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      廣州地鐵廣佛線列車車門冗余功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)的分析及改進(jìn)

      2014-10-10 06:13:40方向明
      機(jī)電信息 2014年9期
      關(guān)鍵詞:輪詢車門通訊

      方向明

      (廣州市地下鐵道總公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部運(yùn)營(yíng)一中心,廣東 廣州510000)

      0 引言

      廣州至佛山線(簡(jiǎn)稱廣佛線)是國(guó)內(nèi)首條城際軌道交通線路,其列車車門采用南京康尼股份有限公司生產(chǎn)的外掛密閉門,每節(jié)車8個(gè)門,采用主門控器及從門控器控制。從門控通過(guò)RS485總線進(jìn)行門之間通訊以及開關(guān)門控制,主門控通過(guò)集成的MVB網(wǎng)絡(luò)接口卡為車門系統(tǒng)和列車控制系統(tǒng)提供接口。列車車門作為整個(gè)列車的關(guān)鍵部分,開關(guān)門應(yīng)能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、硬線2種控制方式,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)具有冗余功能。廣佛線列車在運(yùn)營(yíng)中發(fā)現(xiàn)列車車門冗余功能無(wú)法實(shí)現(xiàn),影響列車正常運(yùn)營(yíng)。

      1 廣佛線列車車門通訊存在的問(wèn)題

      2013年9月,廣佛線列車在正線運(yùn)營(yíng)過(guò)程中首次出現(xiàn)以下問(wèn)題:當(dāng)GFB003車2#門門控器失電時(shí),車輛屏顯示GFB003車2#、4#、6#、8#車門狀態(tài)異常。

      2 廣佛線列車車門通訊故障分析

      按照設(shè)計(jì)要求,每節(jié)車的1#門、2#門門控器均為主門控器,兩者相互冗余,單個(gè)主門控器故障,即使將故障門控器的電源切斷,也不會(huì)影響車門的正常顯示。

      讀取GFB003車1#門門控器數(shù)據(jù),未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)的故障記錄。讀取GFB003車2#門門控器數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)在2012年8月31日,GFB003車1#門門控器曾多次出現(xiàn)“通訊中斷”記錄。

      更換GFB003車1#門的門控器并重新進(jìn)行MVB配置后,列車開關(guān)門功能恢復(fù)正常。嘗試斷開GFB003車2#門的門控器電源,多次試驗(yàn)開關(guān)門功能正常。

      初步分析GFB003車1#門門控器出現(xiàn)故障,在GFB003車的2#門門控器電源被切除后,GFB003車的車門網(wǎng)絡(luò)控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)冗余,導(dǎo)致該節(jié)車的狀態(tài)顯示不正常。

      2.1 故障件檢測(cè)

      (1)對(duì)存在類似問(wèn)題的2個(gè)門控器進(jìn)行檢查,情況如表1所示。

      表1 故障件檢測(cè)記錄

      (2)將存在類似問(wèn)題的門控器和正線出現(xiàn)故障的門控器分別進(jìn)行多次不同車廂MVB配置測(cè)試、靜態(tài)MVB通訊測(cè)試和重復(fù)通斷電測(cè)試,測(cè)試結(jié)果均正常。

      2.2 故障模擬

      (1)將出現(xiàn)故障的GFB003車的1#門門控器重新安裝到列車上進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn),通過(guò)維護(hù)軟件查看MVB的端口號(hào)及相關(guān)數(shù)據(jù),確認(rèn)該主門控器能夠成功進(jìn)行MVB配置操作,且通訊端口號(hào)均正確。但發(fā)現(xiàn)在某些車廂中通訊正常,HMI顯示正常;在某些車廂中通訊不正常,RS485通訊工作模式標(biāo)志在0和1之間頻繁跳變,H MI顯示不正常。由此懷疑在某些車廂中MVB通訊不穩(wěn)定,導(dǎo)致通訊異常,HMI顯示異常。

      (2)后續(xù)對(duì)廣佛線出現(xiàn)的1#門主門控器通訊功能失效問(wèn)題進(jìn)行了故障復(fù)現(xiàn)和測(cè)試分析:

      將普查時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障門控器和正線出現(xiàn)故障的門控器分別安裝到A2車1#門上進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)MVB通訊正常,RS485通訊正常,H MI顯示正常。

