1、 doi:10.3969/j.issn.1673-6478.2023.04.010 城轨车辆双车全自动调试试验技术研究 杜昭童 1，贵红波1，罗 胜1，李 伟1，万松崎2（1.中车成都机车车辆有限公司 四川 成都 610051；2.中车青岛四方机车车辆股份有限公司 技术中心，山东 青岛 266111）摘要：随着城轨车辆车车通信技术的发展，在公司全自动市域列车上已采用该技术进行车辆的信号控制。在对基于车车通信的两列城轨车辆进行动态双车跟踪调试试验的过程中，工程技术人员遇到了各种问题，为了在保障安全的同时达到双车全自动调试试验的最优效果，工程技术人员通过协调各方，与供应商配合分析解决了车辆与信号的
2、接口问题、车辆能耗与牵引变电所容量匹配性问题，制定了有效的管理措施对试验参与方资源进行合理配置，成功完成了双车跟踪的动态试验展示，保障了双车动调试验的安全进行，本次实验的过程和经验可对后续的此类试验提供有意义的参考价值，为类似的故障处理提供指导方法。关键词：城轨车辆；车车通信；动态调试 中图分类号：U239.5 文献标识码：A 文章编号：1673-6478（2023）04-0037-04 Research on Dual Vehicle Fully Automatic Debugging Test Technology for Urban Rail Vehicle DU Zhaotong1,G
3、UI Hongbo1,LUO Sheng1,LI Wei1,WAN Songqi2(1.CRRC Chengdu Locomotive and Rolling Stock Co.,Ltd.,Chengdu Sichuan 610051,China;2.CRRC Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co.,Ltd.,Technology Center,Qingdao Shandong 266111,China)Abstract:With the development of train-train communication technolog
4、y on metro train,this technology is adopted for signal control in our companys new generation of metro train.Through the hole process in dynamic debugging tests of the two metro trains based on Train-train communication technology,engineers and technicians encountered various problems.To ensure safe
5、ty and achieve the best results of the test,we solved the problem of the interface between the train and the signal by coordinating all parties and analyzing and cooperating with the signal supplier.The problem of the matching of energy consumption and the capacity of traction substations,effective
6、management measures have been formulated to rationally allocate the resources of the test participants,and the successful completion of the dynamic test demonstration of dual-vehicle tracking,ensuring the safe conduct of the dual-vehicle dynamic adjustment test.The process and experience of this exp
7、eriment can provide meaningful reference value for subsequent experiments of this type and provide guidance for similar fault.Key words:metro train;train-train communication technology;dynamic test 0 引言 城轨车辆车车通信技术自提出以来，得到了众多 收稿日期：2022-10-25 作者简介：杜昭童（1990-），男，四川成都人，硕士，中级工程师，研究方向为城轨及动车车辆电气系统调试.（）信号厂商和
8、轨道交通行业技术研究人员的关注，该技术也被认为是轨道交通车辆高效率运行的重要解决方案1-2，是在有限的线路和车辆资源的前提下，提高38 交 通 节 能 与 环 保 第 19 卷 运量、降低成本的重要手段，同时也是下一代城市轨道交通列控系统的主要发展方向。首届 2021 成都国际工业博览会上展示了一款新一代全自动市域列车，该车辆的智慧全自动行车试验平台中运用了车车通信功能实现车辆的全自动双车跟踪控制。该功能在试验过程中需要在单条动调试验线路上实现多个信号交路的测试，包括双车高速自动运行、对向行车、自动折返、双车追踪等功能。以往的动调试验中未进行过类似双车试验的测试项点，因此在保证安全的前提下，完
