关键词：标动；单车网络；便携；智能自动化；静态调试
引言
动车组的动力形式主要有超级电容、蓄电池、内燃机、接触网等，现在生产的动车组多数是由接触网、内燃机单一动力源作为动车组的动力，单一的接触网动力源主要缺点是太过于依赖电气化铁路，从目前整个国际铁路规划来看，电气化铁道的建设还不完善，现在非电气化铁道还占有很大比率，所以，过于依赖电气化铁道的动车组不能满足市场的需求。从节能环保的角度考虑，石油在不久的将来不可能作为主要能源形式供给人类使用，即便不考虑环保，由于尾气的排放，在大中城市，也不会允许大功率内燃机车在市区使用。基于这种和谐环境的需求，研究出一种既节能又环保且能贯穿电气化铁道和非电气化铁道的混合动力动车组迫在眉睫，本文主要基于EEMU和DEMU这两种混合动力动车组的控制原理介绍其特殊的调试内容。
1调试工装设计需求
调试工装作为一台调试技术人员操作的控制设备，首先要实现动力集中动车组在无动力车下的拖车(包括控制车)调试工作;其次要满足操作简单、安全、维护方便等要求。工装在控制上需实现下列功能:(1)模拟动力车与控制车WTB总线数据交互功能;(2)模拟动力车与拖车的Lonworks总线交互的数据通信;(3)模拟将接收到的控制车信息及拖车状态信息进行界面显示功能;(4)模拟动力车发送的控制指令及机车的相关子系统通信故障信息来源;(5)模拟动力车本地的数字量输入输出来源。
2标准动车组单车网络智能调试设备设计与应用
2.1MVB总线通信机制单车网络调试试验中，由于各节车辆都是解编的，所涉及到的列车通信网络（TCN）主要应用MVB车辆总线部分，该总线是一种串行数据通信总线，主要用于互操作性和互换性要求的互联设备之间的数据通信，通过该网络可实现车辆内数据的采集和控制。每个时刻，MVB总线通信系统由作为通信发起者的单一总线主设备，其他设备作为总线从设备。总线传输的数据分为周期性数据和非周期性数据。由于MVB网络是静态配置网络，总线主设备按照应用程序预配置的周期扫描表（主要是周期数据请求）通过发送主帧来周期性地轮询从设备的源端口，接受轮询的源端口会把预先寄存的周期数据以从帧的形式发送到总线上，相应的宿端口会读取解析这些数据。
2硬件方案设计
硬件设计部分包括：便携式一体机、MVB网卡、MVB通信线缆。结合国内相关高铁制造企业既有单车网络试验装置的优缺点和生产调试车间在大量实际调试工作中遇到的问题，单车网络智能调试设备的硬件选型要满足以下几点要求：1）设备整体轻量化、高集成、监控主机显示屏一体；2）主机配备PCI－E、PCI104和USB扩展口等；3）MVB网卡冗余设计具有稳定通信性能；4）通信介质能有效抵抗电磁等因素干扰。为了有利于用户能够便捷高效地开展试验工作，在便携式一体机的外型尺寸上选择长×宽×高为370×270×80mm，质量≤7kg的机型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于MVB网卡需要直接从电脑主板上接入电源，应该选择和电脑主板的工作电压一致或相近的MVB网卡；在给MVB网卡通电时，网卡内部需要进行自启动初始化处理，并且该网卡需要支持4096个过程变量端口（源端口和宿端口），16～256位可配置。MVB通信线缆选择的是符合铁路行业标准的EMD屏蔽双绞线，该线缆本身的结构特点可以起到防止信号串扰的效果，保证网络数据传输的准确性。
2.2变量服务与消息服务
实时协议是提供车辆内或者车辆间的通信协议，规定了两种主要的应用通信服务:变量服务和消息服务。变量服务:是为解决时间紧迫数据或过程变量能够迅速发送出去而制定的，过程变量都是有短数据组成的，二进制布尔型变量只有一位或两位，模拟变量有十六位或三十二位，如果过程变量逐一传送效率低下，所以将多个数据帧组合在一个过程数据帧发送出去。有时候在列车通信网络上的许多地方的其他设备同时需要一处的过程数据，所以过程数据往往都是采用广播的形式发送出去，在传送过程数据的时候采用源地址标识，所以称为源寻址广播。过程数据的通信过程是由总线主设备发起的，总线主发起一个主帧，该主帧含有过程数据标识符(源地址)，总线上的所有从设备都接收该主帧，收到后与自己的源地址比较，如果是相同的则该设备作为源设备广播一个从帧，总线上的其他从设备都要接收该从帧，至此一轮通信完成。
2.3EEMU动态调试EEMU动车组动态例行试验与高速动车组主要有以下区别：（1）接触网供电时混合动力动车组的动态性能混合动力动车组除需测试在接触网供电时的动态性能之外，还得测试在动态过程中给动力蓄电池的充电能力以及制动时电制动反馈能量的吸收性能。（2）动力蓄电池供电时混合动力动车组的动态性能混合动力动车组在无接触网供电时，启用动力蓄电池给车辆的牵引、辅助系统供电，此时，混合动力动车组所有系统的动态性能需和用接触网供电时的动态性能一样，且还考察蓄电池的储能能力以及制动时电制动反馈能量的吸收性能。
2.4多车型通信测试依次选择TC01、M02、TP03和M04单车通过带有电气接口，长度为30m（满足单节车辆长度）的EMD屏蔽双绞线和智能调试设备连接测试。第一步，车上调试人员按照试验项点的要求闭合车上直流柜或控制柜中对应设备的继电器开关，在上位机试验监控记录界面观察测试结果的反馈输出；第二步，在上位机试验监控界面切换手动试验模式，选择需要指令控制输出的试验项点，执行操作后由车上调试人员观察对应线号继电器的吸合状态，并且在验界面上也可以观察到该操作的反馈输出。
结语
标动单车网络智能调试设备从方案设计、硬件器材选型、软件开发到设备一体化测试，均严格铁路行业标准执行。目前，所研究设计的智能调试设备已在青岛四方股份完成中国标动多种车型的单车网络调试工作，满足了工业现场在产能升级背景下静态调试工艺对单车网络辅助测试设备的需求。
参考文献
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论文作者:刘欢,赵庆龙,陆东宇,吴天宇,张阳,吴艳鹏
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/28