城市轨道交通车辆低电阻测量试验故障分析及试验优化
时间：2023-06-14 08:50:25 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
刘思萌，黄润涛，谢大杰
（中车成都机车车辆有限公司，四川 成都 610511）
城市轨道交通建设是目前我国的投资热点，在提高我国装备制造业水平，拉动地方经济发展，改善城市交通拥堵，提升城市形象等方面起到了巨大的推动作用[1]。为紧跟城市发展步伐，成都城市轨道交通建设已经全面提速，进入了高速发展时期[2-3]。
多功能车辆总线（Multifunction Vehicle Bus，MVB）协议源于ADtranz公司（现属于Bombardier公司）的MICAS总线[4-5]，因实时性强、可靠性高、冗余及容错性能好等优点而成为列车通信网络标准之一，现主要用于地铁列车单节车厢内设备的通信。本文针对车辆生产制造过程中DB9-MVB连接器终端电阻测量过程中的易发问题进行举例分析，完善单车试验项点，保障车辆运行后通信信号流畅，保证乘客安全，降低车辆正线运行故障率。
在使用列车通信网络（Train Communication Network，TCN）分析仪测试成都地铁X列车的网络系统MVB的A/B路通信质量时发现1车B路数据丢失，乘客信息显示系统（Passengers Information Display System，PIDS）通信故障。经检查发现为网关1-X2-DB9-MVB终端连接器内部BRA终端电阻未剪断以及门控器EDCU-M1-DB9-MVB中间连接器内部BRB和BRA终端电阻均未剪，影响MVB的通信质量，导致车辆信号不稳定。
2.1 TCN架构组成与MVB功能简介
根据IEC61375-1铁路电气设备列车总线国际标准，MVB是TCN的重要组成部分，其各方面性能对轨道列车的影响都至关重要。MVB作为一种数据传输总线，主要用来连接一个车厢内的各类设备，实时性强、响应速度快，传输介质多采用屏蔽双绞线或光纤，回路内电阻大小直接影响数据传输速率，若实际电阻值不在理论范围内，则会造成信号传输不良、信号故障等问题发生，对行车安全产生负面影响[6]。TCN架构组成见表1。
表1 TCN架构组成
2.2 DB9-MVB连接器与网络系统电气原理分析
DB9-MVB连接器应用于车辆的配电盘内，用于数据传输与网络信号传递。该连接器的内部有两组独立电路，即A路总线（以下简称“A路”）和B路总线（以下简称“B路”），其中，1电路和2电路属于A路，3电路和4电路属于B路。A组A+与A-之间连接一个终端电阻（BRA），B组B+与B-之间连接一个终端电阻（BRB）。当DB9-MVB连接器接入A路时，接入点为A+和A-；
接入B路时，接入点为B+和B-，MVB插头内部电气原理见第87页图1。DB9-MVB连接器可以根据连接的设备的不同分为DB9-MVB终端连接器（连接终端设备）和DB9-MVB中间连接器（连接非终端设备）。
图1 MVB插头内部电气原理图
在网络系统电路中，网关1（MVB-RS485）为1根四芯线接出，连入电路后，其中两芯做屏蔽处理，保留其MVB电阻；
网关2（MVB-RS485）有2根四芯线接入，需剪掉其MVB电阻。同理，在其他MVB网络回路内，需要对网关、TMS显示器、485专用连接器、远程接口单元等设备的并联电阻进行相应的屏蔽处理。网络系统电路的部分电气原理见图2。
图2 网络系统电路电气原理图
3.1 试验准备
在进行导通试验前先进行工具准备和点检，依次准备讯响器、万用表等。为防止试验期间有人误入车内对人身安全和设备性能造成影响，需悬挂“正在校线”标识。试验前的准备内容见表2。
表2 试验前的准备内容
3.2 中间电阻值错误的电阻测量模拟试验
选取1个中间连接器和1个终端连接器进行中间连接器终端电阻未剪除情况下的模拟试验。首先确认车辆总线A路或者B路通断，然后进行电阻测量。因中间连接器终端电阻为并联关系，即在确保所有DB9-MVB连接器导通的情况下，若各终端电阻均按照工艺要求剪除时，测量的MVB终端阻值应为120 Ω，若其中某个或多个终端电阻未被剪除，则测量的MVB终端阻值将小于120 Ω，现测量MVB电阻阻值为60 Ω，模拟试验见第88页图3。因此，在低电阻测量试验中测量MVB终端阻值能发现中间连接器终端电阻未剪除的问题。
图3 中间电阻值错误故障模拟试验
3.3 终端电阻值错误的电阻测量模拟试验
选取1个中间连接器和1个终端连接器进行中间连接器终端电阻已剪除情况下的模拟试验。在确认所有DB9-MVB连接器导通后测量终端电阻值。测量MVB终端电阻值实际是测量终端连接器的电阻值。但由于终端连接器内部BRA和BRB两组线路相互独立，即不论另一路终端电阻是否剪除，测量的MVB终端电阻值始终为120 Ω，模拟试验见图4。此外，若在未确认MVB导通情况下测量电阻，MVB终端电阻存在检测符合工艺要求的可能。因此，单一的低电阻测量试验不能完全覆盖所有不能有效评估MVB电阻剪除的情况，使用本试验方法会出现漏剪、错剪的情况，需完善试验要求。
图4 终端电阻值错误故障模拟试验
3.4 试验测试后现车运行优化
试验前拟定试验记录表，表中标注测量位置、理论参考阻值、现车阻值以及判定结论，试验记录样表见表3。以成都地铁X号线X车为例，M1车SEC柜内的中继器REP-Y1的1和2之间参考电阻值为120～130 Ω，4和5之间参考电阻值为无穷大；
REP-Y2的4和5之间参考电阻值为120～130 Ω，1和2之间参考电阻值为无穷大。在现车电阻测量记录后，各模块低电阻阻值测定结果符合设计电阻要求，试验成功。
表3 部分MVB插头电阻测量导通试验表
为提高低电阻测试试验的准确率，本文针对低电阻试验中的典型DB9-MVB电阻测量试验易错项点进行分析，通过分析连接器结构，研究轨道交通车辆网络系统原理图并进行现车模拟试验测试，找出易错工艺项点，完善试验流程。验证后将本导通试验表作为试验记录模板运用到车辆新造及检修现场，可以为优化现场工艺和提高现场施工质量提供理论支撑，为整车的正常运营提供安全保障。
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