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【株所风云60年·第十八期】唐军:十年,只为实现列车通信网络技术引领的梦想

来源: 作者: 时间:2019-05-15

唐军,中车株洲所研究院基础与平台研发中心党总支书记兼副主任,国际电工委员会(ICE)列车通信网络专家。

2009年7月,我从浙江大学毕业后来到株洲所工作。上班第一天,人力资源部的同事把我带到了时任时代电气技术中心主任刘可安的办公室,刘可安简洁地跟我说:“根据你的专业情况,我把你安排到基础技术部从事实时以太网研发工作,这是前沿技术攻关,对公司列车通信网络系统很重要”。然后,刘可安打电话给时任实时以太网项目经理的杨卫峰,把我领到了部门。从此,我与列车通信网络技术结下了不解之缘。

当我来到部门以后,我才了解到,虽然实时以太网技术攻关是公司很重要的基础前沿项目,但是团队人员并不多,硬件、软件和逻辑程序的开发人员总共也就十多人,而且还有很多同事身兼两职,从事着既有WTB/MVB技术平台的维护与升级工作。由于实时以太网是以交换技术为基础,团队现有的WTB/MVB技术是总线管理为基础,可借鉴的内容有限。当时,轨道交通内从事实时以太网技术研究的公司只有庞巴迪、西门子两家公司,国内还是一片空白。

在寻求技术突破口的道路上,团队一度尝到了苦的味道。面对“老虎吃天、无从下口”艰难的局面,我们没有退缩,而是采取迂回战术,分工搜集和研究不同领域的实时以太网技术,希望找到突破口。我当时的任务是研究工业领域应用最广泛的实时以太网技术——通用工业协议(CIP)。通过加入ODVA组织,我拿到了CIP协议的规范,如获至宝,就好比武林人士获得了九阳真经一样。这长达2000多页的英文文档硬是被我夜以继日地啃掉,在很短的时间内“消化”了。

但是,开发产品,仅有理论指导是不够的,还必须进行实践。那时候,杨卫峰经理带着我们,每天都在实验室探索着怎么实现实时以太网核心技术,包括交换、实时协议以及重联初运行。每取得一点进步,大家都很兴奋。

2010年春节过后,部门向时任时代电气副总经理冯江华、时任时代电气副总工程师路向阳以及时任时代电气技术专家周桂法等领导和专家汇报技术方案,我负责汇报实时协议技术。技术方案在会上获得了领导和专家的肯定,我也被提拔为实时以太网协议组的组长,带领几位年轻同事开始研究车载实时以太网协议的开发。另外几个小组则负责交换机技术、硬件平台和逻辑软件技术的攻克。2011年底,整个部门在经历数个“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”之后,公司的车载实时以太网系统的核心技术初步被攻克,实现了我国列车实时以太网系统“从无到有”的艰难起步。

2012年,装载了株洲所自主研发实时以太网技术的新一代列车网络控制系统(DTECS-2)首次在四方股份公司“更高速度等级高速列车”上装车考核。这是我国第一次将实时以太网技术应用到轨道交通列车的控制系统中。在这列车的网络调试过程中,出现实时以太网通信时断时通的情况。网络控制系统应用负责人要求研发人员去现场定位故障点。于是,我和同事赶到青岛四方股份进行故障定位与系统联调。到了车上,我们发现网络有时候被切割成两段,但是过一段时间又恢复,按照我们在实验室调试的经验,我们推断环网可能中断。在通过web对交换机数据进行分析以后,我们确定故障点的线缆有问题,在重新压接接口后,故障得以排除。在“更高速度等级高速列车”上应用实时以太网系统,标志着株洲所成为我国第一个自主掌握列车实时以太网全套技术的企业。

2014年7月,从德国传来喜讯,株洲所联合庞巴迪、捷克UniControls等公司,成功完成了新一代网络控制平台产品的互连互通测试,性能已比肩欧洲的公司,打破了欧洲公司长期以来在列车网络控制领域的垄断地位。这则消息在新华网、人民网等多家门户网站进行了报道,团队的同事也纷纷在朋友圈转发这则新闻,自豪感满满。2015年以来,株洲所的实时以太网列车控制系统陆续在“复兴号”动车组、动力集中型动车组、城际动车组、智轨列车ART、红河州低地板列车等项目中批量应用,逐渐成为公司主打产品之一。

株洲所在20世纪90年代就开始研究列车通信网络技术。在研究WTB/MVB技术时,主要还是跟随国外公司的技术。在2009年开始研究实时以太网技术的过程中,我们研制出来的产品,无论是技术指标、还是装车应用的时间,都已经可以和庞巴迪等公司并跑。在研制出产品并率先应用的同时,我们还主持了三项国际标准和十余项国家标准的制定。这些国际标准的制定历时很长,譬如周桂法专家牵头制定的IEC62580-2标准,历时八年才完成!在我工作的十年里,非常幸运地参加了这些标准制定的全过程,深刻体会到了这份工作对毅力的考验。相比之下,最初由英国负责的IEC62580-4标准,中间更换负责人达4次,最后“流产”。

(▲国际标准制定会议现场)

正是这份执着,我们终将实现技术引领的梦想!

2018年,微信朋友圈传递的国外某公司在国内成立通信子公司的新闻又引爆了团队的技术热情。这家国外公司是通信技术领域的独角兽,总部位于奥地利,主要从事时间触发以太网(tte)、时间敏感网络(TSN)研究。为了能应用这个公司的技术,国内很多大公司都投入巨资。株洲所闻风而动,在网络控制技术与平台部部长蒋国涛的带领下,一批年轻同事开始研究如何应用新的通信技术来实现性能更佳的下一代列车通信网络系统,以支撑无人驾驶背景下更大、更实时的数据传输要求。在新一轮的技术竞赛中,我相信这群年轻人会继承株洲所这份对技术的执着,真正实现技术引领。

十年春秋交替,十载岁月留香。对于成绩,我们坚信:科研不是一个人的战斗,而是一群志同道合者的狂欢,如果没有一帮志同道合又醉心科研的战友,如果没有株洲所提供学术交叉和思维碰撞的绝佳平台,就不可能交出如此完美的答卷。十年间,网络控制系统研发团队从推动我国列车实时以太网系统“从无到有”的艰难起步,到奋力追赶国际同行实现同台竞技的“华丽转身”,再到成功获得市场“通行证”在“复兴号”、“ART”等列车上批量应用。他们凭着自强不息的精神、强劲的自主创新和技术攻关能力,在铁路车载网络控制系统领域的竞技场上,证明了株洲所科研团队从技术跟随、技术并跑到技术引领不只是梦想!