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

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CRH3型動車組列車網(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型動車組列車在我國的客運中的應(yīng)用越來越廣泛，且憑借其自身運行的安全性、舒適性以及可靠性等優(yōu)勢，得到了各界人士的好評和信賴。此外，人們對CRH3型動車組列車控制網(wǎng)絡(luò)的研究也越來越重視。本文從多個角度，對CRH3型動車組列車網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)電氣特性進行了探討，并針對相關(guān)參數(shù)提出了優(yōu)化建議，旨在提升其運營水平。
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　　關(guān)鍵詞：CRH3型動車組 控制網(wǎng)絡(luò) 傳輸介質(zhì) 電氣特性
　　CRH3型動車組列車的控制網(wǎng)絡(luò)，是動車組相關(guān)構(gòu)件實現(xiàn)其功能的依據(jù)，也是各個環(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)計上且待優(yōu)化。
　　一、 CRH3型動車組列車通信網(wǎng)絡(luò)概述
　　1. CRH3型動車組列車通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成要素
　　CRH3型動車組由2個牽引單元（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個牽引單元，以此來完成列車的網(wǎng)絡(luò)傳輸。即CRH3型動車組中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，且彼此之間互為冗余，此外，還有制動控制單元（BCU）、牽引控制單元（TCU）、充電機單元（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、人機顯示接口、集成式輸入輸出站等相關(guān)設(shè)備。
　　2. CRH3型動車組總線（TCN）的電纜參數(shù)介紹
　　CRH3型動車組中包含的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，電纜護套無鹵、絕緣，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，其運行溫度控制在-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，運行溫度控制在-40～80℃之間。
　　3. CRH3型動車組列車網(wǎng)絡(luò)總線傳輸介質(zhì)電氣特性分析
　　3.1衰減
　　CRH3型動車組電纜電阻會對其絕緣材料和電能造成電能泄露和損耗，使得信號傳輸量減小。受到臨近效應(yīng)和集膚效應(yīng)的影響，衰減現(xiàn)象造成了初始信號與最終接收信號之間存在強度變化，若衰減達到臨界值時，會導(dǎo)致信號嚴(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傳播最大值與速率信號傳播最小值的速度差別情況；傳輸延遲指的是電纜中信號由初始端傳向接收端的所用時間情況。
　　3.3串?dāng)_
　　串?dāng)_與噪音雷同，在通信領(lǐng)域又被理解為串音，指的是一對線到另一對線（測量鏈路中）的信號耦合，被看成是電纜性能中的一項關(guān)鍵參數(shù)。串?dāng)_是由臨近繞對經(jīng)過電感耦合或電容時引起信號幅度產(chǎn)生的變化，會對信號造成干擾，使信號接收器接收信號的能力受到限制，影響傳輸信號的可靠性和誤碼率（BER）。對間串?dāng)_力度大小通常通過近端串?dāng)_（NEXT）與遠端串?dāng)_（FEXT）、近端串?dāng)_功率和（PSNEXT）與遠端串?dāng)_功率和（PSFEXT）等指標(biāo)進行衡量。其中，近端串?dāng)_指的是一個線對與另一個線對之間（相鄰2個線對）發(fā)生的信號耦合干擾，信號耦合干擾會影響信號的傳輸質(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，表示信號經(jīng)過傳輸介質(zhì)時，信號接收端所接收到的衰減信號受串?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型動車組列車通信網(wǎng)絡(luò)傳輸線的模型。在對該模型進行電路分析時，其傳輸線（由2個長度對等的導(dǎo)體構(gòu)成的回路連接）在信號的傳輸過程中需要一定的時間，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)。然后在基于精密計算的前提條件下，將TVN總線的分布參數(shù)進行了調(diào)整。通過對建立的CRH3型動車組列車通信網(wǎng)絡(luò)傳輸線模型的數(shù)次實驗和仿真，最終各項參數(shù)均趨于最優(yōu)化設(shè)計，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型動車組列車雙絞電纜中近端串?dāng)_參數(shù)經(jīng)常會出現(xiàn)不達標(biāo)現(xiàn)象（經(jīng)CRH3型動車組處于生產(chǎn)和調(diào)整階段時總結(jié)發(fā)現(xiàn)），因此，有必要分析影響其參數(shù)不合格的因素，促使其達標(biāo)，更好的作用于CRH3型動車組列車網(wǎng)絡(luò)信號傳輸。
　　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2個絞線之間的電容參數(shù)和耦合電感參數(shù)進行優(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)�；贔LUX-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，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對電纜的近端串?dāng)_等參數(shù)產(chǎn)生較大影響，故而減少電纜布線的走線長度，對其進行合理布線，是優(yōu)化相關(guān)參數(shù)的前提。
　　結(jié)語：
　　綜上所述，CRH3型動車組列車網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)電氣相關(guān)參數(shù)設(shè)計還不夠合理，使得信號傳輸過程中經(jīng)常出現(xiàn)串?dāng)_、延遲等問題，表明了CRH3型動車組列車網(wǎng)絡(luò)總線在設(shè)計上尚待完善。只有將CRH3型動車組列車網(wǎng)絡(luò)總線的設(shè)計方案進行優(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CRH3型動車組列車的運營水平。
　　參考文獻：
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  本文關(guān)鍵詞：我國列車通信網(wǎng)絡(luò)的實踐與開發(fā)探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。