1地鐵電力工程車與內燃機車的概述

內燃機車，是將內燃機作為原動力并借助傳動裝置來驅動車輪的機車，通常包括柴油機車與燃氣輪機車，由于燃氣輪機車相較于柴油機車而言，具有效率低、成本高、噪音大等缺陷，因此其發(fā)展要相對落后。我國地鐵當中所采取的內燃機基本上都是柴油機，將氣缸內燃油燃燒的熱能通過傳動裝置轉化為機車牽引特性所需要的機械能，并由柴油曲軸輸出，而后再借助走行部來驅動機車動輪的轉動。作為建筑工程的主干力量，工程車的出現(xiàn)使得建筑工程的進度大大增加，有效地節(jié)約了人力，被廣泛地應用在工程運載、搶修、挖掘等環(huán)節(jié)當中。所謂電力工程車，便是以電動機來驅動車輪的工程車，其所需電能通常是由電化氣鐵路供電系統(tǒng)的接觸網、第三軌所供給的[1]。電力工程車是地鐵的建設階段、運營籌備階段、試運營階段以及正式運營階段等各個階段當中的不可或缺的一個軌道工程運輸工具。

2地鐵電力工程車與內燃機車的對比

在將地鐵電力工程車與內燃機車進行對比時，我們主要可以從以下幾個方面來作出分析：

（1）能量汲取形式的對比。內燃機車的能量來源于機車發(fā)電機內部的燃燒柴油，并利用四沖程做功；而電力工程車的能量則是從外部所汲取的，利用車輛頂部的受電弓來與電氣化鐵路上方的電力牽引線相碰接，以驅動機車的運作。從本質上來說，前者是以燃油為燃料，后者是以電流來驅動機車行駛。

（2）所用能量特征的對比。內燃機車在給出標準軌道的前提下，能夠自身攜帶水和燃料，因此在任何時候都能夠運行，受到的影響因素少。而電力工程車借助電動機來做功，要求地鐵上方必須有相應的電力牽引線且必須在工程車運行過程當中與車頂電弓相接觸，因此，在接觸網發(fā)生問題的情況下，電力工程車往往只能困在路上等待救援[2]。

（3）運用方面的對比。由于內燃機車可以作為調車機車與干線機車來使用，目前內燃機車在我國地鐵當中得到了較為廣泛的應用。而電力工程車受到自身能量汲取方式的局限，并且其牽引力大、可重載，故主要被用作為干線機車。

（4）慣性的對比。內燃機車借助高溫膨脹燃氣來給車輛的運行提供驅動，是一種熱機機車，其慣性是后拉前沖的直沖動力，利用一貫前沖的動力來在牽引車輛時拉動車輛運行[3]。電力工程車是一種電動工程車，它將直流點作為驅動動力，因此運行相對平穩(wěn)，借助平穩(wěn)均衡的動力來牽引車輛。通過多方面的對比我們可以看出，內燃機車具有適應性強、動力強勁且拉力大的優(yōu)勢，相比較電力工程車來說更加可靠與靈活；電力工程車則具有功率大、不需隨時補充燃料、方便集中整治等優(yōu)點，同時噪音污染小，且以電力驅動的方式大大減少了對環(huán)境的污染。在實際應用過程當中，我們應當結合具體情況，在綜合考慮電力工程車、內燃機車各自的優(yōu)勢與不足的基礎上來進行選用，從而有效地減輕地鐵工作人員的勞動強度，保障城市交通軌道系統(tǒng)的良好運作[4]。

3電力+內燃雙能源工程車系統(tǒng)設計

3.1概述

南京地鐵3、10號線電力+內燃雙能源工程車的控制系統(tǒng)，主要沿用了株機公司當前研制生產的多款電力工程車的成熟完善的總線控制系統(tǒng)結構和功能。同時，兼容柴油發(fā)電機組的網絡信息系統(tǒng)。

