CR200J复兴号动力车网络基本构成浅析

陈志军 刘清 唐林

摘  要：CR200J复兴号动车组动力车网络由三部分构成，既WTB、MVB和以太网，本文较详细的阐述了以上三个网络各自的构成情况，并对各网络系统在车辆运用过程中的具体功能做了简单介绍，最后是车辆调试过程中常见到的故障进行简单分析。

关键词：复兴号动力车  WTB网  MVB网  以太网  LON网通信

前言：

CR200J复兴号动力车是一款能常规九节短编组：1Mc+7T+1Tc（可重联）或十八节长编组：1Mc+18T+1Mc的动力集中型动车组，依现代轨道交通“绿色、智能”的发展理念，CR200J复兴号动力集中动车组有多款人性化和智能化设计。该款列车网络系统在现有的DTECS（分布式列车电子控制系统）系统技术基础上研制而成，该车具有维护运营成本低、乘车舒适性好等特点。

一、车辆网络构成简介

電力机车网络控制系统，采用分布式列车电子控制系统，简称DTECS（Distribute Train Electric Control System）。DTECS 是专为轨道车辆的控制和通信而设计的一套车载计算机系统，主要完成轨道车辆的通信管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件录等功能。DTECS 是基于TCN（Train Communication Network）的新一代网络通信和控制系统。网络控制系统采用列车级和车辆级控制，列车级网络采用绞线式列车总线（WTB），车辆级网络采用车辆编组网以太网（ECN）和多功能列车总线（MVB）。LON网通信是通过LonWorks网络可以把客车的车门、报警、制动、轴温等信息送给MVB网络或以太网网络，同时将MVB或以太网相关信息传送给客车。

二、网络系统基本控制原理

网络控制系统采用分布式控制技术，即分布采集及执行，中央集中控制与管理的模式。由EGWM、EVCM-N模块、数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、ECN网关节点ECNN、模拟量输入输出模块AXM和智能显示单元IDU等模块组成。通过MVB+WTB+以太网这些基础网络与传动控制单元TCU、辅助变流器控制单元ACU、制动控制单元BCU等进行通信，实现列车车辆控制的要求。

三、主要网络板块功能分析

1、多功能车辆总线MVB

多功能车辆总线MVB是专为铁路机车（车辆）内设备互联而开发的高可靠和强实时的现场总线，其具有如下特点：传输波特率为 1.5Mbps，信号采用双向L型差分曼彻斯特编码;采用8位的循环冗余校验（CRC）方式;物理层支持三种传输介质，通过本身两个通道进行冗余，冗余切换过程将在尽量短的时间内进行;通过设置总线重复器，网络拓扑可为总线型、星型或混合型;数据链路层支持三种基本的数据传输模式：过程数据、消息数据、监督数据。

2、车辆编组网以太网（ECN）

连接于ECNN的设备可以进行实施以太网通信，ECN网络具备100Mbps的带宽，主控单元EGWM具备采用实时以太网通信进行车辆控制的能力。通过车载以太网ECNN能将EDRM模块记录的数据下载，供便携式维护工具分析。

3、绞线式列车总线WTB

绞线式列车总线WTB是专为铁路机车车辆重联而开发的高可靠和实时的现场总线，它特别适合需要动态编组的开式列车，具有如下特点：数据传输波特率为 1Mbps，信号采用双向L型差分曼彻斯特编码，数据帧格式为HDLC;采用16位的循环冗余校验（CRC）方式;物理层采用变压器耦合的双绞屏蔽线，传输通道可配置为冗余或非冗余方式，不需中继器传输距离可达860米;网络拓扑为简单的总线型结构，方便车辆间布线;具有列车初运行功能，支持列车的动态编组;数据链路层支持两种基本的数据传输模式：过程数据、消息数据;WTB通过本身两个通道进行冗余。