      將該2個(gè)故障門控器安裝到A1車1#門上進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)MVB通訊正常,RS485通訊不正常(主門控器RS485通訊工作模式標(biāo)志在0和1之間頻繁跳變,從門控器報(bào)通訊中斷故障),H MI顯示不正常。減少RS485網(wǎng)絡(luò)中一定數(shù)量的從門控器后,通訊恢復(fù)正常。通過(guò)仿真器跟蹤調(diào)試發(fā)現(xiàn),故障情況下,1#門主門控器的RS485通訊接收到的數(shù)據(jù)始終為0,同時(shí)檢測(cè)到總線沖突故障,導(dǎo)致退出總線輪詢控制。

      (3)對(duì)復(fù)現(xiàn)故障的車廂中1#門主門控器的RS485插頭進(jìn)行檢查,測(cè)試插頭內(nèi)1、2、3引腳(插針)兩兩之間的電阻值,發(fā)現(xiàn)電阻值有異常,電阻測(cè)試結(jié)果如表2所示。

      表2 電阻值測(cè)試

      2.3 故障原因

      根據(jù)故障現(xiàn)象和測(cè)試結(jié)果,初步分析是由于MVB通訊不穩(wěn)定,致使RS485通訊無(wú)法完成對(duì)所有車門的輪詢過(guò)程,導(dǎo)致不能更新車門狀態(tài)等信息,造成H MI顯示不正常。

      但在后續(xù)的測(cè)試過(guò)程中,發(fā)現(xiàn) MVB通訊正常,未出現(xiàn)MVB通訊中斷的情況。而RS485通訊有如下異常點(diǎn):

      (1)1#門主門控器的RS485通訊輪詢過(guò)程中,在總線沖突檢測(cè)時(shí)間段內(nèi),不停地接收到數(shù)據(jù),同時(shí)接收到的數(shù)據(jù)均為0(正常情況下,2#門主門控器失電時(shí),在總線沖突檢測(cè)時(shí)間段內(nèi),1#門主門控器不發(fā)出輪詢請(qǐng)求,其他從門控器也不會(huì)發(fā)出任何響應(yīng)數(shù)據(jù),故在此期間,1#門主門控器不會(huì)接收到任何數(shù)據(jù))。

      (2)故障情況下,所有從門控器均報(bào)通訊中斷故障,即此時(shí)從門控器接收不到1#門主門控器發(fā)送的輪詢請(qǐng)求,因此從門控器就不會(huì)對(duì)外發(fā)送輪詢響應(yīng)數(shù)據(jù)。

      (3)拔下2#門主門控器上的RS485插頭,對(duì)一些從門控器進(jìn)行斷電后,RS485通訊就恢復(fù)正常。

      (4)主門控器的RS485插頭內(nèi)未接終端電阻橋接線。

      通過(guò)上述分析可知,在RS485總線終端未連接終端電阻的情況下,RS485總線的A路和B路阻抗達(dá)到一定差異值時(shí),會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致總線數(shù)據(jù)無(wú)法傳輸。1#門主門控器在總線沖突檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)是信號(hào)反射產(chǎn)生的干擾數(shù)據(jù),且接收不到任何從門控器的響應(yīng)數(shù)據(jù);從門控器無(wú)法接收到主門控器的輪詢請(qǐng)求數(shù)據(jù)。

      綜上所述,主門控器的RS485插頭的終端電阻橋接線未接,可能導(dǎo)致了某些車廂的RS485總線產(chǎn)生信號(hào)反射而影響了RS485通訊,致使主門控器無(wú)法采集到車廂中所有門控器的車門信息,導(dǎo)致H MI的顯示與實(shí)際車門狀態(tài)不符。

      3 解決方案

      在RS485網(wǎng)絡(luò)的終端即主門控器的RS485插頭上,對(duì)終端電阻進(jìn)行橋接。

      4 結(jié)語(yǔ)

      我國(guó)正處于城市軌道交通建設(shè)的高速增長(zhǎng)期,而車門作為地鐵列車的關(guān)鍵組成部分,其安全性能的提高受到越來(lái)越多的關(guān)注。隨著列車通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,如何更好地利用通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高列車車門的安全性能,將是一項(xiàng)長(zhǎng)期的研究工作。

      [1]鐘碧羿.廣三線北延項(xiàng)目車輛車門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2010(6)

      [2]尚江傲.上海軌道交通11號(hào)線北段車輛車門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2012(1)

      [3]宋德松.深圳地鐵一期22列車客室車門可靠性技術(shù)研究[J].技術(shù)與市場(chǎng),2013(3)

      [4]周俊龍,王建兵.上海地鐵車輛客室車門可靠性和安全性技術(shù)研究[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2006(4)

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