动车组网络控制系统及其故障诊断探索

当前，我国动车组列车运行速度不断加快，不仅为乘客带来高效便捷的出行体验，也增强了我国与其他国家之间的沟通交流。列车运行的最大需求是安全，尤其是在列车速度不断提升的当下，安全性成为动车组列车最重要的特点。分析 CRH2 列车能够更清晰地了解动车组列车的建构，诊断其故障的类型、原因以及解决对策，可以有效地提升动车组列车地安全性能，确保动车组列车地平稳运行。

一、CRH2 列车组网络控制系统简介

CRH2 型动车组列车网络控制系统由多硬件单元共同组成，主要包括列车信息中央装置(中央装置)、列车信息终端装置(终端装置)、显示控制装置(显控)、通信设备等。整个系统采用分布式结构，两个头车处安装有中央装置以及其他设备，而在每个车厢处安装终端装置及其他设备，这种安装方式更加合理，能够极大的提高系统的安全性，减少故障发生次数。

CRH2 型动车组网络控制系统的功能多种多样，不仅能够快速完成控制指令的传输，同时有实时监控功能，便于相关人员及时掌握各种与系统状态和系统故障有关的数据。此外，该网络控制系统具有记录和跟踪数据的功能。为进行通信，系统采取两级网络拓扑结构，上层网络和下层网络分别是“列车级”通信网络和“车辆级”通信网络。

二、故障诊断系统

（一）故障模拟

故障模拟是专业的技术人员通过系列操作，控制动车组列车，模拟可能发生的故障情况。故障模拟的核心价值体现在两个维度：首先，可精准定位列车故障源并追溯失效机制；其次，基于故障特征分析，明确区分系统操作异常与设备硬件缺陷的归因关系。此外，故障模拟有时需要借助工具来完成，这样能够节省大量时间，也不会对列车造成二次破坏，从而引发新的故障。

（二）故障检测

CRH2 型动车组网络控制系统能够高效检测车载设备和网络装置中存在的故障，故障检测结果将被存储在RAM，RAM 具有良好的非易失性。CRH2 型动车组网络控制系统在对故障进行检测时表现出鲜明的特异性。不同设备对应不同代号及故障类型，不同车辆设备上也可能存在同一种故障，这主要与特异性故障检测逻辑有关联。CRH2 型动车组网络故障诊断系统能够结合实际情况对故障检测逻辑做出变更。

（三）故障显示

故障检测结束后会触发故障显示，故障信息交给中央及终端装置进行分析处理，显示控制装置有驱动作用，会显示出检测结果。CRH2 型动车组网络故障诊断系统所诊断出的每个故障都有一个特殊的显示属性。不同故障在显示器上有不同的显示界面，这些故障主动包括出库故障、运行故障、列车员故障，发生故障后会在不同界面进行显示，分别对应的是出库界面、运行界面、列车员界面。部分故障显示属性不变，这些故障属于运行故障、出库故障等故障中的一种，但也存在显示属性多样的故障，这部分故障可以属于上述三种故障，也可以是其中两项故障的组合。若发生故障，会在不同显示界面上进行显示并发出警报，提醒相关人员及时处理。

CRH2 型动车组网络故障诊断系统可根据实际需求对不同故障的显示属性做出调整。

（四）故障记录

记录好故障信息后可进行后续的跟踪和信息分析工作，记录故障信息采取分布式，信息与车厢内部与相关装置有关，信息会被储存在 RAM 中。为有效识别不同故障，必须将故障的属性记录下来，故障属性主要有 PR、PL 两类，PR 故障指故障会对环境产生的影响，需记录好环境变量，而 PL 故障要求将故障发生之前和发生之后的环境变量记录下来，前后时间差控制在十秒，两种故障都采取先进先出的记录方式。此外，PR 故障要记录的信息更多，多达一百条，若超出数值范围会显示新的故障，这种记录方式时效性良好。PL 故障将记录分成四个组别进行，每组容量确定，最高储存故障数量是三个。以表格形式详细介绍故障诊断系统的组成部分，如表1 所示。

三、常见的处理方式

1. 优化制作工艺

为提升通信电缆的可靠性，需对其制造工艺进行针对性优化，重点聚焦于三个关键环节：弯曲度测试需设定严格标准并确保规范执行；电缆绑扎工艺必须符合设计要求，保证线束稳固有序；端子压接过程则要求精准控制，保障电气连接的完整性。通过对这些核心工艺节点的严格把控，可显著降低因物理形变或接触不良引发的信号干扰风险，从而在源头上消除潜在的通信电缆故障隐患。此外，在采购动车组网络控制各部件时，也要严格把控质量，避免检测不到列车通信部件的问题。

2. 采用 WTB、WVB 电缆检测方法

在通信电缆的故障排查流程中，综合运用了多种动态诊断技术，如 WTB和 WVB 检测方法。这些技术能够有效识别电缆系统中潜在的异常状态。例如，通过模拟列车运行时的典型振动幅度，可以主动诱发并定位通信电缆可能存在的隐患。这种主动式的测试手段显著提升了故障检测的及时性和精准度，有助于在问题引发更严重的系统故障前进行干预。相关检测数据可被安全存储以供后续分析。

结语

综上所述，动车组网络控制系统是列车稳定运行的重要保障。本文针对CRH2 动车组，深入研究其网络控制系统的设计与实现以及故障诊断功能。基于研究结果采取的改进措施，切实减少了潜在运行风险，显著提升了列车的可靠性与使用寿命。

参考文献：

[1] 刘超 , 张红星 , 李如石 , 等 . 灵活编组动车组网络控制系统设计 [J]. 铁道车辆 , 2024,62(4).

[2] 尹良镇 , 张晓晋 , 黄根生 , 等 . 高速动车组列车网络控制系统智能整备技术方案研究 [J]. 铁道机车车辆 ,2024,44(6).

[3] 徐东临 , 宋清波 , 张春光 , 等 . 高速动车组网络输入输出模块快速诊断系统开发 [J]. 智慧轨道交通 ,2025,62(1).