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新形势下,基于以太网的轨交设备网络控制系统成为主流趋势

赵玉龙 2021-08-23 1659 1

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科技最前沿

剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

摘要:轨交设备未来增量空间广阔,推动核心设备网路控制系统市场需求持续放量,然而新形势下数据传输特点对轨交设备网络控制系统提出了大带宽、低延时、安全可靠的要求,各国纷纷布局基于以太网的网络控制系统研究。

网络控制系统作为轨交设备的“大脑”,主要对牵引制动系统、辅助控制系统、车载储能系统、乘客信息等子系统进行统筹协调,实现实时的数据状态监控,保证轨交设备的安全高速运行。然而新形势下的客运需求对这一技术提出了大带宽、低延时、安全可靠的要求,因此各国纷纷布局基于以太网的网络控制系统。

轨交设备未来增量空间广阔,推动轨交设备网络控制系统市场需求持续放量

随着经济的快速发展,人员流动量也在急剧攀升,这在一定程度上加剧了我国铁路列车的高负荷运行,使用寿命从原来的20年缩减到15年以内,预计2021-2025年将迎来车辆更新换代的高峰期。与此同时,我国以北上广深为代表的一线城市轨交密度相较国际化大都市还存在一定差距。据相关数据统计,我国在建的和规划的城轨线路总长分别为6374公里和7611公里,按照这个数据来测算,我国未来城轨车辆将超过11.6万辆。在轨交设备的更型换代及新建需求刺激下,未来轨交设备增量空间广阔,将推动轨交设备网络控制系统市场需求持续放量。

技术引进基础上逐步实现列车网络控制系统国产化

随着我国交运列车向高运载量、高速度和智能化方向发展,对列车网络控制系统数据传输的带宽、实时性、安全性和可靠性提出了更高的要求,然而轨交装备的核心设备网络控制技术却被国外垄断,国外企业主要的轨交设备网络控制系统是:西门子的SIBAS系统、庞巴迪的MITRACS系统、阿尔斯通的AGATE系统、三菱的TIS系统。为了解决这一关键技术受制于人的迫切难题,我国以中国中车电力时代为代表的企业通过国外技术引进,结合自我技术研究突破,逐步实现了该技术的国产化,现阶段我国轨交设备主要使用的是中国中车的分布式列车网络控制系统(DTECS),该系统采用的是TCN 网络两层结构、 WTB/MVB 现场总线技术,其优点是数据传输安全可靠,但传输带宽小、设备集成化程度低。

表1 国内外轨交设备网络控制系统

(资料来源:五度易链行业研究中心整理)

轨交设备网络数据大带宽传输要求背景下,各国纷纷布局基于以太网的网络控制系统

随着城市交通网的不断建设,轨交设备密度越来越大,车辆系统的各大子系统间的数据传输越来越大,形式也越发多样化,对数据的即时性、安全性和可靠性要求更加严苛,传统的网络控制系统已然无法承受如此大数据的稳定高效传输,于是国内外竞相开展了基于工业以太网的网络控制系统研究。主要实现突破的公司有:德国TR高速磁悬浮列车基于以太网的网络控制系统成功应用于车载通信网络;庞巴迪开发了以太网与WTB/MVB网络共存的新型网络控制系统,已实现在德国、荷兰的区域列车成功应用;中国中车发布了基于ECN(Electronic Communication Network)标准的第2代分布式列车网络控制系统;青岛四方车辆研究所开发了基于TCN 标准的列车网络控制系统。

表2 国内外基于以太网的网络控制系统技术现状

(资料来源:五度易链行业研究中心整理)

结语

    随着轨交设备趋向高速、智能化发展,各大子系统间的数据传输越发大量、频繁,数据传输的安全性、可靠性和即时性就越发重要,对轨交设备的网络控制系统提出了大带宽、低延时、传输速度快的要求,工业以太网因其通信速率快、传输数据量大等优点吸引了国内外企业的纷纷研究布局,并取得了一定的相关技术突破。

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