■ 夏益韜 湯恒舟 陳美霞

夏益韜：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司智能產(chǎn)品研發(fā)部，工程師，江蘇 南京，210031

湯恒舟：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司智能產(chǎn)品研發(fā)部，教授級高級工程師，江蘇 南京，210031

陳美霞：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司智能產(chǎn)品研發(fā)部，高級工程師，江蘇 南京，210031

低地板有軌電車因具有上下車方便、站臺低、曲線半徑小及環(huán)保等優(yōu)勢受到關(guān)注。目前我國低地板有軌電車需求量不斷增加，作為核心部分之一的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展及國產(chǎn)化同樣受到關(guān)注。國產(chǎn)化低地板有軌電車的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)具有實時監(jiān)測車輛及子系統(tǒng)狀態(tài)、故障分析診斷及控制等功能。

1 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

低地板電車配置較為靈活，可采用三模塊、五模塊及七模塊編組，動力單元及其他控制設(shè)備分布在其中，因此列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用分布式現(xiàn)場總線（采用CAN總線、MVB總線或以太網(wǎng)總線）技術(shù)，整條列車總線貫穿車輛，所有子系統(tǒng)通過串行接口（如牽引、輔助、制動、門、空調(diào)、乘客信息）或I/O接口（如繼電器、接觸器、斷路器）接入列車總線，以便與車輛控制單元交換信息。車輛控制單元將對所有信息進(jìn)行分析診斷，用于人機(jī)界面的顯示、故障分析并進(jìn)行功能控制。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。

圖1 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（五模塊、MVB總線）架構(gòu)

2 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)功能

低地板有軌電車列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有駕駛輔助功能及維護(hù)輔助功能（見圖2），主要幫助司機(jī)駕駛及維護(hù)人員的維護(hù)，盡可能減少車輛停運維護(hù)時間，提高車輛利用率。

2.1 駕駛輔助功能

2.1.1 狀態(tài)顯示

應(yīng)清晰精確顯示列車、子系統(tǒng)及重要設(shè)備的狀態(tài)，狀態(tài)顯示主要包括列車方向、牽引輔助狀態(tài)、制動狀態(tài)、空調(diào)狀態(tài)及車門狀態(tài)等。確保能夠精確顯示每一個重要設(shè)備的狀態(tài)，盡可能地真實反映設(shè)備的實際運行情況，以便引導(dǎo)司機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2.1.2 故障顯示

故障顯示包含故障診斷，此類故障診斷顯示在人機(jī)界面上，幫助低地板電車司機(jī)定位故障，此類故障不需要定義到最小可更換單元，主要目的是提示和指導(dǎo)司機(jī)操作及應(yīng)急處理，方便司機(jī)及調(diào)度人員進(jìn)行決策。針對多因素故障，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)盡可能地明確具體原因，如隔離開關(guān)打開，能夠明確示意司機(jī)是故障導(dǎo)致的隔離開關(guān)打開還是人為因素打開等。

2.1.3 人機(jī)界面要求

盡可能少用色彩并能示意明確，使用藍(lán)色系作為人機(jī)界面的主色，同時使用形象簡潔的圖標(biāo)顯示。在設(shè)計人機(jī)界面時，考慮采用暗艙設(shè)計原則，故障時使用紅色、橙色、黃色進(jìn)行提示；無故障時不使用過于醒目的顏色擾亂司機(jī)或操作者的視線。

2.1.4 控制功能

由于低地板有軌電車的設(shè)備安裝空間有限，因此列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)參與列車控制，以便減少硬線、繼電器，同時可以通過觸摸屏替代指令控制按鈕等，使司機(jī)室設(shè)計更智能化。人機(jī)界面可設(shè)置升降受電弓按鈕、霧燈按鈕、照明開關(guān)、刮雨器開關(guān)、司機(jī)窗戶除霜按鈕、客室空調(diào)設(shè)置按鈕及乘客信息設(shè)置按鈕等。

