通信采用TCN網(wǎng)絡(luò)，取消了以往動(dòng)車組頭尾2輛動(dòng)車之間的所有硬連線。為了提高可靠性，采用雙通道熱備冗余控制方案，即采用2路WTB總線同時(shí)傳遞數(shù)據(jù)，當(dāng)一路發(fā)生故障時(shí)，由軟件自動(dòng)完成轉(zhuǎn)換。

　　3.1　TCN網(wǎng)絡(luò)的組成

　　3.1.1　組成

　　該列車通訊網(wǎng)絡(luò)完全符合TCN標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)上設(shè)有2個(gè)WTB節(jié)點(diǎn)，頭尾2輛動(dòng)車上各1個(gè)。列車總線WTB和多功能車輛總線MVB通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接。

　　車廂總線MVB上附掛有模擬量輸入/輸出單元、數(shù)字量輸入/輸出單元、車輛控制單元、智能顯示單元和無(wú)線通訊單元，這些單元通過(guò)MVB總線連接起來(lái)，傳遞相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。

　　3.1.2　車輛控制單元與網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信方式

　　主CPU與網(wǎng)絡(luò)通過(guò)UART仿真技術(shù)交換數(shù)據(jù)。

　　主CPU采用查詢方式定時(shí)從輸入緩沖區(qū)中讀取2個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息，并進(jìn)行校驗(yàn)。當(dāng)校驗(yàn)正確時(shí)，返回正確標(biāo)志，將數(shù)據(jù)提供給本車使用;反之，若校驗(yàn)出錯(cuò)，則返回錯(cuò)誤標(biāo)志，將所收到的數(shù)據(jù)丟棄。當(dāng)主微機(jī)的數(shù)據(jù)需要更新時(shí)，主CPU向輸出緩沖區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)供他車使用。正常情況下，2個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是同時(shí)工作的，并通過(guò)2根WTB總線實(shí)現(xiàn)冗余。當(dāng)主CPU檢測(cè)到一路通信故障時(shí)，由網(wǎng)關(guān)中的軟件識(shí)別并自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一路，并在顯示器上提示該路網(wǎng)絡(luò)通信故障。

　　3.1.3　網(wǎng)關(guān)的配置

　　在該動(dòng)車組的列車控制與通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，采用捷克Unicontrols公司生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)在購(gòu)買時(shí)帶有底層軟件，在應(yīng)用層面上只需根據(jù)需要對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行相應(yīng)配置即可(包括動(dòng)車組的組成、車廂的類型、車廂內(nèi)的設(shè)備、通信存儲(chǔ)器及端口的配置等)。

　　3.2　TCN列車通信網(wǎng)絡(luò)的功能

　　3.2.1　列車重聯(lián)控制功能

　　頭車將司機(jī)控制指令及動(dòng)車狀態(tài)信號(hào)傳送給尾車，可實(shí)現(xiàn)尾車無(wú)人駕駛。尾車檢測(cè)動(dòng)車狀態(tài)信號(hào)傳送給頭車，以便司機(jī)了解他車運(yùn)行情況，確保列車工況一致。

　　3.2.2　頭尾2輛車監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通信功能

　　頭尾2輛車實(shí)時(shí)檢測(cè)動(dòng)車及柴油機(jī)的速度、檔位、方向、溫度、壓力等信號(hào)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給智能顯示單元顯示，以便司機(jī)及時(shí)了解列車的運(yùn)行信息，確保列車正常運(yùn)行。

　　3.3　動(dòng)車組重聯(lián)控制邏輯

　　3.3.1　操縱端控制

　　為了防止控制邏輯錯(cuò)誤，首先必須確定操縱端。

　　在該網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)司機(jī)鑰匙來(lái)確定操縱端。司機(jī)鑰匙在“ON”位置的動(dòng)車為操縱端，另一動(dòng)車為尾車。若兩動(dòng)車同時(shí)設(shè)置為操縱端，則顯示“操縱端設(shè)置錯(cuò)誤”，兩車控制均處于無(wú)效狀態(tài)。

　　3.3.2　工況控制

　　頭車完成本車的所有控制功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)工況、方向、司機(jī)控制器手柄等信號(hào)，并將相應(yīng)的控制指令通過(guò)TCN網(wǎng)絡(luò)傳給尾車，同時(shí)將尾車的狀態(tài)通過(guò)指示燈顯示在司機(jī)臺(tái)上。尾車接受頭車指令，控制尾車相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，檢測(cè)動(dòng)作正確后，完成動(dòng)車相應(yīng)檔位加減載控制，否則不加載并提示尾車工況錯(cuò)誤。

　　4　智能顯示單元

　　4.1　智能顯示單元的組成及軟件

　　智能顯示單元主要用于顯示連接到列車總線上的各子系統(tǒng)的狀態(tài)、列車基本運(yùn)行數(shù)據(jù)、列車狀態(tài)信息和故障診斷信息。智能顯示單元由彩色液晶觸摸屏、PC104嵌入式模塊、網(wǎng)絡(luò)接口卡、顯示卡等組成，司機(jī)通過(guò)觸摸屏，可了解動(dòng)車運(yùn)行情況和查詢故障信息。

　　智能顯示單元的應(yīng)用軟件采用北京昆侖通態(tài)公司的MCGS全中文工業(yè)自動(dòng)化控制組態(tài)軟件編寫(xiě)。軟件編寫(xiě)時(shí)通過(guò)對(duì)MVB邏輯端口進(jìn)行配置，并將MVB邏輯端口和MCGS軟件中的數(shù)據(jù)變量連接起來(lái)，通過(guò)編寫(xiě)腳本程序進(jìn)行不同量綱間的轉(zhuǎn)換和實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)顯示功能。軟件在PC機(jī)上調(diào)試通過(guò)后，下載到智能顯示單元的CF卡上，然后在智能顯示單元的Win2dowsCE操作系統(tǒng)下運(yùn)行。

　　4.2　智能顯示單元的主要功能

　　該智能顯示單元為司機(jī)及維護(hù)人員提供了良好的人機(jī)接口。具體功能如下：

　　(1)實(shí)時(shí)顯示動(dòng)車運(yùn)行參數(shù)，如動(dòng)車組運(yùn)行速度、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、壓力、工況等;

　　(2)以不同顏色的指示燈顯示動(dòng)車的故障信息，如柴油機(jī)超速、動(dòng)車組超速、柴油機(jī)滑油壓力低、柴油機(jī)水溫高等，并進(jìn)行相應(yīng)故障處理，如報(bào)警、降功、卸載等;

　　(3)日歷、時(shí)間顯示及校正;

　　(4)查詢動(dòng)車故障;

　　(5)完成動(dòng)車輪徑值修改。

　　5　結(jié)語(yǔ)

　　從內(nèi)燃動(dòng)車組TCN網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)運(yùn)行情況看，該系統(tǒng)工作可靠，能滿足內(nèi)燃動(dòng)車組控制要求。但由于該控制系統(tǒng)的車輛控制單元采用C8051F040微處理器，其運(yùn)算速度有限，存儲(chǔ)空間較小，不能存儲(chǔ)歷史故障數(shù)據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，采用帶有嵌入式系統(tǒng)的車輛控制單元并采用圖形化編程軟件，使所開(kāi)發(fā)的TCN網(wǎng)絡(luò)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，從而開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的列車控制與通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，是將來(lái)研究中要解決的主要問(wèn)題。