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中國標準動車組的“超級大腦”是如何研發出來的?

“列車控制與信息服務網絡系統(TCSN)相當於把過去數據傳輸的‘單向’變成了‘多車道’高速公路,使運行數據的傳輸速度提高了60倍以上。”株洲所副總經理、總工程師馮江華說。近日,由株洲所自主研發的以同步確定性實時以太網為核心技術的全球新壹代列車網絡控制系統成功裝載在時速380公裏中國標準動車組上,這標誌著中國自主高速列車動車組裝載上了世界“超級大腦”。

對標準動車組上的傳動控制單元、制動控制單元、車門控制單元、乘客信息系統、煙火報警系統等12產品的通信接口進行了測試檢查。檢驗不僅達到了之前規定的標準要求,還完成了整車TCSN系統應用的鏈路匯聚、自動協商等功能測試,得到了專家組的高度評價。它是中國自行設計的標準動車組各子系統的互聯互通。

列車網絡控制系統被稱為列車的“大腦”中樞。目前,世界各地高速列車組采用的列車網絡控制系統主要是WTB和MVB客車列車網絡,包括中國在線高速列車組、法國TGV和德國ICE高速列車TCMS系統等主流代表產品。株洲所研發的分布式列車電子控制系統(DTECS)是我國應用最廣泛的自主創新列車網絡控制系統,具有完全自主知識產權。

隨著通信技術的發展,全球高速動車組越來越智能化,自動化、數字化、網絡化。智能高鐵是未來高速動車組技術的重點發展方向,列車網絡控制系統的升級是實現“智能高鐵”的必要手段。以軟件定義網絡(SND)、網絡功能虛擬化(NFV)、雲計算(ClOUD)和大數據為支撐的同步確定性實時以太網(IDE)越來越受到重視和應用,成為高速列車控制和智能領域最重要的技術。

近年來,IDE技術作為控制領域最高效、最先進的網絡技術,逐漸被引入鐵路控制領域。目前,鐵路行業對列車遠程維護、故障診斷、產品全生命周期管理和乘客舒適度的要求越來越高。IDE技術通過提高帶寬、亞微秒時鐘同步、智能調度等技術,構建了壹條車載信息“高速公路”,可以保證列車上各種信息的順暢交換。有效連接車載控制設備,顯示了其在信息通信、車輛控制和服務方面的優勢,促進了網絡與信息的緊密結合,突破了上壹代網絡控制系統只能支持基本列車控制和診斷功能數據傳輸的缺點,大大提高了列車的智能化水平。

中國標準動車組是實現我國高速動車組技術完全自主化和標準化的重大創新工程,是中國高速鐵路走出去的標桿。此次株洲所自主研發的TCSN系統,性能穩定可靠,組網方便,擴展性高,兼容性強。隨著產品檢驗的完成,意味著標準動車組可以傳輸更多的數據,列車網絡控制系統更加強大。

近年來,國際巨頭龐巴迪和西門子都非常重視TCSN系統的研究。株洲所已經看到了這項技術的重要性,投入了大量的精力來搶占車載實時以太網行業的話語權。歷時三年,終於完成了TCSN骨幹網節點、編組網節點等核心技術的科研,具備了產品研發、制造、檢驗和測試的成套能力。

同時,從2014開始,株院TCSN產品成功實現了與龐巴迪相應產品的互聯互通測試,並在長沙地鐵1號線進行了加載考核。此次通過中國標準動車組裝車後的檢驗,進壹步保持了中國高鐵關鍵技術的領先地位,為中國高鐵“走出去”邁出了堅實的壹步。