本文關(guān)鍵詞：我國(guó)列車通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐與開發(fā)探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

當(dāng)前所在位置：中國(guó)論文網(wǎng) > 科技論文發(fā)表 > CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)電氣特性分析

CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)電氣特性分析

發(fā)布日期： 2014-02-12 發(fā)布：  

  2014年2期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘要：CRH3型動(dòng)車組列車在我國(guó)的客運(yùn)中的應(yīng)用越來越廣泛，且憑借其自身運(yùn)行的安全性、舒適性以及可靠性等優(yōu)勢(shì)，得到了各界人士的好評(píng)和信賴。此外，人們對(duì)CRH3型動(dòng)車組列車控制網(wǎng)絡(luò)的研究也越來越重視。本文從多個(gè)角度，對(duì)CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)電氣特性進(jìn)行了探討，并針對(duì)相關(guān)參數(shù)提出了優(yōu)化建議，旨在提升其運(yùn)營(yíng)水平。
中國(guó)論文網(wǎng)
　　關(guān)鍵詞：CRH3型動(dòng)車組 控制網(wǎng)絡(luò) 傳輸介質(zhì) 電氣特性
　　CRH3型動(dòng)車組列車的控制網(wǎng)絡(luò)，是動(dòng)車組相關(guān)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)其功能的依據(jù)，也是各個(gè)環(huán)節(jié)的診斷和監(jiān)控中心，其參照的是TCN標(biāo)準(zhǔn)。CRH3型動(dòng)車組列車控制網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)的由車輛總線MVB（Multifunction VehiclesBus）和列車總線WTB（Wire Train Bus）雙層通信總線構(gòu)成，伴隨著列車網(wǎng)絡(luò)傳輸受到干擾和限制的出現(xiàn)，使其布局在設(shè)計(jì)上且待優(yōu)化。
　　一、 CRH3型動(dòng)車組列車通信網(wǎng)絡(luò)概述
　　1. CRH3型動(dòng)車組列車通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成要素
　　CRH3型動(dòng)車組由2個(gè)牽引單元（各4輛車）構(gòu)成，由MVB總線將各單元內(nèi)的4輛車相連接，WTB總線則連接2個(gè)牽引單元，以此來完成列車的網(wǎng)絡(luò)傳輸。即CRH3型動(dòng)車組中WTB為列車總線，MVB為車輛總線。其中，各牽引單元中的MVB總線設(shè)置了中央控制（CCU）單元2個(gè)，且彼此之間互為冗余，此外，還有制動(dòng)控制單元（BCU）、牽引控制單元（TCU）、充電機(jī)單元（BC）以及輔助控制單元（ACU）、旅客信息中央控制器、門控制單元、分布式輸入輸出站、人機(jī)顯示接口、集成式輸入輸出站等相關(guān)設(shè)備。
　　2. CRH3型動(dòng)車組總線（TCN）的電纜參數(shù)介紹
　　CRH3型動(dòng)車組中包含的WTB總線和MVB總線都屬于屏蔽雙絞線。其中，WTB總線常見的是無鹵電纜，由黑白兩色的線圈各2條，其直徑在2.5mm左右，線芯采用的是絕緣材料，電纜護(hù)套無鹵、絕緣，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其運(yùn)行溫度控制在-40～80℃之間；MVB總線較為常見的是星型四線扭絞結(jié)構(gòu)，有紅、黑、白、黃四色線圈各1條，其絕緣部分是聚乙烯泡沫層絕緣材料，運(yùn)行溫度控制在-40～80℃之間。
　　3. CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)總線傳輸介質(zhì)電氣特性分析
　　3.1衰減
　　CRH3型動(dòng)車組電纜電阻會(huì)對(duì)其絕緣材料和電能造成電能泄露和損耗，使得信號(hào)傳輸量減小。受到臨近效應(yīng)和集膚效應(yīng)的影響，衰減現(xiàn)象造成了初始信號(hào)與最終接收信號(hào)之間存在強(qiáng)度變化，若衰減達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)嚴(yán)重受損。
　　3.2傳輸偏離與延遲
　　所謂傳輸偏離，指的是電纜傳輸中速率信號(hào)傳播最大值與速率信號(hào)傳播最小值的速度差別情況；傳輸延遲指的是電纜中信號(hào)由初始端傳向接收端的所用時(shí)間情況。
　　3.3串?dāng)_
　　串?dāng)_與噪音雷同，在通信領(lǐng)域又被理解為串音，指的是一對(duì)線到另一對(duì)線（測(cè)量鏈路中）的信號(hào)耦合，被看成是電纜性能中的一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。串?dāng)_是由臨近繞對(duì)經(jīng)過電感耦合或電容時(shí)引起信號(hào)幅度產(chǎn)生的變化，會(huì)對(duì)信號(hào)造成干擾，使信號(hào)接收器接收信號(hào)的能力受到限制，影響傳輸信號(hào)的可靠性和誤碼率（BER）。對(duì)間串?dāng)_力度大小通常通過近端串?dāng)_（NEXT）與遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT）、近端串?dāng)_功率和（PSNEXT）與遠(yuǎn)端串?dāng)_功率和（PSFEXT）等指標(biāo)進(jìn)行衡量。其中，近端串?dāng)_指的是一個(gè)線對(duì)與另一個(gè)線對(duì)之間（相鄰2個(gè)線對(duì)）發(fā)生的信號(hào)耦合干擾，信號(hào)耦合干擾會(huì)影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
　　3.4回波損耗（Return Loss）
　　回波損耗，多用來表示傳輸信號(hào)的發(fā)射性能，又被稱為反射損耗，是電纜鏈路由阻抗不相匹配引起的電纜發(fā)射，是一項(xiàng)常用參數(shù)�？棺璨幌嗥ヅ涞陌l(fā)源地多在連接地方，回波損耗表示反射回的一部分入射功率返回到信號(hào)源。
