基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組常用制動控制方式分析與研究獲獎科研報告關(guān)鍵詞：TCN網(wǎng)絡(luò);動車組;制動控制

引言：

當(dāng)前，我國正在運(yùn)行的大多數(shù)動車組中，運(yùn)用TCN通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各系統(tǒng)的相互連接與各項指令信息的發(fā)送、接收。本研究一方面可為人們了解采用TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組控制系統(tǒng)提供相關(guān)理論參考，并有效豐富該領(lǐng)域的理論研究。另一方面，也能夠為優(yōu)化基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組制動控制指明方向，給予相應(yīng)實踐依據(jù)。

一、基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組的控制系統(tǒng)基本構(gòu)成

在采用TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，其主要組成部分除了TCN網(wǎng)關(guān)之外，一般包括主處理單元與遠(yuǎn)程輸入輸出模塊、監(jiān)視器等，各系統(tǒng)協(xié)同合作，使得動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)有效用得以發(fā)揮至最大。其中，TCN網(wǎng)關(guān)中設(shè)有兩個接口，用于完成列車與車輛總線間的信息轉(zhuǎn)換以及路由任務(wù)，使得列車級和車輛級總線網(wǎng)絡(luò)信息能夠?qū)崿F(xiàn)高效、安全、穩(wěn)定的交互傳輸，確保兩級總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)能夠得到合理分配，從而使得列車軌道交通具有更高的安全性。主處理單元則主要負(fù)責(zé)列車控制，列車全部子系統(tǒng)均需經(jīng)由車輛總線以及主處理單元完成信息數(shù)據(jù)的通信與交互傳輸[1]。基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組中的牽引單元通常為4-4形式或是3-2-3形式，MVB即多功能車輛總線負(fù)責(zé)完成牽引單元中所有系統(tǒng)之間的通訊傳輸。而各牽引單元在通訊傳輸時，則主要利用TCN網(wǎng)關(guān)以及WTB即鉸接式列車總線。

二、基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組常用制動控制方式分析

（一）制動系統(tǒng)自身分級控制

基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組常用制定控制方式之一，即為制動系統(tǒng)自身分級控制。在這一控制方式中，不同制動所管理的對象也不盡相同，如列車與單元制動分別負(fù)責(zé)管理TBM與SBM，本地BCU則只負(fù)責(zé)控制單車制動。各牽引單元頭車BCU同時具有BCU功能與SBM功能。本地BCU負(fù)責(zé)將包括車身當(dāng)前自重與可用空氣制動力等在內(nèi)的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)，及時傳輸至SBM，待其成功接收后再迅速向TBM發(fā)送關(guān)于本牽引單元的各項信息。一旦觸發(fā)動車組常用制動，此時TBM將通過結(jié)合其接收得到的，對應(yīng)著制動級位的減速度要求，并參考全列車重對空氣制動力、電制動力等各項所需施加制動力進(jìn)行準(zhǔn)確計算。而后根據(jù)發(fā)送于各牽引單元SBM的可用空氣與電制動力，對所需施加制動力進(jìn)行優(yōu)化分配。TBM將百分比形式的制動指令及時發(fā)送至SBM，由其負(fù)責(zé)向本牽引單元各BCU，轉(zhuǎn)發(fā)制動指令。無論是SBM還是本地BCU等均需要依照自身可用制動力完成換算。使得可用制動力值可以用實際制動力值進(jìn)行表示，此時BCU與TCU分別對輸出空氣制動力與輸出電制動力進(jìn)行有效控制。

整體來看，采用制動系統(tǒng)自身分級控制方式，制動系統(tǒng)基本能夠完成常用制動管理與執(zhí)行等功能，BCU之間經(jīng)由WTB或MVB完成常用制動指令的高效傳輸。尤其是通過將MVB信號校驗位加至BCU軟件中，對信號傳輸可靠與否進(jìn)行有效檢查，能夠使得信號傳輸具有較高的質(zhì)量水平[2]。BCU控制對順利執(zhí)行動車組防滑保護(hù)策略也具有一定的積極效用。但采用該控制方式，所需BCU硬件配置較多，且運(yùn)行工作量也相對較大，因此需要相關(guān)工作人員結(jié)合動車組實際制動控制需求與具體情況，合理選用相應(yīng)制動控制方式。

（二）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)TCMS控制

在基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組中，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)TCMS控制是其另一大常用制動控制方式。在該種制動控制司機(jī)室所在頭車中，其中央控制單元被主控單元占用，負(fù)責(zé)執(zhí)行接收有常用制動控制的指令或是完成制動力的計算與分配等功能?；舅嘘P(guān)于空氣制動的信息均交由BCU進(jìn)行統(tǒng)一發(fā)送，經(jīng)由CCU發(fā)送的各項制動指令則交由BCU進(jìn)行統(tǒng)一執(zhí)行。而包括制動力計算與分配等在內(nèi)的其他功能，不由BCU負(fù)責(zé)。CCU無需經(jīng)由BCU即可直接將電制動指令發(fā)送給TCU。事實上，在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)TCMS控制方式中，BCU只負(fù)責(zé)執(zhí)行空氣制動指令。BCU與TCU需要向本牽引單元CCU實時準(zhǔn)確發(fā)送車重以及空氣制動和電制動可用值等信息，牽引單元當(dāng)中的各項相關(guān)信息，則經(jīng)由本牽引單元CCU發(fā)送至主控占用CCU中。由其負(fù)責(zé)合理分配各制動力，同時經(jīng)由牽引單元CCU將控制指令發(fā)送至各BCU與TCU中，使其能夠?qū)敵隹刂屏M(jìn)行有效控制。相比于制動系統(tǒng)自身分級控制方式，使用該種控制方式，雖然并不需要眾多BCU硬件配置，運(yùn)行工作量也相對較小。但其會在一定程度上增加CCU工作量，同時相關(guān)軟件也需承受一定負(fù)載。

結(jié)束語：

綜上所述，在基于TCN網(wǎng)絡(luò)的動車組當(dāng)中，常用的制動控制方式主要有制動系統(tǒng)自身分級控制，以及列出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)TCMS控制。二者均具有一定的優(yōu)勢與不足，相關(guān)工作人員在