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摘要：随着城市发展规模的增加，地铁列车的运输能力与经济效益越来越大，而列车网络系统是保障地铁安全运行的技术前提。本文主要广州地铁十三号线为应用实例，探究该列车网络系统结构，并指出其设计特点与方法，为我国地铁列车建设提供价值性参考。

关键词：广州十三号线；地铁列车网络系统；冗余设计

广州地铁十三号线开通于2017年12月，截止目前，广州地铁十三号线的日均客流已达到850万人次，客流强度位居全国首列。广州地铁十三号线发挥出巨大的运输价值与经济效益的背后是高质量、科学化、标准化的列车网络系统TCMS系统设计与搭建。本文通过分析广州地铁十三号线的列车网络系统的设计特点，为我国其它城市地铁列车设计提供思路与参考。

1.广州地铁十三号线的网络系统概述

广州地铁十三号线列车采用6M2T八辆编组方式，列车总线采用MVB通信，列车网络系统符合IEC61375-1标准。连接到列车MVB总线上的子系统包括牵引系统、辅助系统、空调系统、制动系统，车载信号系统、PIS系统等[1]。

2.列车网络系统的结构

2.1拓扑结构

广州地铁十三号线列车网络系统和各子系统实现MVB和硬线两线冗余通信连接。为保证列车运行的稳定性和安全性，列车牵引系统、制动系统和信号系统等关键系统均通过硬线通信，以降低网络系统故障对列车正常运行的影响。中央控制单元CCU实现对列车网络系统的主要控制；数据记录仪ERM可以记录列车数据和故障信息；RIOM单元用于完成网络系统和列车硬线信号的通信；人机接口单元HMI则实时显示列车运行和各个系统的状态[2]。其中，整条网络线路的拓扑图如下图1所示。

2.2冗余方案

为保证列车安全稳定的运行，避免CCU、中继器等重要部件故障导致停运，列车采用2个相同配置的部件来实现冗余设计，假如遇到主设备故障，则可自动切换至备用设备继续运行。通信线路包含A路、B路两个基本网络通道，与关键信号系统连接，保证列车运行[3]。冗余设计特点如表1所示。

3.网络系统功能

3.1控制功能

列车网络系统可以对牵引、制动、辅助、信号、车门、空调、PIS等子系统进行功能控制、故障诊断、监视记录等工作。针对列车牵引和制动等关键系统的控制上以网络为主、硬线为辅的冗余模式通信，可以实现牵引切除、制动切除、牵引制动自检、故障诊断记录等一系列列车运行的控制功能，同时对其他子系统实现实时调度控制。确保列车运行的安全性和稳定性[4]。

3.2运行记录和故障诊断功能

每列车配备两个相同的数据记录仪ERM，用于实现列车重要数据的记录（运行记录）和故障诊断功能。记录功能具有记录频率高、记录容量大、记录数据范围广等特点。故障诊断则可以通过记录的数据，以故障代码的形式协助维护人员快速查找并解决问题[5]。维护人员将记录的数据文件、故障文件等加载到调试电脑中，使用PTU软件进行调试维修。

4.结论

综上所述，保障地铁列车安全运行的基础前提是科学、标准的列车网络系统的设计，对列车进行智能化的控制、监视，保证地铁运行过程中，能够对其运行情况进行实时的检测与记录。广州地铁十三号线网络系统有效的将控制、监视、故障诊断、运行记录等功能发挥出来，切实保障了地铁线路的安全、稳定运行。自运行以来，广州十三号线未发生过由网络系统引起的影响正点运营、安全等重大问题。因此，该地铁线路的列车网络系统设计方法具备较好的可借鉴性。

参考文献：

[1] 周根华，邓长海，肖晓. 地铁车辆融合LCU智能网络控制系统应用研究[J]. 中国新技术新产品，2021（19）：7-9.

[2] 秦超. 地铁车辆网络控制系统通信异常问题检修策略[J]. 通信电源技术，2020，37（16）：252-255.

[3] 单正辉. 基于全以太网的列车网络控制系统在美国地铁列车上的应用[J]. 铁道车辆，2021，59（1）：53-58，63.

[4] 刘政，张新永，高珊，等. 基于转向架控制的地铁车辆制动控制系统开发[J]. 城市轨道交通研究，2020，23（5）：149-153，158.

[5] 胡正伟，冀云，焦芳芳，等. 地铁列车网络控制系统典型MVB通信故障分析及处理[J]. 机车电传动，2019（4）：144-149.