李永俊

(北京鐵路局北京動(dòng)車段 北京 102600)

1 研究背景

現(xiàn)階段長(zhǎng)編組CRH380BL型動(dòng)車組在開(kāi)展三級(jí)檢修時(shí)，必須解編后再將1～8車及9～16車分別架車檢修，由于解編后列車通訊環(huán)路、供電及供風(fēng)環(huán)路中斷，中央控制單元CCU對(duì)車載設(shè)備失去控制，導(dǎo)致列車的兩個(gè)獨(dú)立單元只能進(jìn)行無(wú)電檢修，待無(wú)電狀態(tài)檢修作業(yè)完成，列車恢復(fù)編組后進(jìn)行整列供電調(diào)試。在這種檢修模式下，供電工序和無(wú)電工序無(wú)法同時(shí)進(jìn)行，對(duì)車輛故障狀態(tài)確認(rèn)及處理的難度極大，并造成整車調(diào)試周期的延長(zhǎng)。下文通過(guò)研究整列調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目，分類匯總調(diào)試階段各類故障，探索將中壓調(diào)試試驗(yàn)及故障處理前移至架車檢修階段，實(shí)現(xiàn)非編組情況下，兩個(gè)獨(dú)立單元分別進(jìn)行中壓調(diào)試試驗(yàn)的目的，提高故障處理效率，優(yōu)化調(diào)試周期，提升調(diào)試臺(tái)位利用率。

2 CRH380BL型動(dòng)車組三級(jí)修介紹

2.1 檢修流程

CRH380BL型動(dòng)車組三級(jí)修檢修現(xiàn)階段修時(shí)為26天，檢修流程總計(jì)包括以下幾道工序：接車鑒定、拆卸架車、車體狀態(tài)檢修、組裝落車、稱重測(cè)量、靜態(tài)調(diào)試、動(dòng)態(tài)調(diào)試、交車等，初步具備上線運(yùn)行條件。

2.2 靜態(tài)調(diào)試作業(yè)內(nèi)容

(1)低壓試驗(yàn)內(nèi)容：集中在110 V供電作業(yè)范圍，包括內(nèi)外部照明、電子標(biāo)簽及受電弓低壓試驗(yàn)。

(2)中壓試驗(yàn)內(nèi)容：主要集中在中壓380 V供電作業(yè)范圍，包括空調(diào)系統(tǒng)、主輔空壓機(jī)、各類冷卻風(fēng)機(jī)、旅客信息系統(tǒng)以及衛(wèi)生間、廚房、電茶爐、內(nèi)外端門等內(nèi)部服務(wù)設(shè)施負(fù)載。

(3)高壓試驗(yàn)內(nèi)容：主要集中在高壓25 kV供電作業(yè)范圍，可對(duì)受電弓、主變壓器、變流器、牽引電機(jī)等進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 存在的主要問(wèn)題

(1)由于調(diào)試故障無(wú)法前移處理，突發(fā)故障成為制約整車檢修進(jìn)度的主要因素。整車檢修中涉及一次、二次及三次檢修故障明細(xì)，檢修故障明細(xì)的排查及處理進(jìn)度制約著整車交車進(jìn)度。

(2)調(diào)試故障處理存在安全隱患。鑒于安全規(guī)定，部分故障需要在動(dòng)車組及接觸網(wǎng)斷電后再進(jìn)行處理，又因動(dòng)車組調(diào)試周期較短，為了使動(dòng)車組能夠按計(jì)劃完成調(diào)試，夜間故障處理成為檢修常態(tài)，存在夜間作業(yè)的人身安全隱患。

(3)因調(diào)試臺(tái)位未安裝專業(yè)的更換大部件的設(shè)備，對(duì)涉及大部件的故障處理存在極大困難。臨時(shí)變更檢修計(jì)劃，需要將故障動(dòng)車組調(diào)至臨修庫(kù)或再次解編架車進(jìn)行故障處理，嚴(yán)重影響了動(dòng)車組調(diào)試試驗(yàn)效率及整體試驗(yàn)進(jìn)度。

3 中壓供電試驗(yàn)MVB調(diào)試平臺(tái)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

(1)提前發(fā)現(xiàn)并處理動(dòng)車組在整列調(diào)試期間的重大故障，在架車階段為更換大部件創(chuàng)造有利條件。

(2)為空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門、刮雨器、外部照明、塞拉門等關(guān)鍵設(shè)備檢修及故障處理提供安全便利的檢修場(chǎng)地。

(3)提前完成動(dòng)車組調(diào)試初期作業(yè)耗時(shí)較長(zhǎng)且處于關(guān)鍵工序的試驗(yàn)項(xiàng)目。

(4)提前發(fā)現(xiàn)并處理調(diào)試常規(guī)故障，減少或避免夜間加班處理調(diào)試故障。

(5)調(diào)試故障提前發(fā)現(xiàn)可增加配件的調(diào)配供應(yīng)周期，減少因配件供應(yīng)不及時(shí)造成的調(diào)試進(jìn)度延誤。

(6)充分利用架修期間動(dòng)車組的檢修作業(yè)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)調(diào)試工序與狀態(tài)修工序的互聯(lián)互通，進(jìn)一步優(yōu)化作業(yè)時(shí)間30%以上。

