庞巴迪列车网络控制系统应用比较与发展方向

焦曰里

摘 要：随着对网络业务智能化要求的提高，列车控制系统逐步由过去单一的分布式总线控制向大容量、高实时可靠的方向发展。该文对比分析了庞巴迪地铁和低地板列车网络控制系统在网络拓扑、冗余方式等方面的差异，研讨今后网络控制系统的演进方向。

关键词：列车网络控制系统 庞巴迪 对比 方向

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0134-02

列車网络控制系统近年来发展迅速，目前运营的主流列车网络控制系统多采用多功能车辆总线MVB的形式，但随着最新IEC 61375-2-5和IEC 61375-3-4以太网通信协议的颁布，庞巴迪公司在2008年首次将以太网协议用于列车控制管理[1]。该文通过对比其在地铁和低地板车辆的不同应用特点，给出一些自主化网络系统未来的发展方向和建议。

1 庞巴迪地铁网络控制系统简介

图1可以看出中央控制单元通过列车级MVB总线与车辆的牵引、制动、辅助、车门等关键电子控制单元相连接为第一层级。网络第二层级通过本地MVB总线，将每个单元的辅助充电箱、牵引高压箱和牵引辅助箱相连接，用于紧急牵引情况下实现列车的硬线控制功能。牵引、辅助控制单元及中央控制单元通过以太网相连为第三层级。信号系统和乘客信息系统与中央控制单元CCU经由RS485接口连接，实现点对点通信，构成网络第四层级。

2 庞巴迪低地板网络控制系统简介

图2可知列车级MVB总线将牵引、制动控制单元与网络控制系统相连接，构成第一个层级。辅助、车门、乘客信息系统、空调控制单元和司机显示单元IDD通过以太网总线与中央控制单元进行通信，构成第二层级网络。第三个层级为视频总线，视频监控主机经同轴电缆与IDD连接，将车辆内和车辆外的后视信息实时发给司机。对于信号系统ATC通过RS485总线与网络控制系统CCU通信构成第四层级。

3 应用比较分析

3.1 网络拓扑结构

庞巴迪地铁列车级MVB将牵引、辅助、制动和车门等主要微机控制单元与CCU中央控制单元相连，实现列车级网络控制和监测功能。本地MVB则为牵引和辅助之间通信提供另外一个通道，用于在网络控制系统故障的情况下，实现列车正常驾驶运行。而低地板的MVB网络仅将牵引和制动控制单元与网络控制系统相连，MVB总线介质为双绞屏蔽线，通信速率为1.5Mbit/s[2]。低地板车辆网络将对实时性要求不高的子系统（如车门、空调等）通过以太网与CCU相连进行逻辑控制，既降低MVB总线负载，又为过渡到完全以太网控制打下基础。

3.2 设备冗余

庞巴迪地铁项目中除了两个CCU热备份冗余外，在C车配置两个中继器BCT，分别中继放大A和B通道的MVB数据；每个司机室安装两个模拟量输入输出单元AX，同时采集司控器输出牵引/制动参考值信号。低地板项目中在每个司机室配置两个IDD和IO硬线信号盒，每个IDD同时与两个IO信号盒相连接，实现热备份冗余。

4 网络控制系统演进方向

4.1 完全以太网控制技术

由于多功能车辆总线MVB的传输速率为1.5Mb/s，不能适应日益发展的大数据、多信息的需求。而以太网以其百兆甚至千兆的高带宽、大容量的数据传输，逐步应用到列车网络控制领域[3]。随着最新版IEC 61375-2-5和IEC 61375-3-4的颁布，尤其是针对实时可靠通信、自动拓扑发现等协议功能定义，完全以太网控制技术有利于实现互相联网通信，从而达到统一控制和资源共享的目的。

4.2 大数据智能诊断及故障预警

列车网络作为车辆管理控制的重要组成部分，其网络质量的稳定性直接关系运营效率和准点率。近年来，随着新造车辆和既有车辆的集中大批量运营，如何提高网络智能控制，现场快速有效地实现对故障点的定位和追踪就至关重要。

5 结语

随着无人驾驶智能化列车的逐步发展，网络控制单元是采集列车牵引、制动、车门等控制单元的中枢，同时又是与地面控制中心传输故障诊断数据的车辆接口，因此对网络控制单元的趋势化分析具有重要意义。

参考文献

[1] Westermo.以太网列车[J].软件，2008（7）：60-61.

[2] 吴冬华.城际动车组网络系统研制[J].机车电传动，2015 （3）：1-4.

[3] IEC 61375-3-4-2014，轨道交通电子设备 列车通信网络编组子网[Z].