3.2網絡控制系統(tǒng)方案

（1）網絡拓撲。網絡拓撲圖如（圖1）所示；（2）方案說明機車重聯(lián)總線（Trainbus）采用WTB總線。通過初始化，實現(xiàn)機車的重聯(lián)編組。主控車通過WTB總線把牽引制動命令傳送給從動車，從動車的狀態(tài)數(shù)據(jù)等信號通過WTB總線反饋給主控車。車輛總線（Vehiclebus）采用MVB圖1總線。車輛控制單元CCU作為總線的主控制器，通過MVB總線與牽引控制單元DCU、司機室輸入輸出CIO、低壓柜輸入輸出模塊MIO、司機顯示器VDU、輔助逆變控制單元SIV等部分進行網絡通信。RS485局域網。設備級：主司控器的級位信號通過硬線輸入給MIO/CIO模塊（3）各部件主要功能。①中央控制單元CCU。CCU包括2個VCM模塊、1個GWM模塊、1個ERM模塊組成。②網關模塊GWM每臺機車裝有1個WTB/MVB網關模塊GWM，位于司機室內，WTB/MVB網關模塊GWM通過多功能車輛總線MVB與車輛控制模塊VCM通信。WTB/MVB網關模塊GWM是TCMS實現(xiàn)機車重聯(lián)運行的核心模塊，具備如下功能：列車級過程控制：執(zhí)行諸如牽引/制動控制等一系列與機車重聯(lián)運行有關的控制功能；列車總線管理：具有絞線式列車總線WTB的管理能力；列車級數(shù)據(jù)通信：與TCMS系統(tǒng)的車輛控制模塊VCM進行與機車重聯(lián)運行有關的數(shù)據(jù)交換。③車輛控制模塊VCM每臺機車裝有2個車輛控制模塊VCM，互為冗余，位于司機室內，車輛控制模塊VCM通過多功能車輛總線MVB與其他設備通信。車輛控制模塊VCM是TCMS的核心模塊，具備如下功能：機車邏輯控制：執(zhí)行諸如牽引/制動控制、空電聯(lián)合控制、超速保護和輔機控制等一系列邏輯控制功能；車輛總線管理：具有多功能車輛總線MVB的管理能力，并且能夠進行主權轉移；數(shù)據(jù)通信：與TCMS系統(tǒng)的其他設備及非TCMS的智能設備的數(shù)據(jù)交換。④記錄存儲模塊ERM。每臺機車裝有1個事件記錄模塊ERM，位于司機室內，事件記錄模塊ERM通過多功能車輛總線MVB獲取完整其功能的所有數(shù)據(jù)。事件記錄模塊ERM是TCMS完成故障診斷、數(shù)據(jù)記錄與轉儲的核心模塊，具備如下功能：故障診斷：完成車載的故障診斷功能，并通過VDU報告給司機；數(shù)據(jù)記錄：司機操作數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)的記錄，將車輛控制模塊VCM的故障數(shù)據(jù)具體化；數(shù)據(jù)轉儲：將記錄的數(shù)據(jù)下載，供便攜式維護工具分析。⑤司機顯示器VDU（外形圖等）VDU的主要功能是顯示機車的列車級、機車級運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障信息，顯示柴油發(fā)電機組、制動系統(tǒng)的相關信息，實現(xiàn)機車部分參數(shù)的設定和集成部分機車控制按鈕，并具有觸摸功能。⑥CIO/MIO模塊負責采集司機命令和輸出相關顯示信息（通過儀表、顯示燈實現(xiàn)），以及機車的大部分開關量信號、模擬量信號的輸入和輸出。

4結束語

在我國經濟的發(fā)展和科技水平的不斷提高這一背景下，城市軌道交通系統(tǒng)也有了越來越好的完善。伴隨著先進科技逐漸被引入到地鐵系統(tǒng)當中，地鐵電力工程車的出現(xiàn)彌補了傳統(tǒng)的蒸汽機車與內燃機車的不足，使得地鐵的安全性與可靠性有了進一步提升。通過對地鐵電力工程車與內燃機車的比較分析，我們可以更好地具體運行工作當中結合實際情況來選擇最佳的車輛。