技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ
Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．５，２０２０
武汉地铁４号线Ｄ２７车ＤＸＭｅ１通信故障分析
张泽群，魏光耀，朱 威，蔡照尘
（武汉地铁运营有限公司，湖北武汉４３００３０）
摘 要：２０１９年１月１７日，Ｄ２７车正线运营时Ｍ１车闪报ＤＸＭｅ１通信故障、ＢＣＵ通信故障、转向架切除故障。回库后试验正常，各功能均正常，上线运营后故障又反复闪现。主要介绍武汉地铁４号线二期列车监控与诊断系统，且对查找Ｄ２７车反复报ＤＸＭｅ１通信故障的原因分析的过程和结论进行阐述。关键词：武汉地铁４号线；ＤＸＭｅ１通信故障；监控与诊断系统ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２０．０５．０２２\" 武汉地铁-号线二期车列车监控与诊断系统概述
４号线二期列车为６辆编组（４Ｍ２Ｔ），其列车控制及诊断系统（ＴＣＭＳ）采用网络控制平台（ＤＴＥＣＳ）多种功能模块构建组成，该系统采用符合ＩＥＣ６１３７５国际标准的ＴＣＮ网络，ＴＣＭＳ系统网络拓扑图如图１所示。整个网络分为２级：列车总线和车辆总线。列车总线和车辆总线都采用ＥＭＤ的ＭＶＢ总线，具有传输距离远、实时性和可靠性高等特点。列车总线和车辆总线用中继器模块连接。列车控制级总线和车辆控制级总线均采用ＥＭＤ电器中距离介质的ＭＶＢ多功能车辆总线。中继模块ＲＥＰ作为列车级总线和车辆级总线的网关，实现列车级总线到车辆级总线的数据转发功能。
此外，事件记录模块ＥＲＭｅ具备以太网接口，ＴＣＭＳ可以通过ＥＲＭ的以太网接口或者车辆总线ＭＶＢ－ＥＭＤ接口借助车载无线传输系统将ＭＶＢ总线上的列车状态和故障数据实时传输到地面运营控制中心，实现列车远程监控功能。
按照不同的功能与硬件配置分为２种车型：带司机室的拖车Ｔｃ车、动车Ｍ车。不同车型由数量不同的车辆控制模块（ＶＣＭｅ）、事件记录模块（ＥＤＲＭ）、中继器（ＲＥＰ）、数字量输入输出模块（ＤＸＭｅ）、数字量输入模块（ＤＩＭｅ）、模拟量输入输出模块（ＡＸＭｅ）、人机接口模块（ＨＭＩ）和维护和调试设备（ＰＴＵ）构成。列车控制级总线和车辆控制级总线均采用ＥＭＤ电器中距离介质的ＭＶＢ多功能车辆总线。中继模块ＲＥＰ作为列车级总线和车辆级总线的网关，实现列车级总线到车辆级总线的数据转发功能。# 故障处理过程
２０１９年１月１８日－２０１９年３月６日，依据故障现象进行分析以及４号线二期车牵引网络问题积累的相关经验，对Ｄ２７车进行了如下处理。
１）对Ｄ２７车Ｍ１车挂于网络上的设备依次同其他车进行
对调，故障未转移，包括ＤＸＭｅ１模块、ＢＣＵ网络通信板卡、ＲＥＰ模块、７门和８门主门控器、空调网关、ＤＣＵ机箱内ＳＭＣ板卡。
图１ ＴＣＭＳ系统网络拓扑图
图２ Ｍ１车车辆级总线
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技术与市场技术应用
设备测试Ｄ２７车网络系统，发现网络存在丢帧的情况。对于Ｄ２７其他车挂于网络上的设备依次同其他二期车进行对调，故障未转移，包括Ｔｃ２车ＥＤＲＭ模块、Ｔｃ１车和Ｔｃ２车烟火主机、Ｔｃ１车和Ｔｃ２车列广主机ＭＶＢ通信板卡、Ｔｃ１车ＶＣＭｅ模块。
对于挂于车辆级总线上的网络设备（包含中继器ＲＥＰ）为并联方式，各设备通过ＭＶＢ插头进行连接；对于列车级总线，如图３所示，挂于网络上的设备为中继器ＲＥＰ，采用并联方式连接，其终端设备为Ｔｃ车的中继器。
２０２０年第２７卷第５期
对于Ｍ１车车辆级总线，如图２所示，其终端设备为ＢＣＵ和门控器。终端设备ＭＶＢ插头保留终端电阻，其他设备ＭＶＢ插头终端电阻需剪切掉。如漏剪或者多剪，将导致线路阻抗和终端阻抗不匹配引起信号反射和回波，出现网络通信故障。其。终端匹配电阻值取决于传输线的特征阻抗，经推算为１２０Ω当Ａ总线连接到终端设备时，需将Ｂ通道ＢＲＢ跨接线绞断；当Ｂ总线连接到终端设备时，需将Ａ通道ＢＲＡ跨接线绞断。
２）使用时代电气的网络测试软件和力德厂家的网络测试
图３ 列车网络拓扑图
