包春光

(北京城市軌道交通咨詢有限公司,北京 100037)

地鐵車輛MVB通訊故障案例分析

包春光

(北京城市軌道交通咨詢有限公司,北京 100037)

地鐵車輛MVB作為列車網(wǎng)絡(luò)總線,大大提升了列車技術(shù)性能但同時(shí)也帶來(lái)新故障點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)通訊故障原因錯(cuò)綜復(fù)雜,應(yīng)從多方面逐步排查故障因素。本文基于一具體MVB通訊故障案例,闡述事件過(guò)程,獲取事件期間ED和DR,并從MCM顯紅邏輯、高斷分邏輯、受電弓故障邏輯、DCU/M通信故障邏輯、終端電阻普查幾個(gè)方面最終找到故障因素。

地鐵 車輛 MVB 故障

1 前言

城市軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)成本很高，地鐵車輛一般占總投資10%左右[1]，而車輛故障率是車輛質(zhì)量的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。近幾年國(guó)內(nèi)新的地鐵車輛項(xiàng)目幾乎全部采用MVB作為列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總線，先進(jìn)的技術(shù)也伴隨新的故障，導(dǎo)致故障的誘因眾多，本文通過(guò)一實(shí)例，找到MVB通訊故障的某個(gè)因素。

2 事件過(guò)程

案例發(fā)生于國(guó)內(nèi)某地鐵，當(dāng)日6:17:14時(shí)分，該列車在正線進(jìn)站停車時(shí)4個(gè)高速斷路器分，與此同時(shí)受電弓顯示為升弓狀態(tài)顯紅，4個(gè)MCM顯紅。6:23:43時(shí)分重新降弓/升弓后，車輛恢復(fù)正常，終點(diǎn)站晚點(diǎn)278秒。

表1 第一階段ED

圖1 第一階段DR

3 事件調(diào)查

(1)事件第一階段:從DR數(shù)據(jù)中看出，6:17:14時(shí)分，MP2車MCM狀態(tài)值為“0”，MP2車顯示高速斷路器斷開，2秒后4個(gè)高速斷路器全部斷開，M1和MP1車MCM狀態(tài)值為“24”(保護(hù)屏蔽)，緊急制動(dòng)瞬間觸發(fā)(非ATP觸發(fā))，此時(shí)手柄處于制動(dòng)位，車輛速度為0.2km/h，ACM狀態(tài)全部正常，受電弓為升弓狀態(tài)。此階段ED和DR見表1和圖1。

(2)事件第二階段:6:17:16秒M1車和MP1車MCM狀態(tài)“28(保護(hù)關(guān)閉過(guò)程中)”，M1和MP1車高速斷路器斷開，6:17:18秒4個(gè)動(dòng)車的高速斷路器全部斷開，M2和MP2車MCM狀態(tài)值分別為“6”和“5”，由“6”和“5”全部變?yōu)?，其余狀態(tài)值與第一階段相同。此階段ED和DR見表2和圖2。

(3)事件第三階段:6:17:29秒網(wǎng)壓為“0”，ACM停止工作，6:17: 35秒網(wǎng)壓恢復(fù)，ACM開始工作。此階段ED和DR見表3和圖3。

表2 第二階段ED

圖2 第二階段DR

4 故障分析

基于上述三階段ED和DR，我們從4個(gè)軟件邏輯進(jìn)行分析，分別為:

4.1 MCM顯紅邏輯

MCM顯紅的條件為DCU/M通信故障。此邏輯與ED中報(bào)出的故障時(shí)間相符，有可能是此條件觸發(fā)的MCM顯紅。MCM狀態(tài)值大于20的觸發(fā)條件很多，ED中報(bào)出的MVB通信故障，會(huì)造成MCM狀態(tài)值“29(保護(hù)關(guān)閉)”發(fā)生，也是造成可能顯紅的原因。

