二号线车辆网络系统介绍及相关故障案例分析
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二号线车辆网络系统介绍及相关故障案例分析
夏兵
前言：轨道交通2号线目前已开通运营一年半，相对于一号线西门子系统的稳定和低故障率，2号线电客车斯柯达牵引与网络系统的故障率一直居高不下。车辆故障的及时处理可以缓解运营车辆需求的压力，减轻故障影响。本文主要介绍了斯柯达网络系统组成原理、故障排查方法及案例介绍。鉴于作者水平有限，存在不足请不吝指正。
首先介绍一下2号线网络系统的硬件构成：VCU列车控制单元、远程输入输出单元RIO、DDU显示屏及各子系统控制单元。
TCMS由2个独立的MVB车辆总线(MVB1, MVB2)构成，辅以一条100Mbit以太网总线。所有总线都连接整个列车。
2个MVB网络由EMD-物理层冗余-双重传输介质（通道A和B）组成。2个MVB总线直接和每个拖车Tc上的VCU相连。
MVB总线1上连接的微机控单元有牵引控制单元TCU、辅助供电系统AUXPS、制动控制单元BCU、远程输入/输出单元RIO1、远程输入/输出单元RIO2、司机显示单元DDU。
MVB总线2上连接的微机控制单元有乘客信息系统主机PIS/CCTV、空调控制单元HVAC、门控制单元DCU（2个）。
ETH总线上通过VCU内的以太网交换机连接的微机控制单元有乘客信息系统多媒体主机PIS/CCTV、司机显示单元DDU、另一端的VCU（通过M车的以太网交换机ETHSW），还可以连接便携式电脑PTU。 根据以上介绍，可以知道常见故障可以分为：硬件故障、硬线故障（包括MVB线路、以太网线路以及车辆其他设备至网络设备的硬线）。
下面介绍一下网络故障排查主要可依据的资料软件等。
1、电气原理图（包括整车与箱体原理图）及布线图，从电路图中主要可以获取的内容有：各网络设备之间的硬线连接情况，网络设备与车辆其他设备之间的硬线连接（如RIO的硬线输入输出信号等）。熟悉掌握电路图，可以方便快速查找硬线类故障。
2、TCDS软件功能规范（文件编号：EY06408P）, 该文中包含了大部分的TCDS诊断与控制逻辑，，该文件主要用于查阅，能够读懂相关逻辑即可。举例说明：下面一条为VCU触发紧急制动后取消紧急制动的逻辑，从图中可以知道，VCU取消紧急制动要求的逻辑为：激活端TC车的RIO1无故障，列车处于零速，制动CAN网至少有一路正常、手柄拉到快至位或进入自动折返模式，以上条件需同时满足。具体信号名意思等不再介绍，文件中已有详细说明，查看软件逻辑时也可多思考该逻辑设计的主要依据等。如果发生VCU紧急制动无法缓解故障，便可参照此条逻辑进行排查。
3、网络维护软件DRview，该软件主要包括了EVENT事件记录以及AT0、空压机、车门、紧急制动、司控器、RIO、辅助以及系统级TRACE记录。通过Trace记录，可以查看故障时间点各环境变量情况，找出异常的变量，有助于故障查找分析。
以上3个是在网络故障查找过程中最具针对性，下面通过实际案例来讲解如何通过以上资料有效的排查分析故障。
案例分析：2014.1.12宝带桥南站0207车进站折返换端后发现TC2端DDU无法激活，重启DDU后无效。
查看网络EVENT时间记录显示故障时间段，报“零速信号不一致”故障，如下图：
通过查看电路图可以知道，零速信号是通过ZVR3及ZVR4继电器同时送给两端司机室RIO1及RIO2，共计八路信号，如下图：
故障时间点报零速信号不一致，可以通过查看RIO Trace记录确定这几个信号当时的状态，如下图： 可以发现现TC2的零速信号2与其余6个信号不一致，由于失去零速硬线信号，列车网络控制系统认为列车仍在运行中，此时列车无法切换司机室：激活司机室保持在TC1端，TC2端无法激活，同时列车触发VCU紧急制动。即使重启DDU也无法恢复。从逻辑中也可以看出来，如下图：
上图是BOLX0_ZERO_SPEED信号有1变为0的逻辑，根据逻辑8路零速信号只要有一路丢失，该信号就会由1变为0，BOLX0_ZERO_SPEED是VCU内部根据RIO硬线信号经过逻辑运算得到，而后又用于其他逻辑运算控制，其中就包括了主控端司机室的切换，如下图：
BOLX1_MASTER 代表了司机室激活信号，该信号要由1变为0必须有零速信号存在，否则该信号将一直存在，此时如果要换端激活司机室是不可能实现的。
综上所述，该故障是由零速信号丢失引起的，检查线路发现TC2司机室零速继电器ZVR4进输入输出模块(RIO)线缆A1364W针子压接到绝缘层上，导致接触不良。
结论：在实际过程处理故障的过程中会存在很多难点，比如出现一次之后就再也不报的故障或者因为手头资料工具有限无法找出故障原因，因此在平时处理故障的过程中因灵活运用一些方法，多钻研，积累经验，同时可以考虑购买一些合适有效的工具仪器，都可以极大提高故障处理效率。