列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制功能不僅實現(xiàn)控制邏輯的軟件化，同時還針對各種異常、故障進(jìn)行設(shè)計，依據(jù)故障導(dǎo)向安全原則，確保列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制功能，在實現(xiàn)控制的同時還能夠全力確保列車的安全運行及相關(guān)人員的生命安全。低地板有軌電車的控制功能主要包括操作指令控制、牽引制動控制、空調(diào)控制等。

當(dāng)?shù)偷匕逵熊夒娷嚵熊嚲W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制功能中斷（失效）或預(yù)估操作目的與實際執(zhí)行目的不一致時，能提示司機(jī)具體的失效原因。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)監(jiān)視控制輸出，以便確認(rèn)指令是否有效執(zhí)行，從而縮短司機(jī)或維護(hù)人員查找故障原因的時間，盡快修復(fù)列車。2個控制功能示意見圖3。圖3（a）中，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采集牽引制動指令并診斷發(fā)送給牽引控制單元及制動控制單元執(zhí)行指令，當(dāng)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)檢測到牽引制動指令同時激活時，自動施加快速制動將列車停下，并通知司機(jī)是由于牽引制動指令錯誤導(dǎo)致的安全停車。圖3（b）中正常時司機(jī)或維護(hù)人員推動牽引手柄，牽引允許指令激活，牽引變流器執(zhí)行牽引工況。異常時司機(jī)或維護(hù)人員推動牽引手柄，牽引變流器不執(zhí)行牽引工況，此時列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能及時通知司機(jī)或維護(hù)人員牽引允許未激活的具體原因（如門未鎖閉、制動未緩解或旁路開關(guān)未打開等）。

圖2 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)功能

2.2 維護(hù)輔助功能

2.2.1 故障記錄

故障記錄中的故障診斷應(yīng)清晰詳細(xì)，維護(hù)人員可通過維護(hù)電腦查看具體故障（一般可以診斷到最小可更換單元），同時包括故障數(shù)據(jù)的環(huán)境數(shù)據(jù)，以便維護(hù)人員能夠快速找到故障點。維護(hù)電腦具有專家知識系統(tǒng)，幫助維護(hù)人員快速定位識別故障。

2.2.2 事件記錄

事件記錄儀采用實時連續(xù)記錄，在一般情況下可不下載，但當(dāng)出現(xiàn)重大問題或重大事故時可查看事故之前及之后部分時間列車的狀態(tài)，用于仲裁確認(rèn)事件。事件記錄儀主要記錄時間、列車速度、駕駛模式、手柄位置、運行區(qū)間、重要旁路開關(guān)、重大操作及重要設(shè)備狀態(tài)等信息。

圖3 控制功能示意

2.2.3 維護(hù)提示

低地板有軌電車列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)還具備預(yù)防性維護(hù)提示功能，主要包括里程維護(hù)提示、時間維護(hù)提示、砂箱砂位提示及輪緣潤滑液位提示等，以便維護(hù)人員及時進(jìn)行列車維護(hù)，確保列車性能。

3 結(jié)束語

列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在低地板有軌電車中的應(yīng)用有效減少了設(shè)備安裝及布線施工，并能確保列車的可靠性與安全性，同時列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用能方便司機(jī)和維護(hù)人員查看列車及子系統(tǒng)運行狀態(tài)，幫助司機(jī)和維護(hù)人員快速分析處理故障，有效輔助維護(hù)人員對列車維護(hù)等。隨著列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不斷地深入應(yīng)用，低地板有軌電車將會更加數(shù)字化、信息化和智能化。

[1]苗彥英. 低地板有軌電車車輛技術(shù)特征[J]. 城市交通，2013(4)：39-43.

[2]徐軍，楊小風(fēng)，劉康，等. 100%低地板現(xiàn)代有軌電車國產(chǎn)化實現(xiàn)方式和建議[J]. 城市軌道交通研究，2013(10)：23-25.