一种适应欧洲多国铁路网环境的外部照明控制方案

一种适应欧洲多国铁路网环境的外部照明控制方案

张 ,煜  ,何雄兵

(中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲 421001)

摘  要：本文概述一种适应欧洲多国铁路网环境的外部照明控制方案，本方案基于轨道车辆特殊的运营铁路网环境分析，旨在提高产品定型后，在不改变硬件配置的情况下，实现不同铁路网环境下的外部照明及信号控制需求。

关键词：外部照明；信号控制；轨道车辆

0 引言

随着我国轨道交通产业走出去的步伐，轨道车辆开始走向欧洲市场，但欧洲铁路是一个大的网络，联通欧盟的诸多国家，基于不同国家的基础建设及法律法规，对于外部照明的信号指示定义存在着不同的定义和使用需求。为了解决产品适应不同国家铁路网上需求，基于目前照明技术在轨道行业的发展现状，提出一种适应欧洲多国铁路网环境的外部照明的控制方案。本技术方案仅从某三个国家的需求方面进行分析，提供一种控制思路。

1 目前照明技术在轨道行业的发展介绍

轨道车辆产品外部照明早期主要选用的灯具为氙气灯作为前照灯，小功率LED作为信号灯具，采用硬件开关及接触器和继电器实现对灯具的控制功能。近些随着大功率LED技术发展成熟，外部照明灯具包括前照灯和信号灯均已经采用先进的LED产品，使得轨道车辆外部照明设备的可靠性及寿命大大提高，故障率降低，正在大范围的替代老旧的氙气灯具。同时网络控制技术的成熟，网络故障降低，所以网络参与的深度也逐渐深入各个子系统的控制中，以减少硬件逻辑产品的使用率。

2 欧洲铁路网的外部照明灯具配置及功能逻辑需求分析

目前欧洲由于铁路网经常属于多国贯穿线路，所以其基本遵循同一个标准配置需求，然后根据各国家本国外部照明灯具的控制功能要求，实现配置基本一致的情况下，满足各个国家运行的需求。

2.1外部照明灯具的配置及布置说明

  按照标准要求，外部照明保持统一的功能配置定义，分为：头灯、尾灯和标志灯。且对其布置位置进行了定义如下：

两盏头灯应位于同一水平轴上，两盏头灯之间的距离在1 500毫米和2 000毫米之间，且高于轨面。两个头灯的布置应为:两盏灯的中心距离不小于1000毫米，且两盏头灯的中心与轨道的中线对称。

两盏较低的标志灯应位于轨道顶面的同一水平轴上。两盏标志灯之间的中心距离在1 500毫米和2 000毫米之间，且高于轨面。两个较低标志灯的布置应为:两盏灯的中心距离不小于1000毫米，且两盏头灯的中心与轨道的中线对称。较高的标志灯应居中并位于较低的标志灯之上，较高标志灯和较低标志灯以及较低头灯几何中心线之间的垂直线间距离应等于或大于600毫米。

两盏较低的尾灯应位于轨道顶面的同一水平轴上。两盏灯之间的中心距离在1 500毫米和2 000毫米之间， 且高于轨面。两盏尾灯的布置应为:两盏尾灯的中心距离不小于1000毫米，且两盏灯的中心与轨道的中线对称。如图1所示：

图1 外部照明灯布置图

2.2外部照明国家控制功能需求分析

本技术方案按照满足三国需求进行控制功能需求分析如下，其具体控制逻辑见表1。

头灯主要用于司机前方线路照明和警示功能，车辆起车后头灯便点亮，司机通过控制按钮来进行强光与弱光的切换功能，满足其实际需求。

车辆分别运行在三个国家，分别为:C国, S 国和P国。 其车辆外部指示模式总共分为6个模式，其中的C 国和S国四种模式，P国6中模式。

标志灯和尾灯包含了如下灯具功能状态：标志灯和尾灯亮、灭，及标志灯的闪烁功能状态。具体指示说明：O 表示灯具亮、X表示灯具灭，F表示灯具按照1Hz闪烁；   表示标志灯，   表示尾灯。

表1 标志灯及尾灯控制逻辑需求

3 控制方案实施策略

3.1控制逻辑输入输入方案

司机通过在HMI操作终端上进行国家及外部照明工作模式设置选择，通过TCMS系统的控制模块按照车辆逻辑输出对应的IO指令。电源驱动控制模块在接收到IO控制信号后，按照对应逻辑给外部照明的灯具（2个头灯、3个标志灯和2个尾灯）输出供电组合状态，最终实现了整个外部照明头灯、尾灯及标志灯的逻辑显示。具体的外部照明灯具控制逻辑流程图如图2：

图2 外部照明灯具控制逻辑流程图

3.2控制原理实施策略

具体的实施控制原理方案，如下图3，当司机通过HMI设置好国家信号及模式信号后，TCMS将通过K1-K11的IO状态组合输出给电源控制输入输出模块的输入接口给出对应的状态指令，再给灯具的对应点位输出24V供电，控制灯具的点亮及闪烁状态。

图3  外部照明灯具控制原理方案

同时，司机也将通过强光或者弱光控制按钮给TCMS作为指令输出终端，由TCMS根据操作指令，输出对应的头灯点亮状态。

3.3 控制方案与传统控制方案的对比

4 结束语

     通过对现有轨道车辆外部照明技术的发展总结，以及对某轨道产品外部照明的功能需求分析总结，提出一种与网络控制技术相结合的外部照明简易控制及实施方案。相比传统的单灯单电源、通过硬件硬线逻辑状态组合实现的方案，该方案在硬件的配置上相比，较简单，可实施性强，集中控制性要求更强。本方案对于不确定性多国混跑车辆其应用硬件改动较小，只需要进行软件层面的逻辑调整即可实现不同项目的应用切换，具有较强的延申应用特性。

参考文献：

[1]《某轨道车辆产品用户需求书》

[2]《EN 15153-1 铁路应用—高速列车用外部可视和听得见的警告装置—第 1 部分：头灯，标志灯和尾灯》

作者简介 张煜，男，助理工程师，从事电力机车调试工艺及交付质量控制。

何雄兵，男，机车电工，从事电力机车交付与售后服务。