　　3.5衰減串?dāng)_比（ACR）
　　所謂衰減串?dāng)_比，指的是衰減和近端串?dāng)_的數(shù)差，表示信號(hào)經(jīng)過傳輸介質(zhì)時(shí)，信號(hào)接收端所接收到的衰減信號(hào)受串?dāng)_噪聲的影響程度，誤碼率直接受到衰減串?dāng)_比的影響，因此，衰減串?dāng)_比的大小決定了信號(hào)有無重發(fā)的必要。
　　二、 優(yōu)化近端串?dāng)_參數(shù)及TVN總線相關(guān)參數(shù)
　　1.網(wǎng)絡(luò)總線與TVN總線的分布參數(shù)優(yōu)化
　　經(jīng)過多方探索和研究，建立了CRH3型動(dòng)車組列車通信網(wǎng)絡(luò)傳輸線的模型。在對(duì)該模型進(jìn)行電路分析時(shí)，其傳輸線（由2個(gè)長(zhǎng)度對(duì)等的導(dǎo)體構(gòu)成的回路連接）在信號(hào)的傳輸過程中需要一定的時(shí)間，故而又被稱之為延遲線。由于電路分析中得到網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出了集總參數(shù)系統(tǒng)這一理想狀態(tài)，因此，務(wù)必要使電路參數(shù)呈現(xiàn)出空間分布形態(tài)。然后在基于精密計(jì)算的前提條件下，將TVN總線的分布參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。通過對(duì)建立的CRH3型動(dòng)車組列車通信網(wǎng)絡(luò)傳輸線模型的數(shù)次實(shí)驗(yàn)和仿真，最終各項(xiàng)參數(shù)均趨于最優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)過多次推導(dǎo)得出：MVB與WTB總線電阻（Ω/m）參數(shù)為3.312×10-2。
　　2.近端串?dāng)_參數(shù)
　　由于當(dāng)前CRH3型動(dòng)車組列車雙絞電纜中近端串?dāng)_參數(shù)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象（經(jīng)CRH3型動(dòng)車組處于生產(chǎn)和調(diào)整階段時(shí)總結(jié)發(fā)現(xiàn)），因此，有必要分析影響其參數(shù)不合格的因素，促使其達(dá)標(biāo)，更好的作用于CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸。
　　串?dāng)_參數(shù)是TCN總線電纜參數(shù)中關(guān)鍵的因素，由電纜結(jié)構(gòu)的尺寸決定，因此，有必要對(duì)2個(gè)絞線之間的電容參數(shù)和耦合電感參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。由于電纜結(jié)構(gòu)的尺寸取決于布線彎折程度和電纜特性參數(shù)，故而以CRH3型動(dòng)車組電纜中的某根MVB電纜（W12345）為例，結(jié)合FLUX-DTX1800方法，得到了該MVB電纜近端串?dāng)_參數(shù)。基于FLUX-DTX1800方法下，得到的相關(guān)結(jié)論如下：當(dāng)MVB電纜近端串?dāng)_值較之于限定值，處于低值時(shí)，其頻率范圍在0～90MHz之間，完全符合要求的。
　　電纜傳輸特性的達(dá)標(biāo)與否取決于TVN總線電纜的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，因此電纜布線過程尤為重要。主要源于電纜布線中造成的彎折同樣會(huì)對(duì)電纜的近端串?dāng)_等參數(shù)產(chǎn)生較大影響，故而減少電纜布線的走線長(zhǎng)度，對(duì)其進(jìn)行合理布線，是優(yōu)化相關(guān)參數(shù)的前提。
　　結(jié)語：
　　綜上所述，CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)電氣相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)還不夠合理，使得信號(hào)傳輸過程中經(jīng)常出現(xiàn)串?dāng)_、延遲等問題，表明了CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)總線在設(shè)計(jì)上尚待完善。只有將CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)總線的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整TCN總線結(jié)構(gòu)參數(shù)和近端串?dāng)_參數(shù)，并注意電纜布線的合理化，才可以保證列車的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，從而提升我國(guó)CRH3型動(dòng)車組列車的運(yùn)營(yíng)水平。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[J]劉建強(qiáng)，鄭瓊林，張永鋒，杜會(huì)謙，孫幫成.CRH3型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)電氣特性研究[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2010（06）.
　　[2]王磊，何正友.高速列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2009（02）.
　　[3]奚國(guó)華，，路向陽，夏寅.我國(guó)列車通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐與開發(fā)探討[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2011（03）.
　　[4]郭超勇.高速動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)控制若干問題研究[J].北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（05）.

  本文關(guān)鍵詞：我國(guó)列車通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐與開發(fā)探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。