３）对Ｄ２７车全车ＭＶＢ网络系统所有相关接线和ＭＶＢ插头进行检查。检查发现Ｄ２７车１车ＤＩＭｅ２模块的Ｂ通道ＭＶＢ插头航插接线Ｂ１＋、Ｂ１－与Ｂ２＋、Ｂ２－接线接反，Ａ通道ＭＶＢ插头航插接线Ａ１＋、Ａ１－与Ａ２＋、Ａ２－接线接反，ＶＣＭｅ模块Ａ通道ＭＶＢ插头的航插接线Ａ１＋、Ａ１－与Ａ２＋、Ａ２－接线接反；Ｄ２７车６车ＤＩＭｅ２模块的Ｂ通道ＭＶＢ插头航插接线Ｂ１＋、Ｂ１－与Ｂ２＋、Ｂ２－接线接反，Ａ通道ＭＶＢ插头航插接线Ａ１＋、Ａ１－与Ａ２＋、Ａ２－接线接反，ＶＣＭｅ模块Ａ通道ＭＶＢ插头的航插接线Ａ１＋、Ａ１－与Ａ２＋、Ａ２－接线接反，Ｂ通道ＭＶＢ插
头航插接线Ｂ１＋、Ｂ１－与Ｂ２＋、Ｂ２－接线接反；４车８门门控器Ａ通道ＭＶＢ插头的航插接线Ａ１＋、Ａ１－与Ａ２＋、Ａ２－接线接反，已按电路图正确连接相关接线。在此过程中，未发现插头有缩针现象、未发现接线有毛刺和虚接现象、测量ＭＶＢ插头终端电阻正常，并重新压接了Ｍ１车ＤＸＭｅ通信模块插头。
对于Ｔｃ车车辆级总线，如图４所示，其终端设备为ＢＣＵ和ＡＴＣ设备。挂于网络上的每一个设备有２个ＭＶＢ插头，分别为Ａ通道和Ｂ通道。每个通道２根进线和２根出线，进线正线和出线正线连接到一起，进线副线和出线副线连接到一起。
图４ Ｔｃ车车辆级总线
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技术应用
４）时代电气派技术人员到现场处理。时代使用软件测量车辆网络错帧率，发现６车ＥＤＲＭ模块连接组网时，错帧率较高；使用ＭＶＢ总线测量仪与对应软件分析，发现二期车辆牵引系统ＤＣＵ地址配置文件存在漏洞，升级更新配置文件后，故障未消除。
５）时代电气、长客股份派技术人员到柏林进行故障处理。时代电气通过力德的网络故障诊断分析仪查看ＭＶＢ列车级总线，发现Ｂ通道存在大量丢帧情况，此时查看ＨＭＩ网络拓扑界面发现２车ＤＸＭｅ１通信模块一直闪红。后断电对ＭＶＢ列车级总线Ｂ通道每个车挑线进行终端阻值测量，发现２车和３车阻值存在差异（３车到１车阻值为无穷，２车到１车阻值为，正常情况下３车到１车阻值应为１２０Ω）。然后单独对１２０Ω
２车和３车校线，发现２车和３车之间总线航插存在不通情况
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（Ｘ２航插副线），拆解下来后单独与２车和３车校线均正常，检查航插无明显缩针情况，后插上航插再次校线，发现校线正常，上电后发现ＤＸＭｅ１通信故障未再发生。列车回青山车辆段后，对Ｄ２７车２车与３车之间Ｘ２总线航插进行拆解后发现白线（副线）虚接，用手轻拔该线即掉落。将航插插头拆解后发现插针压接部分线股断裂，后重新进行压接线后故障消除。截止目前Ｄ２７车上线后未再报出ＤＸＭｅ１通信故障、ＢＣＵ通信故障、转向架切除故障。
列车级总线通过中继器扩展到全车，车与车之间通过航插进行连接，中继器并联挂于列车级总线上，如图５所示。ＭＶＢ采用Ａ／Ｂ冗余设计，当Ｂ通道副线虚接时，由于Ａ通道正常，故不会导致网络大面积报红。
图５ ＭＶＢ列车总线
, 结论及经验
由于２车和３车之间ＭＶＢ列车级总线航插Ｂ通道接线存在虚接情况，导致网络存在丢帧情况，进而影响列车通信，Ｍ１车闪报ＤＸＭｅ１通信故障、ＢＣＵ通信故障、转向架切除故障。
对此次故障的排查经验总结如下。
１）对于网络类闪报通信故障，要想办法让故障重现，以方（上接第５７页）
对体积型缺陷有很高的检出率，如气孔、夹渣等。对面积型缺陷则受透照角度、缺陷位置等因素影响，检出率较低。射线检测能确定缺陷的平面投影，能对缺陷的大小进行定量，同时能够较准确地判别缺陷的性质。但不能确定缺陷的深度及自身高度。ＰＡＵＴ与ＲＴ相比，ＰＡＵＴ对面积型缺陷检出率高，能实现缺陷的三维定量（长度、深度、高度），但偶尔会出现漏检焊缝内部较小的体积型缺陷。两种检测方法是可以互补的，任何一种检测方法不能百分百的把缺陷检出。可以根据实际需要，选择适当的检测方法。参考文献：
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２）要善于借鉴网络测试设备，对网络进行诊断，同时采用化整为零的方法确定故障点。
３）要善于对ＭＶＢ车辆级总线和列车级总线分别进行排查和校线。
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