基于地铁列车网络控制系统典型MVB通信故障分析

李镇江

【摘要】本文主要分析了基于地铁列车网络控制系统典型MVB通信故障，重点介绍了MVB通信原理以及典型故障分析。通过对基于地铁列车网络控制系统典型MVB通信故障进行分析，有效解决故障问题，从而能够对类似轨道交通车辆调查给与一定参考。

【关键词】地铁车辆;列车网络控制系统;MVB通信故障

1. MVB通信原理

MVB的物理层通常可以利用三种物理介质，包含无电隔离的短距离电气介质、变压器隔离的中距离电气介质和长距离光纤介质。MVB网络能够使用中继器对总线段进行划分，MVB总线传输通常包含三种类型，即过程数据、消息数据以及监视数据。过程数据能够按照时间周期进行数据的传输，通常来说该类数据短但是时间要求比较紧急，一般使用源寻址广播数据来进行传送。列车控制指令和运输状态数据传输包括方向指令、级位指令以及开门指令等。消息数据是对于非紧迫情况下偶发信息，数据长度没有确定，针对较长的消息数据通常以分包的形式进行传输，一般列车故障信息和服务信息作为消息数据。监视数据通常数据帧短，总线管理器使用监视故障来掌握设备的状态。根据MVB设备性能，主要将其分为六类：0类设备，该类设备在MVB网络中属于特殊设备，不进行总线数据交换，0类设备包含中继器等。1类设备，该类设备没有应用处理器，不能进行组态，在总线控制器下才能进行工作，能够使MVB总线更好的实施设备状态查询功能以及过程数据通讯功能。2类设备，该类设备有应用处理器，能够进行简单组态，但是没有编程能力，不仅具体1类设备功能，还能够提供消息功能。3类设备，其不仅拥有2类设备的功能，而且还可以进行编程，尤其是支持用户编程。4类设备，其不仅拥有2类设备的功能，而且还能够进行总线管理，在MVB网络中经常当作总线管理器。5类设备，该类设备不仅有4类设备的所有功能，还有TCN网关公民功能，使用该设备能够进行列车自动重联和动态编组。

2. 典型故障以及分析

对于地铁列车网络控制系统而言，当发生偶报通信故障时可以自动进行复位，并且故障发生时间和产生故障系统均可以随机出现，但是无法对故障点位置给予准确定位。此时可以借助MVB分析仪器来对列车MVN通信质量进行检查，但最终结果是MVB通信质量评价结果不符合要求。在全部过程数据报文统计工作中，满足CRC和BNI等评价要素的报文數量大于1个。此外，针对外部电磁干扰、物理线路、软硬件设计闪报通信故障要给予全面排除，结果发现TCMS设备自身是故障点。MVB板卡厂家在处理该故障时，选择了实验室故障模拟测验，所得到的模拟结果与现场测试结果相匹配，根据实际测试，MVB板卡厂通过对板卡底层软件优化来处理该故障。MVB板卡底层软件优化过后，ACU厂家在实验室进行调换1车ACU通信控制器，此时故障问题并未随设备发生转移，HMI依然报1车ACU存在通信故障。借助MVB分析仪来对列车MVB通信质量进行检查，所得到的MVB通信质量评价要素不符合相关要求和标准，其中ESF评价要素的报文和MVB过程数据报文数量出现了递增情况，超出1个。对外部电磁干扰、物理线路、软硬件设计等因素所产生的影响给予进一步排查，最终判定TCMS设备存在故障。对于该故障，TCMS厂家对VCU的MVB板卡通信配置程序进一步优化。

3.3故障处理总结

通过对故障进行调查，针对车辆轨道交通车辆故障可以从下述内容进行调查：（1）物理路线排查。通常情况下，物理线路连接正确与否是决定通信的正常运行。因轨道车辆在实际运行过程中出现振动以及通信线路松动的情况，导致系统通信出现故障。（2）电磁干扰排查。因为通信线路运行过程中，极易受到电磁干扰，进而诱发通信线路故障，基于此，要使用专用设备来解决通信线路外围所存在的电磁干扰，进而使电磁干扰得到有效排除，有效提高通信质量。（3）应用层分析。通常情况下，TCMS应用层与心跳信号结合在一起来判断子系统的运行情况。因此，对子系统应用层心跳信号进行检查，同时要主要TCMS处理子系统心跳信号的合理性也要开展故障排查。（4）MVB板检查。MVB底层软件和板硬件相关参数设计水平高低将会对系统通信质量高低产生决定性影响。实际上，在MVB板卡装车前，要在实验室内对其开展相关测试工作，当测试结果满足相关要求时，则可以确保MVB板卡装车后可以正常运行，并提高其通信质量。针对类似通信故障要做好排查工作，通过MVB分析仪以及示波器等，对故障发生时刻的数据帧波形进行采集，进一步分析，保证MVB板卡参数设计科学合理。

4.总结

简而言之，TCMS能够有效的控制、监视以及诊断列车故障，对列车的运行效率和稳定性有着直接影响，保证列车的安全性和可靠性。对TCMS联网设备进行试验、上车前并组网测试和例行测试，及时发现TCMS设备存在的问题，从而采取优化措施，以确保其可以正常运行。本文对列车运营过程中TCMS典型故障进行分析，制定相应解决方案，希望具有借鉴意义。

【参考文献】

[1] 全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会 （SAC/TC 278）. 牵引电气设备列车总线第 1 部分：列车通信网络 ： GB/T 28029.1— 2011 [S].北京 ： 中国标准出版社 ， 2012.

[2] 刘长远 ， 刘霄 ， 李绍博 . 列车网络控制系统安全性研究 [J]. 城市轨道交通研究 ， 2013， 16（4）： 1-4