4、LON网车辆通信

动力车通过EVCM-N模块与LonWorks网络通讯，车辆可以把客车的车门、报警、制动、轴温等信息送给动力车或控制车的MVB网络或以太网网络，同时将动力车或控制车的MVB或以太网相关信息传送给客车。

四、CR200J复兴号动力车网络特征

系统各局部强大的冗余功能

列车总线用于车辆联接，用于列车级的通信控制、过程控制;车辆总线（MVB）用于联接车辆内的设备通信控制和过程控制。WTB和MVB可以通过网关进行数据的相互转发。

每一节动力车有两个EGWM将通过竞争机制确定一个为MVB网络主设备，MVB主设备将管理整个MVB网络的通信，另一个EGWM作为从设备监视主设备的状态，在主设备故障时可以立即接管MVB的总线管理权。

列车总线WTB和车辆总线MVB分别采用A、B双通道，A、B通道互为冗余，当A通道故障时，自动切换到B通道，当B通道故障时，自动切换到A通道，切换过程中，控制功能不受到任何影响。

机箱内插件配置也可互为冗余。当其中一个机箱的某个插件因背板通信或本身器件故障等原因导致无法与机箱的主控单元进行有效数据交换时，则自动切换信任另外一个机箱的对应插件，确保机箱插件故障不影响IO信号采集。

五、车辆网络相关故障分析

故障现象描述：动车组T1车A线网络故障，动车组微机屏故障栏提示A线故障，网络界面相应的A线网络显示红色。

根据机车网络故障排查经验，先排除软件问题引起的故障，在微机屏上检查各设备的软件版本;再排查硬件问题引起的故障，查看各设备模块的工作状态，以及模块上的插关是否连接正常。最后检查网络线路故障，在车辆网络故障中因线路问题引起的故障占80%以上.因动车组的MVB网络结构不同于HXD1系列的车型，其终端电阻在接线的MVB插头内首尾终端电阻120Ω并联的等效电阻为60Ω，把本节车的MVB插头从设备上甩开，检测终端电阻值，发现A线网络首尾终端等效电阻值为120Ω.这种现象由终端电阻或线路连接不良引起，最后采取分段排查，找到了故障点，因线接触不良形成接触电阻，造成本次故障。

网络问题的处理，总结出来的处理流程是：a、确认刷新的程序版本是否正确，查看网络中具体故障位置，有没有模块报红，对应的模块是否故障，对于GWM、ERM模块，可以查看其BE红灯是否亮，如亮，可以再次更新模块的程序试试，不行更换模块进行测试;b、如无模块报红，可以先将GWM模块外部不影响网络组织的如TCU、BCU、EDCU、A/C等负载的网络插头甩开，对比故障现象是否变化，排除车上设备对线路的干扰;c、设备排查完后，我们需要检查网络终端电阻值是否正确，网络插头接线是否牢靠，插芯接线是否有正常，这些都需要依次排查。

通过以上方法，一般来说都能快速准确的找到故障所在点，此方法是依照先易后难，逐步排查的原理进行的，能有效的解决我们常见的网络问题。

结束语：

网络是我们的机车的灵魂，好比我们身体上的神经，控制着车的每个环节，随着我国新一代电力机车的发展，从车辆设计到用户使用需求上越来越要求产品的多样化。网络控制也会要求越来越高，我相信坚持做好产品工艺的精细化、标准化，我们的车辆定能更好的运行在轨道上

参考文献

[1]陈宇鹏、李顺.《HXD1D型客运机车电气原理图》.南车株机公司.2013

[2]张曙光.《HXD1型电力机车》.中国铁道出版社.2009

作者简介：

陈志军，1986年，性别：男，民族：汉，藉贯：湖南省益阳市，职位：电力机车试验员，技师，研究方向轨道交通制造方向。

刘清，1987年，性别：男，民族：汉，藉贯：湖南省衡阳市，职位：电力机车试验员，高级技师，中车资深技能专家，研究方向轨道交通制造方向。

3685500589261