中国标准动车组的“最强大脑”是怎么研制出来的

中国标准动车组的“最强大脑”是怎么研制出来的

“列车控制与信息服务网络系统（TCSN）相当于把过去的数据传输“单行道”变成了“多行道”高速公路，使得运行数据传输速度比原来提高60余倍。”株洲所副总经理兼总工程师冯江华说。近日，由株洲所自主开发的以同步确定性实时以太网为核心技术的全球新一代列车网络控制系统成功在时速380公里级中国标准动车组上装车试验成功，此举标志我国自主高铁动车组装载世界“最强大脑”。

此次共对标准动车组上的传动控制单元、制动控制单元、门控单元、旅客信息系统、烟火报警系统等12类产品的通信接口进行了测试和检验，检验不仅达到了之前规定的标准要求，而且针对整车TCSN系统应用，完成了链路汇聚、自动协商等功能测试，得到了专家组的高度好评，为我国自主设计的中国标准动车组全部各子系统的互联互通，全部采用TCSN通信方式提供了质量保证。
列车网络控制系统被誉为列车“大脑”中枢，目前全球高铁动车组采用的列车网络控制系统主要为WTB、MVB总线式列车网络，包括我国目前在线运营的高速动车组、法国TGV和德国ICE高速列车的TCMS系统等主流代表产品。株洲所研制的分布式列车电子控制系统(DTECS)是我国应用最广泛的具有完全自主知识产权的自主创新列车网络控制系统。

随着通信技术的发展，推动全球高速动车组愈发呈现自动化、数字化、网络化等智能化特征，智能化高铁，是高速动车组技术未来的重点发展方向，其中列车网络控制系统的升级换代是实现“智能高铁”的必须手段。以软件定义网络（SND）、网络功能虚拟化（NFV）、云计算（ClOUD）、大数据(Big Data)为技术支撑的同步确定性实时以太网(Isochronous and Deterministic Ethernet, IDE)得到越来越广泛的重视和运用，成为高速列车控制及智能化领域的最重要技术。
近年来，作为控制领域最高效和先进的网络技术，IDE技术被逐步被引入铁路控制领域，当前，铁路行业对列车远程维护、故障诊断、产品全生命周期管理以及乘客舒适性的要求越来越高，IDE技术通过提升带宽、亚微秒级时钟同步以及智能调度等技术，构建了车载信息“高速公路”，能够保证列车各类信息交流更加顺畅，有效连结车载控制设备，彰显其在信息沟通、车辆掌控以及服务方面的优势，促进网络与信息的紧密结合，突破了上一代网络控制系统受传输带宽和传输速度影响，仅能支撑基本的列车控制和诊断功能数据传输的短板，大大提高了列车智能化水平。
中国标准动车组是我国实现高速动车组技术全面自主化、标准化的重大创新项目，是中国高铁走出去的标杆之作，此次采用株洲所自主研发的TCSN系统，性能稳定可靠、组网方便、扩展性高、兼容性强等优点，随着产品完成检验，这意味着，标准动车组可以传输更多的数据，列车网络控制系统更为强大。

近年来，国际巨头庞巴迪、西门子异常重视TCSN系统的研究。株洲所也早已看到此项技术的重要性，投入大量精力力争抢占车载实时以太网行业话语权，历时三年，终于完成TCSN骨干网节点以及编组网节点等核心技术的科研攻关，具备产品的研发、制造、检验测试的成套能力。
与此同时，2014年开始，株洲所TCSN产品成功实现与庞巴迪相应产品的互联互通测试，并且在长沙地铁一号线进行装车考核。这次在中国标准动车组装载后通过检验，进一步保持了中国高铁关键技术的领军地位，为中国高铁“走出去”迈出了坚实的一步。