9、成该项目的调试试验对技术人员是一项挑战。1 基于车车通信试验调试准备 1.1 车车通信技术特点 结合该领域研究文献，众多高校科研人员及该技术解决方案供应商均对此进行了相关研究，概括来说，与现有的车地通信控车追踪控制相比，基于该技术的双车控制追踪具有众多优点，如：优化信号系统架构，可节约成本 20%30%3；优化列车折返间隔，可缩短约 30%4-5；列车获取移动授权的时间可优化0.5s6-8，缩短列车追踪距离 10m。通过减少部分轨旁设备的部署，降低了项目建设及维护成本；同时通过车车直接通信的方式，减小了通信延时9-10。其中基于车车通信的车控系统结构如图 1 所示2。图 1 基于车车通信的车控
10、系统结构 Fig.1 The structure of the train control system based on train-train communication 1.2 试验场地条件 为了完成基于车车通信的双车追踪试验，试验技术人员对试验所需的线路条件、车辆条件、人员配置等方面进行资源的配置和策划。（1）线路条件：调试试验在动态调试试验线进行，该线路为直线段，线路整体为东西向布置，试验线路旁的杆位自东向西（运行杆位 T06T68 之间），杆位间距约 50m，该线路经两次延长达到 3km，中间有道岔（型号 CZ2209A，9 号道岔），在 T49 处有一个长约 42m 宽约 10m
11、 的桥洞，该线路的试验速度最高可达 140km/h，满足试验高速 110km/h 追踪的需求。（2）车辆条件：若要使两车进行车车通信试验，需两车的信号系统为同一信号厂商，经过设计调整实现该过程，增加机柜的配置和接口改造，在原车辆系统的前提下进行适应性改造，单车接口测试后须达到试验要求。随后，对所使用的两列车进行完整的静态和动态试验验证，为了对高速追踪做准备，完成了高速 140km/h 的运行试验，同步完成信号系统动态调试验证。（3）人员及设备的配置：为确保安全，两列车两端均需司机 1 位，共 4 位司机；两列车各配置 1 电工1 钳工，电工负责电气作业，钳工负责制动作业，共4 人；试验负责人各
12、 1 人/列；信号方 4 人负责数据采集及信号检测，位于各车司机室；其余为技术人员，配置对讲机，传输距离可覆盖整个动调线。1.3 基于 5G 的试验数据实时传输 5G 技术在制造领域具有较大的发展前景，不仅可以提高制造装置的实时性和操控的准确性，在远程的控制监控和制造控制中，可以使制造业具备优良的远程控制智能化，是制造业迈向智慧工厂的关键技术之一，通过使用该技术，可以使数控机床等数字控制设备的数字化生产线控制迈向更高的台阶，随着宽带的增加和远程延时的降低，可以达到对产品的高精度控制和远程监控报警，例如结合 AR 技术的运用，可以在远程提供培训服务，可以远程实现设备的故障诊断和技术维修，突破传统
13、“车-路”分离控制的模式，通过车车协同控制，线路资源按需使用，优化或重新架构系统，实现列车自主运行控制，支持不同制式的轨道交通的“四网融合”。（1）基于 5G 的车车通信列车控制系统，实时交互列车运行状态，控制道路资源，实现灵活运营。列车配置基于 4G-LTE、5G、5G-Airlflash 三条车地无线通道，由华为统一提供，满足不同的业务需求。可承载信号、综合监控、PIS、CCTV、TCMS、PHM 等系统；利用 5G-Airlflash 大带宽，高速率、高缓存的特点，可把车载硬盘缓存数据，如 CCTV、弓网检测、走行部在线检测等大容量数据向车站、车辆段、停车场等属地进行自动传输，实现视频数
14、据的全网存储、调取和管理，解决人工上车拷贝耗时耗力和存储卡易损坏的问题，提升地铁运维效率。4G-LTE、5G 双通道提供实时性要求较高的数据传输，如信号、TCMS、PHM、综合监控、CCTV 等。基于 5G 技术可具备在第 4 期 杜昭童等，城轨车辆双车全自动调试试验技术研究 39 线高清视频直播功能，提高旅客乘车体验。基于 5G 技术配置可视紧急对讲，通过声音和视频交互提高交流效率。（2）项目整车 TCMS 系统采用中车青岛四方的自主化网络系统，整车网络采用以太网通信，遵循IEC61375-3-4 标准要求，牵引系统、制动系统、信号系统等关键系统采用安全通信协议与网络通信，安全协议定义遵循
15、IEC61375-2-3 标准要求。对 TCMS 系统控制网、信号系统、烟火系统以及走行部在线监测系统的多网融合，TCMS 系统显示器与信号系统显示屏融合。构建控制网+服务网的集约型网络系统，双网隔离确保信息的安全、数据传输的实时性。其中控制网深度融合了列车控制系统和信号控制网，完成列车控制指令的传输；服务网深度融合了车辆维护网、走行部在线监测网络、烟火系统网络等实现服务网数据的传输。融合之后网络系统可以有效减少交换机设备数量，减少空间占用，降低成本，降低列车重量；减少整车跨车通信电缆的数量，简化列车布线，降低通信断路故障率；同一网络承载不同业务，实现数据共享，诊断数据更全面；完成对全部子系统
16、设备的单点维护。2 基于车车通信试验调试过程 依据上述技术特点，对车车通信试验的试验场景进行策划，主要考虑开展并完成不同试验场景的动态调试测试试验，试验场景包括：（1）对向行车；（2）列车全自动高速运行；（3）区间任意位置自动折返；（4）双车区间列车运行追踪；（5）在以上场景演示停站过程中体现站台精确停车；此外还包含部分研究性试验。2.1 试验过程 相较既有的 CBTC 通信，车车通信 TACS 系统能实现在确保安全防护的前提条件下，在车车通信CBTC 系统中，实现高速的小追踪间隔的列车自主运行控制，可显著提高线路利用效率，实现更小的行车间隔时间。车车通信系统自主运行追踪演示如图 2：（1）FAM 模式对向行车 图 2 FAM 模式下对向行车 Fig.2 Opposite driving in FAM mode 操作过程：司机手动操作 01 车获取车辆定位，定位完成后切换信号系统，断主控，将两端 VOBC 开关切换至控制位；02 车获取定位后，断主控，将信号机柜旁 FAM 空开合上；双车进入 FAM 模式控制；其余操作按照图示要求操作，无须再进行手动驾驶。（2）全自动高速运行（110k