李建新

摘 要：本文针对CR400AF型动车组网络系统中的以太网进行概述，重点突出以太网在标准动车组故障时的应用及对车载设备的软件升级和维护，从而突出以太网给故障处理等检修作业带来的高效便捷。

关键词：网络控制系统；以太网；拓扑；网关模块

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.064

1 关于CR400AF型动车组以太网简介

首先我们介绍一下CR400AF型动车组网络控制系统（以下简称TCMS），TCMS作为列车中枢神经系统，通过贯穿列车的总线进行信息传输，对车辆运行和车载设备动作的相关信息进行集中管理，实现车辆逻辑控制、状态监视、故障诊断及测试功能，从而保证列车安全可靠的运行，为司机和乘务员的操作提供有效指导，为设备的维护保养和乘客的服务提供支持。

其中网络拓扑TCMS采用TCN+以太网（环形）拓扑架构，TCN为两级总线式拓扑结构，分为列车级总线WTB总线和车辆级，同样的以太网也分为列车级和车辆级。列车级以太网（ETB总线），采用100BASE-TX，全双工模式，ETB总线传输速率为100Mbit/s。以太网总线主要用于TCMS程序上载，TCMS和CI在线监测等功能，对应每个网络单元设置一台以太网交换机（1/8车各设置两台以太网交换机，其中一台供重联用），用于以太网通信。车辆级ETB通信在8辆动车组的情况：

1号车车辆级ETB通信包括2个分支--分支1，以太网交换机1（ETBN）以太网交换机1接口设备包括：充电机控制单元1、无线传输装置WTD、网络显示器2、主门控器（2位车门）；同时以太网交换机1与以太网交换机2进行通信，并预留联挂用以太网接口；分支2，以太网交换机2（ECNN）以太网交换机2接口设备包括：充电机控制单元2、制动控制装置2、制动控制装置1、网络显示器1、空调控制器、转向架失稳检测装置、轴温检测主机、烟火报警主机、车辆控制模块1、车辆控制模块2、网关模块1、网关模块2；同时以太网交换机2与以太网交换机1进行通信，并通过车辆网络过桥连接器进行全列贯穿；所有的以太网交换机均由103A/100A 供电。8号车车辆级 ETB 通信同1号车车辆级ETB通信原理。

2号车车辆级ETB通信以太网交换机（ECNN）接口设备包括：牵引变流器、制动控制装置2、制动控制装置1、无线转换模块EWLT、空调控制器、转向架失稳检测装置、轴温检测主机、烟火报警主机、主门控器（4位车门）；以太网交换机、无线转换模块由103A/100A供电。7号车车辆级ETB通信同2号车车辆级ETB通信原理。

3号车车辆级 ETB 通信以太网交换机（ECNN）接口设备包括：电能监控处理单元、主门控器（4位车门）、制动控制装置2、制动控制装置1、受电弓控制器（预留）、空调控制器、转向架失稳检测装置、轴温检测主机、烟火报警主机；以太网交换机、电能监控处理单元由 103A/100A 供电，以太网通过车辆网络过桥连接器进行全列贯穿。6号车车辆级ETB通信同3号车车辆级ETB通信原理。

4号车车辆级 ETB 通信以太网交换机（ECNN）接口设备包括：牵引变流器、主门控器（2位车门）、制动控制装置2、制动控制装置1、事件记录器EDRM、空调控制器、转向架失稳检测装置、轴温检测主机、烟火报警主机；以太网交换机由 103A/100A 供电，以太网通过车辆网络过桥连接器进行全列贯穿。

5号车车辆级ETB通信以太网交换机（ECNN） 接口设备包括：牵引变流器、主门控器（4位车门）、制动控制装置2、制动控制装置1、事件记录器EDRM、空调控制器、转向架失稳检测装置、轴温检测主机、烟火报警主机、电能监控显示单元EEMS、网络显示器 3、旅客信息系统主机；以太网交换机、电能监控显示单元由103A/100A供电，以太网通过车辆网络过桥连接器进行全列贯穿。

总之，每节车辆均设置以太网交换机，采用环形拓扑结构，通过以太网交换机与CCU、HMI、WTD等设备相连进行数据交换。ETB总线用以传输故障诊断、事件记录、显示等数据，同时作为维护网络，对连接至以以太网的车载子系统实现软件上载和数据下载。

2 以太网对故障排查及车载设备软件的升级、维护

2.1 CR400AF型动车组以太网用于对故障项点的排查

以太网通过一辆车一辆车贯通起来的形式，将整列动车组组成一个局域网。对牵引（含辅助）系统、制动系统、车门系统、充电机、空调系统、轴温、高压系统、BIDS、烟火报警系统及PIS进行时刻监控，实现各种指令、状态及故障信息的实时收集、交流及储备。

现在我们结合故障示例，来突出以太网用于故障预防及处理的巨大优势。当列车报出充电机1通讯故障时，由于充电机通过以太网接口与上位机进行通信，可以下载故障数据，通过故障数据，直接分析故障时刻，充电机工况及具体哪个部件没有信号传输，通过信号数据的缺失与异常，可以排查故障项点；如果充电机于TCMS通信正常，则充电机宿端口有数据传输，这样就能排除网络故障，从而推断出是MVB通信板卡故障或者是连接器松动，大大的缩减的检修人员故障排查过程，缩小故障查找范围，使得故障处理更加的高效快捷。

2.2 CR400AF型动车组以太网对车载设备的维护

当动车组转向架失稳、轴温、空调、制动控制等等设备出现批量性故障或者设定参数不适合工况时，我们可以通过对以太网进行升级，优化相应的报警或者控制逻辑，从而使得车载设备能够更好的适应工作环境，避免一些误动作造成的设备本身损坏。

以太网升级操作简单方便，使用专用电脑通过数据线连接在PC机的以太网口，选择相应软件，点击更新，软件更新完成后，根据工具链软件的提示，对被更新软件的模块进行重启。以太网的使用，使得车载设备升级变得更加方便，可以随时根据实际情况，对车载设备进行维护。

3 總结

本论文通过对于CR400AF型动车组以太网系统进行介绍，通过工作机理、逻辑控制理论及实际应用情况，突出了以太网应用于故障处理方面的巨大价值，大大的降低了检修人员的工作压力，同时，也讲解了通过以太网升级车载设备软件，优化车载设备使用，更适宜于工作环境。

参考文献：

[1]阳宪惠.工业数据通信与控制网络[M].北京：清华大学出版社，2003.endprint