摘要：高速动车组在设计的过程中使用的控制设备有着较高的要求，列车控制现在已经成为列车运行过程中最为重要的一个环节，也是高速列车发展的重点目标。文章就此问题进行分析，希望能给有关从业人员以启发。
关键词：高速动车；网络控制；输入输出设备
1 前言
高速动车组在进行运行的过程中要对其进行控制的话则会有着较大的压力，不仅网络控制十分复杂而容易出现不稳定和信息丢失等问题，在运行的过程中使用的数据也是重中之重，文章分析了列车网络控制的过程中使用的数字量输入输出设备。
2 高速动车组远程监控系统网络的构建
Internet/Intranet和LON网络是高速动车组远程监控系统在远程地面站点与列车设备之间传输监控信息的主要网络。具体先由远程地面站点发出监控指令，后经Internet/Intranet传输到各高速动车组的监控主站；然后再由主站通过LON网络，按照地面站点发出的监控指令查询需要的信息，再通过Internet/Intranet将查询到的信息发送出去，最后到达地面站。
高速动车组的远程监控系统采用WinSock通信来传输监控数据，监控系统的通信协议选择TCP。系统在进行通信时首先需要为通信双方建立连接，并由一方请求另一方。本文中远程监控系统的通信双方是指远程地面站点和列车，其中请求方为列车。由于不可能做到让每列车都拥有自己固定的域名或IP地址，所以在这个系统中会引入网络通讯服务器使其通过Internet节点直接接入网络。列车中的自动门控制系统、照明设备、空调设施等都属于被监控的列车设备，同时列车中设有监控从站和主战，其中从站负责列车每一节车厢内的设备，主要设在每节的车厢的乘务室；主站主要负责监控列车所有车厢的设备情况，设在列车的总控室内，同时接受地面站点的远程监控。
3 高速动车组远程监控系统的诊断
从多学科理论发展来看高速动车组远程监控系统故障诊断技术，其具有很强的学科交叉性。如现代人工智能学科的不断发展、信号处理技术的不断加强、控制理论和模式识别理论的逐渐成熟，这些现代先进科学理论的迅速发展和成熟为解决远程监控系统的故障诊断问题打下了坚实的理论基础，随之产生了各种能够有效解决问题的具体办法。所以有关远程监控系统的故障诊断技术也得到了快速发展，在技术进步和需求扩大的驱动下，一些动态系统的诊断专家系统已经达到了实际应用的水平。但是随着高速动车组的远程监控系统也在日趋先进化和复杂化，且目前我国高速动车组远程监控系统比较滞后、其参数时变性和非线性、祸合度等都有不同程度的变化和加强。同时监控系统的数学模型也越来越复杂，所以此时已经不在适用传统的基于系统模型的故障诊断方法了。因此本文主要选择人工智能作为高速动车组远程监控系统诊断的技术方法，人工智能已经成功的故障诊断领域进行实际应用。人工智能技术与传统系统故障诊断的结合，将其提升到了更高的技术水平，远程监控系统的智能化诊断水平。能够在一定程度上解决传统诊断方法存在的一些的局限和问题，和复杂监控系统的故障诊断问题。专家系统、古樟树、神经网络、实例推理等都是目前比较常用的远程监控系统故障诊断的智能方法和技术。
3.1 牵引动力配置方式以动力集中方式为主
我国高速动车组的牵引动力配置方式主要有动力分散方式和动力集中方式。动力集中方式是一种较为传统的电力牵引模式，使用历史久，技术相对成熟，而且使用的范围广泛，动力集中型动车组是由日本首创，近年在欧洲得到广泛推广与应用。
随着科学技术的发展进步，我国在动力分散型动车组的设计上取得了一定成就。例如“中原之星”动车组、“先锋号”动车组以及CRH系列动车组。“和谐号”CRH系列动车组，是由十六台三相异步牵引电动机均匀地安置在四辆动车的地板下，由每台电机驱动一根车轴，十六台电机共同合作就让整个动车组高速运行起来了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是动力分散型的技术仍不够成熟，还处在起步阶段，而且资金投入大、技术要求高，因此，我国高速动车组的牵引动力配置方式仍以动力集中方式为主。
3.2 我国高速动车组以直流传动制式为主
直流传动制式和交流传动制式是高速动车组牵引传动制式的两种方式。在我国，主要铁路上的高速动车组，多数采用直流传动制式，对交流传动制式的使用较少。相比，在国外，先进的科学技术使得交流传动制式的高速动车组具有显著优越性，市场前景广阔。因此，多数生产厂商也已经停止了对直流传动机车的生产，多采用交流传动方式的牵引技术。我国高速电动车组的发展由于技术的不成熟，缺乏创造性，对于交流传动技术的应用也才刚刚起步。
4 高速动车组牵引传动控制系统的仿真方案
4.1 进行高速列车内外部环境仿真
列车的内部环境不仅包括牵引传动控制系统，还包括网络系统等，外部环境包括牵引供电系统、线路的地理条件和轨道等。通过对内外部环境的仿真模拟，能够对列车在运行过程中可能出现的问题进行预测，并提前找到解决方案，避免实际运行过程出现差错，减少损失。以青藏铁路为例，高原缺氧、低温、强烈的紫外线以及高原冻土是铁路运输所面临的外部环境，这些对列车的控制系统提出了更高要求，因此内外部环境的仿真有其必要性。内外部环境的仿真模拟可以为牵引传动控制系统的优化提供保障。
4.2 进行三维视景仿真
随着数字化进程的发展，各行业信息化建设也加紧了步伐，铁路业也应紧跟时代步伐，为驾驶司机提供三维视景。传统的二维视景数据单一、抽象，只能展现宏观的景象概况，在细节上有局限性。而司机室三维视景仿真，能给司机提供丰富的环境信息，使司机更加清楚地了解在目前操作下，牵引传动系统的整体工作状态。当三维视景达到最佳效果，司机的临场感也会大大增强，从而集中司机注意力，调动其积极性，提高工作效率。
4.3 高速动车组牵引变压器热仿真
牵引变压器是高速动车组牵引传动系统中的关键部件，列车运行过程中的安全性与其密切相关。因此，为保障列车运行的安全性，需要研究高速列车牵引变压器的温度随列车实际运行发生的变化，对其进行冷却降温处理。由于变压器具有复杂的结构，并且涉及对热学、电磁学等多门科学的同时运用，因此研究模拟较为困难。但是预算和控制变压器内部的温升对于牵引变压器的研究具有重要意义。为此，国内外的众多专家也做了很多研究。
变压器作为一个复杂的系统，各个参数之间的关系也非常复杂。要想在列车运行中准确地计算出各个点的温度是很困难的，因此需要简化后再计算。铁芯和绕组产生的损耗是变压器的主要热源，热量会由变压器内部传导到表面。可以通过变压器内部油的对流，把来自铁芯和绕组的热量传给油箱壁，被加热的油箱壁通过周围的空气对流把热量散走，从而达到冷却变压器的目的。做一个具有特殊形状、容易散热的冷却器，把变压器中的油利用油泵，打入油冷却器，冷却后再返回到油箱中，从而带走热量，为牵引变压器降温。
5 结语
告诉列出租在运行的过程中综合应用了多个学科的具体知识，因而表现出一定的复杂性，但是同时也实现了控制的自动化，一定程度上提高了信息安全性可控性，列车运行过程中必须要透彻的分析相关网络信息传输过程，确保高速列车组的运行安全。
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论文作者:王莹,张锐刚,张荣佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
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