用四线制，模拟采集电路大部分借助十二位AD采样芯片，而输出采集电路而借助MVB通信接口。

　　输入输出工作站，其涵盖DC 110V输出模块、DC 110V输入模块、MVB总线模块、独立电源模块（110V/24V）以及主CPU模块。按照不同的需要，可以对不同个数的DC 110V输出模块与不同个数的DC 110V输入模块予以挂接，但都不能超过十二个。所有输出模块的DC 110V输出通道都有八个，而所有输入模块的DC 110V输入通道都有十六个。

　　2.3系统的应用

　　在北京铁路局的动车组上与广州铁路公司的动车组上都已经设置了自主研制的高速动车组列车网络控制系统，且前者已有超出40万km的载客运行里程，后者也已有超出60万km的载客运行里程。

　　3.结语

　　高速动车组的列车网络控制系统是高速动车组的重要技术与中心系统，在对其进行引进、消化及自主研制之后，还必须对其中心技术进行全方位的掌握，以使我国动车组实现更好地发展。

　　【参考文献】

　　[1] 刘长远,刘霄,李绍博.??列车网络控制系统安全性研究[J]. 城市轨道交通研究. 2013(04)

　　[2] 陈美霞,邵国栋,张军贤.??列车综合网络控制系统一体化设计研究[J]. 城市轨道交通研究. 2016(01)

　　[3] 盛伟.??轨道车辆网络控制系统的研究现状与发展趋势[J]. 科技与企业. 2014(08)