4.2 高斷分邏輯

高速斷路器無(wú)法閉合可能有以下原因造成:(6)和(7)發(fā)生會(huì)造成所有高斷分開，其余條件造成單車的高速斷路器斷開。

(1)HSCB故障。重新降弓/升弓后車輛恢復(fù)正常，初步排除。(2) HSCB和DX單元之間的電纜故障。重新降弓/升弓后車輛恢復(fù)正常，有可能是虛接造成，通過(guò)排查，無(wú)異常。(3)HSCB閉合繼電器故障。重新降弓/升弓后車輛恢復(fù)正常，通過(guò)排查，無(wú)異常。(4)HSCB保持繼電器故障。通過(guò)檢查，無(wú)異常。(5)DX單元錯(cuò)誤。ED中報(bào)出的通信故障不含DX30，初步排除，進(jìn)一步上車加載本地DX30的信號(hào)確認(rèn)，無(wú)異常。(6)緊急制動(dòng)。第一階段有瞬間緊急制動(dòng)發(fā)生，與此同時(shí)只有MP2車高斷分，其余正常。(7)前端蓋和車間電源沒有關(guān)閉?？膳懦?。(8)Linetrip打開。會(huì)有事件報(bào)出(高斷無(wú)法閉合)，但是ED沒有事件報(bào)出。(9)MCM保護(hù)性關(guān)斷。第一階段M1和MP1車MCM狀態(tài)為保護(hù)關(guān)斷，與邏輯相符，第二階段M2和MP2車MCM狀態(tài)值分別為“6”和“5”，由“6”和“5”全部變?yōu)?，但高斷分開，分析應(yīng)是網(wǎng)絡(luò)問題影響到由CCU通過(guò)MVB網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給DCU/M的高壓使能信號(hào)，導(dǎo)致M2和MP2車高斷斷開。(10)無(wú)高壓使能。6:17:29秒網(wǎng)壓為“0”，ACM停止工作，6:17:35秒網(wǎng)壓恢復(fù)，ACM開始工作。

表3 第三階段ED

圖3 第三階段DR

網(wǎng)壓取3個(gè)ACM和4個(gè)MCM檢測(cè)的網(wǎng)壓的有效平均值，6:17: 29秒所有ACM和MCM都為低壓狀態(tài)，所以顯示DC-Link電壓值為“0”。

4.3 受電弓故障邏輯

6:17:44秒ED報(bào)出受電弓故障，受電弓處于升起狀態(tài)，在1、2階段之后，6:17:15秒報(bào)出DX9E狀態(tài)故障，DX9E含有升弓指令和降弓指令信號(hào)。由邏輯圖判斷當(dāng)收到降弓指令(DX9E狀態(tài)故障有可能會(huì)發(fā)出降弓指令)30秒后由于受電弓沒有降下會(huì)報(bào)出受電弓故障。

4.4 DCU/M通信故障邏輯

DCU/M通訊故障，T2，T3，T4(采樣周期)任何一個(gè)看門狗故障或者由于MVB網(wǎng)絡(luò)通信故障引起的看門狗計(jì)數(shù)錯(cuò)誤都可能引起通訊故障。

4.5 終端電阻普查

當(dāng)日故障車輛回庫(kù)后查看該車BCT終端電阻，BCT1的X2和X4實(shí)際應(yīng)為120Ω的終端電阻卻安裝了150Ω的終端電阻。BCT的終端電阻上端4個(gè)應(yīng)該是150Ω，下面兩個(gè)應(yīng)為120Ω。當(dāng)日夜對(duì)所有車普查，對(duì)有必要調(diào)整的當(dāng)晚調(diào)整完畢。

5 分析結(jié)果

DCU/M通信故障會(huì)造成MCM保護(hù)性關(guān)斷，MCM保護(hù)關(guān)斷會(huì)導(dǎo)致本節(jié)車高斷分，DX9E狀態(tài)故障會(huì)導(dǎo)致受電弓顯紅，網(wǎng)壓為“0”與ACM故障自動(dòng)恢復(fù)深層原因還需進(jìn)一步探究。

最終判斷為終端電阻安裝錯(cuò)誤導(dǎo)致MVB通信故障，引起此次事件。

6 結(jié)語(yǔ)

MVB網(wǎng)絡(luò)故障涉及面廣泛，配線質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、硬件抗干擾等都會(huì)導(dǎo)致通訊故障，故障千差萬(wàn)別。目前各地鐵所發(fā)生故障基本沒有規(guī)律可借鑒，只能具體問題具體分析。隨著處理故障經(jīng)驗(yàn)的積累，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必將走向成熟。

[1]郭建國(guó),周行運(yùn).地鐵車輛監(jiān)理咨詢手冊(cè)[M].北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2011.

包春光(1981—),男,工學(xué)碩士,工程師,國(guó)家注冊(cè)設(shè)備監(jiān)理師,項(xiàng)目經(jīng)理。主要從事地鐵車輛設(shè)計(jì)、咨詢。