城市軌道交通車輛低電阻測(cè)量試驗(yàn)故障分析及試驗(yàn)優(yōu)化

劉思萌，黃潤(rùn)濤，謝大杰

（中車成都機(jī)車車輛有限公司，四川 成都 610511）

城市軌道交通建設(shè)是目前我國(guó)的投資熱點(diǎn)，在提高我國(guó)裝備制造業(yè)水平，拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善城市交通擁堵，提升城市形象等方面起到了巨大的推動(dòng)作用[1]。為緊跟城市發(fā)展步伐，成都城市軌道交通建設(shè)已經(jīng)全面提速，進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期[2-3]。

多功能車輛總線（Multifunction Vehicle Bus，MVB）協(xié)議源于ADtranz公司（現(xiàn)屬于Bombardier公司）的MICAS總線[4-5]，因?qū)崟r(shí)性強(qiáng)、可靠性高、冗余及容錯(cuò)性能好等優(yōu)點(diǎn)而成為列車通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之一，現(xiàn)主要用于地鐵列車單節(jié)車廂內(nèi)設(shè)備的通信。本文針對(duì)車輛生產(chǎn)制造過(guò)程中DB9-MVB連接器終端電阻測(cè)量過(guò)程中的易發(fā)問(wèn)題進(jìn)行舉例分析，完善單車試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)，保障車輛運(yùn)行后通信信號(hào)流暢，保證乘客安全，降低車輛正線運(yùn)行故障率。

1 低電阻測(cè)量試驗(yàn)問(wèn)題分析

在使用列車通信網(wǎng)絡(luò)（Train Communication Network，TCN）分析儀測(cè)試成都地鐵X列車的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)MVB的A/B路通信質(zhì)量時(shí)發(fā)現(xiàn)1車B路數(shù)據(jù)丟失，乘客信息顯示系統(tǒng)（Passengers Information Display System，PIDS）通信故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)為網(wǎng)關(guān)1-X2-DB9-MVB終端連接器內(nèi)部BRA終端電阻未剪斷以及門控器EDCU-M1-DB9-MVB中間連接器內(nèi)部BRB和BRA終端電阻均未剪，影響MVB的通信質(zhì)量，導(dǎo)致車輛信號(hào)不穩(wěn)定。

2 DB9-MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電氣原理

2.1 TCN架構(gòu)組成與MVB功能簡(jiǎn)介

根據(jù)IEC61375-1鐵路電氣設(shè)備列車總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，MVB是TCN的重要組成部分，其各方面性能對(duì)軌道列車的影響都至關(guān)重要。MVB作為一種數(shù)據(jù)傳輸總線，主要用來(lái)連接一個(gè)車廂內(nèi)的各類設(shè)備，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、響應(yīng)速度快，傳輸介質(zhì)多采用屏蔽雙絞線或光纖，回路內(nèi)電阻大小直接影響數(shù)據(jù)傳輸速率，若實(shí)際電阻值不在理論范圍內(nèi)，則會(huì)造成信號(hào)傳輸不良、信號(hào)故障等問(wèn)題發(fā)生，對(duì)行車安全產(chǎn)生負(fù)面影響[6]。TCN架構(gòu)組成見(jiàn)表1。

表1 TCN架構(gòu)組成

2.2 DB9-MVB連接器與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電氣原理分析

DB9-MVB連接器應(yīng)用于車輛的配電盤內(nèi)，用于數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳遞。該連接器的內(nèi)部有兩組獨(dú)立電路，即A路總線（以下簡(jiǎn)稱“A路”）和B路總線（以下簡(jiǎn)稱“B路”），其中，1電路和2電路屬于A路，3電路和4電路屬于B路。A組A+與A-之間連接一個(gè)終端電阻（BRA），B組B+與B-之間連接一個(gè)終端電阻（BRB）。當(dāng)DB9-MVB連接器接入A路時(shí)，接入點(diǎn)為A+和A-；接入B路時(shí)，接入點(diǎn)為B+和B-，MVB插頭內(nèi)部電氣原理見(jiàn)第87頁(yè)圖1。DB9-MVB連接器可以根據(jù)連接的設(shè)備的不同分為DB9-MVB終端連接器（連接終端設(shè)備）和DB9-MVB中間連接器（連接非終端設(shè)備）。

圖1 MVB插頭內(nèi)部電氣原理圖

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電路中，網(wǎng)關(guān)1（MVB-RS485）為1根四芯線接出，連入電路后，其中兩芯做屏蔽處理，保留其MVB電阻；網(wǎng)關(guān)2（MVB-RS485）有2根四芯線接入，需剪掉其MVB電阻。同理，在其他MVB網(wǎng)絡(luò)回路內(nèi)，需要對(duì)網(wǎng)關(guān)、TMS顯示器、485專用連接器、遠(yuǎn)程接口單元等設(shè)備的并聯(lián)電阻進(jìn)行相應(yīng)的屏蔽處理。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電路的部分電氣原理見(jiàn)圖2。