(7)空調(diào)系統(tǒng)試驗(yàn)及故障處理，檢查司機(jī)室及客室空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向、風(fēng)門運(yùn)行狀態(tài)、溫度傳感器及空調(diào)壓力值檢測(cè)等。

4 中壓供電試驗(yàn)MVB調(diào)試平臺(tái)設(shè)計(jì)

中壓調(diào)試專用設(shè)備通過(guò)MVB實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接入，利用可視化界面顯示當(dāng)前被監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)，大幅度提高動(dòng)車組的調(diào)試效率，降低調(diào)試出錯(cuò)的概率。

4.1 列車網(wǎng)絡(luò)概述

CRH380BL型動(dòng)車組的信息傳輸系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)車組功能的關(guān)鍵，也是其監(jiān)控和診斷的核心。

CRH380BL型動(dòng)車組的通信控制系統(tǒng)構(gòu)建基于TCN標(biāo)準(zhǔn)，由列車總線WTB和車輛總線MVB構(gòu)成，均為兩路冗余。WTB連接兩個(gè)牽引單元，使它們之間能進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)交換；MVB將位于同一車輛或不同車輛中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備連到列車通信網(wǎng)絡(luò)上。這一切的基礎(chǔ)是TCN網(wǎng)關(guān)，它負(fù)責(zé)WTB和MVB兩個(gè)總線之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和路由任務(wù)，車輛網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 車輛網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

4.2 MVB通訊原理

多功能車輛總線MVB是特定用于連接同一車廂的設(shè)備到列車通信網(wǎng)絡(luò)的總稱，層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。MVB總線能夠?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的傳輸提供路徑，列車上所有的控制和故障診斷等信息，都可以依賴MVB總線進(jìn)行傳送，支持多種設(shè)備的掛接，提高了設(shè)備兼容性和互聯(lián)性。

為了實(shí)現(xiàn)雙向通信，通信各方將功能模塊分成讀和寫2個(gè)模塊。發(fā)送端將待發(fā)送的數(shù)據(jù)分成若干個(gè)固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)子包，通過(guò)寫模塊將數(shù)據(jù)子包按順序通過(guò)MVB總線發(fā)送給接收端，通過(guò)讀模塊獲取總線狀態(tài)數(shù)據(jù)。

圖2 MVB總線的層次結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)MVB總線通信協(xié)議，MVB總線的邏輯端口分為源端口(sourceport)和宿端口(sinkport)，寫模塊通過(guò)源端口將數(shù)據(jù)寫入到MVB總線，讀模塊中通過(guò)宿端口從MVB總線讀取數(shù)據(jù)。發(fā)送端寫模塊中使用的源端口數(shù)目及每個(gè)端口的帶寬與接收端讀取模塊中使用的宿端口數(shù)目及每個(gè)端口的帶寬完全一致?；诖_認(rèn)方式的通信協(xié)議示意如圖3所示。

圖3 消息傳輸協(xié)議示意圖

4.3 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)MVB通訊原理，將CRH380BL型動(dòng)車組MVB調(diào)試平臺(tái)設(shè)計(jì)為PC機(jī)+MVB網(wǎng)卡方式的集成系統(tǒng)，最大限度降低系統(tǒng)復(fù)雜程度，提高可靠性，功能框架圖如圖4所示。

圖4 功能框架圖

4.4 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)的原則為：最大限度做到系統(tǒng)集成化，降低系統(tǒng)復(fù)雜程度，提高系統(tǒng)可靠性。

MVB網(wǎng)卡采用業(yè)界最為穩(wěn)定的Duagon產(chǎn)品，產(chǎn)品必須具備如下功能：設(shè)備狀態(tài)、過(guò)程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)、總線管理器，同時(shí)需要具備用戶可編程性能，并提供軟件二次開(kāi)發(fā)工具包。

4.5 軟件設(shè)計(jì)

由于交互式圖形界面軟件設(shè)計(jì)較為專業(yè)，文中僅對(duì)軟件架構(gòu)進(jìn)行相關(guān)約束，實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)由第三方公司實(shí)施，CRH380BL型動(dòng)車組MVB調(diào)試平臺(tái)軟件功能模塊可以劃分為初始化模塊、命令下發(fā)模塊、狀態(tài)反饋模塊、界面顯示模塊。借助一臺(tái)帶有MVB板的模擬通信計(jì)算機(jī)驗(yàn)證CRH380BL型動(dòng)車組中壓供電試驗(yàn)MVB調(diào)試平臺(tái)的功能，此臺(tái)模擬通信計(jì)算機(jī)用于模擬動(dòng)車組的MVB網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，用于接收CRH380BL型動(dòng)車組中壓供電試驗(yàn)MVB調(diào)試平臺(tái)發(fā)出的信號(hào)，及模擬發(fā)送動(dòng)車組設(shè)備狀態(tài)信號(hào)。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段該中壓試驗(yàn)設(shè)備已完成初步設(shè)計(jì)，并在CRH380BL型動(dòng)車組解編狀態(tài)下進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)驗(yàn)證在試驗(yàn)中可完成中壓調(diào)試試驗(yàn)內(nèi)容，提高了故障處理效率，優(yōu)化了調(diào)試周期，提升了調(diào)試臺(tái)位利用率?！?/p>