圖2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電路電氣原理圖

3 低電阻阻值測(cè)量試驗(yàn)與優(yōu)化

3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

在進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn)前先進(jìn)行工具準(zhǔn)備和點(diǎn)檢，依次準(zhǔn)備訊響器、萬(wàn)用表等。為防止試驗(yàn)期間有人誤入車內(nèi)對(duì)人身安全和設(shè)備性能造成影響，需懸掛“正在校線”標(biāo)識(shí)。試驗(yàn)前的準(zhǔn)備內(nèi)容見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備內(nèi)容

3.2 中間電阻值錯(cuò)誤的電阻測(cè)量模擬試驗(yàn)

選取1個(gè)中間連接器和1個(gè)終端連接器進(jìn)行中間連接器終端電阻未剪除情況下的模擬試驗(yàn)。首先確認(rèn)車輛總線A路或者B路通斷，然后進(jìn)行電阻測(cè)量。因中間連接器終端電阻為并聯(lián)關(guān)系，即在確保所有DB9-MVB連接器導(dǎo)通的情況下，若各終端電阻均按照工藝要求剪除時(shí)，測(cè)量的MVB終端阻值應(yīng)為120 Ω，若其中某個(gè)或多個(gè)終端電阻未被剪除，則測(cè)量的MVB終端阻值將小于120 Ω，現(xiàn)測(cè)量MVB電阻阻值為60 Ω，模擬試驗(yàn)見(jiàn)第88頁(yè)圖3。因此，在低電阻測(cè)量試驗(yàn)中測(cè)量MVB終端阻值能發(fā)現(xiàn)中間連接器終端電阻未剪除的問(wèn)題。

圖3 中間電阻值錯(cuò)誤故障模擬試驗(yàn)

3.3 終端電阻值錯(cuò)誤的電阻測(cè)量模擬試驗(yàn)

選取1個(gè)中間連接器和1個(gè)終端連接器進(jìn)行中間連接器終端電阻已剪除情況下的模擬試驗(yàn)。在確認(rèn)所有DB9-MVB連接器導(dǎo)通后測(cè)量終端電阻值。測(cè)量MVB終端電阻值實(shí)際是測(cè)量終端連接器的電阻值。但由于終端連接器內(nèi)部BRA和BRB兩組線路相互獨(dú)立，即不論另一路終端電阻是否剪除，測(cè)量的MVB終端電阻值始終為120 Ω，模擬試驗(yàn)見(jiàn)圖4。此外，若在未確認(rèn)MVB導(dǎo)通情況下測(cè)量電阻，MVB終端電阻存在檢測(cè)符合工藝要求的可能。因此，單一的低電阻測(cè)量試驗(yàn)不能完全覆蓋所有不能有效評(píng)估MVB電阻剪除的情況，使用本試驗(yàn)方法會(huì)出現(xiàn)漏剪、錯(cuò)剪的情況，需完善試驗(yàn)要求。

圖4 終端電阻值錯(cuò)誤故障模擬試驗(yàn)

3.4 試驗(yàn)測(cè)試后現(xiàn)車運(yùn)行優(yōu)化

試驗(yàn)前擬定試驗(yàn)記錄表，表中標(biāo)注測(cè)量位置、理論參考阻值、現(xiàn)車阻值以及判定結(jié)論，試驗(yàn)記錄樣表見(jiàn)表3。以成都地鐵X號(hào)線X車為例，M1車SEC柜內(nèi)的中繼器REP-Y1的1和2之間參考電阻值為120～130 Ω，4和5之間參考電阻值為無(wú)窮大；REP-Y2的4和5之間參考電阻值為120～130 Ω，1和2之間參考電阻值為無(wú)窮大。在現(xiàn)車電阻測(cè)量記錄后，各模塊低電阻阻值測(cè)定結(jié)果符合設(shè)計(jì)電阻要求，試驗(yàn)成功。

表3 部分MVB插頭電阻測(cè)量導(dǎo)通試驗(yàn)表

4 結(jié)束語(yǔ)

為提高低電阻測(cè)試試驗(yàn)的準(zhǔn)確率，本文針對(duì)低電阻試驗(yàn)中的典型DB9-MVB電阻測(cè)量試驗(yàn)易錯(cuò)項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行分析，通過(guò)分析連接器結(jié)構(gòu)，研究軌道交通車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理圖并進(jìn)行現(xiàn)車模擬試驗(yàn)測(cè)試，找出易錯(cuò)工藝項(xiàng)點(diǎn)，完善試驗(yàn)流程。驗(yàn)證后將本導(dǎo)通試驗(yàn)表作為試驗(yàn)記錄模板運(yùn)用到車輛新造及檢修現(xiàn)場(chǎng)，可以為優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)工藝和提高現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量提供理論支撐，為整車的正常運(yùn)營(yíng)提供安全保障。