CTCS-2級ATP人機界面故障分析

易 晟 上海鐵路局南京電務段

CTCS-2級型動車是我國鐵路實施既有線第六次大提速采用的動車組，列車最高運行速度250 km/h。CTCS-2級列控車載設備的人機界面（簡稱DMI）是列車自動超速防護系統（ATP）的顯示裝置。DMI設置在駕駛臺上，通過聲音、圖像、等信息向司機告知列車各種信息以及ATP的狀態，提示駕駛員執行相應的操作。DMI設備的中心位置安裝了LCD顯示屏，周圍配置了揚聲器及鍵盤，駕駛員能夠通過鍵盤輸入，改變ATP系統的工作模式和工作狀態，輸入有關的信息。雖然DMI的故障很少發生，但是一旦損壞會延誤很長時間，嚴重影響動車正常使用，本文對DMI的故障進行了分析，并給出了處理方案。

1 人機界面的原理

CTCS-2級 ATP系統的DMI硬件設備主要由液晶顯示屏、鍵盤、揚聲器、逆變器、ETX，以及電源板、主板、電子盤組成。DMI外部結構如圖1所示。

DMI內部結構圖如圖2所示。

DMI顯示界面如圖3所示。

圖1 DMI外部結構圖

圖2 DMI內部結構圖

圖3 DMI顯示界面圖

DMI軟件系統包括主控模塊、界面顯示模塊、通信采集模塊、鍵盤接收處理模塊和聲音播放模塊；

DMI的電氣接口包括電源接口和HDLC通信接口。電源接口的電氣規程為直流110 V、1 A。DMI的HDLC通信接口共有兩個，分別為A系和B系，分別接收列控車載設備VC1、VC2系發送至DMI的信息、DMI發送至 VC1、VC2 系的信息。

2 常見故障與處理分析

2.1 DMI主機加電后不能工作，且顯示屏無背光，DMI主機完全處于失電狀態下

（1）檢查110 V電源線與插頭，拔出DC110 V輸入航插頭，測量航插引腳1、2是否有DC110 V電壓，若有電壓，則檢查電壓是否在規定的范圍以內（DC 77~DC138 V），若電壓不在規定的范圍內，則測量110 V電源線輸入端的電壓。若無電壓或不在電壓范圍以內，則請相關工作人員進行維修；若電源在規定的工作電壓以內，則檢查電源線是否斷裂或有短路點；檢查電源線輸入端是否連接有松動；檢查電源線輸入端接頭內電源線與航插頭的連接是否良好。（注意：只有在電源線不帶電即電源線兩端均與設備斷開的情況下才能進行）；若完成以上檢查步驟并確認DC110 V電源及電源線正常，則執行步驟②。

（2）觀察DMI的主板DL5指示燈狀態，DL5正常工作狀態為常亮，否則為工作異常。

DL5指示燈如圖4所示。

圖4 主板DL5指示燈

倘若DL5指示燈工作正常則執行步驟③，指示燈工作異常，則更換電源板，更換電源板后倘若DL5仍然未亮，則說明底板、ETX或電子盤存在短路現象，那么應該依次更換DMI底板、ETX、電子盤這三塊電路板進行試驗，更換上述電路板后電源正常工作，則說明相應的電路板存在短路現象，應該更換相應的故障電路板。

（3）檢查逆變器的輸入電壓

用萬用表分別測量DMI主板的TESTVCC，TESTGND 和 TEST+12 V，TESTGND是否有5 V和12 V電壓輸出，若無5 V和12 V電壓輸出則更換電源板。若有電壓執行步驟④。

（4）檢查逆變器連線及插頭

檢查逆變器的電源連接線，逆變器線一頭固定在逆變器上，另一頭固定在DMI主板上，如有斷裂或短路點則更換逆變器電源線，否則更換逆變器電路板。若逆變器連線及插頭正常，則說明為DMI屏幕故障應該更換DMI顯示屏。

2.2 啟動過程中白屏或反復重啟

檢查ETX接口及供電電壓，ETX接口如圖5所示。

圖5 ETX接口

首先將ETX取下，檢查ETX引腳是否發生變形或虛焊，然后檢查相應的接口是否存在引腳焊接松動。若無則用萬用表測量底板TESTVCC和TESTGND供電電壓，看電壓是否在規定的范圍內（4.75 V～5.25 V）輸出，若不在范圍內則檢查DMI電源板和底板的板間電源線，看是否存在連接不牢固或電源線有斷裂發生，若無則更換電源板。供電電壓在規定范圍內，則依次更換DMI主板、ETX和電子盤這三塊電路板進行試驗。若依次更換上述電路板后DMI主機工作正常，則說明電路板損壞，應該更換相應的故障電路板。

2.3 在DMI前面板，有一行按鍵或一列按鍵操作無效

（1）檢查電路板與鍵盤間連線

首先檢查按鍵與DMI主板KEY的K1、K11連接是否牢固，倘若牢固的話則檢查與DMI主板KEY的K1、K11信號線是否有斷裂情況發生，若無則執行步驟②。

（2）更換DMI底板，若鍵盤工作正常則說明可能DMI主板電阻排損壞。若無效則更換DMI屏幕鍵盤。

2.4 揚聲器無聲音輸出，揚聲器發聲不正常

（1）檢查揚聲器與主板之間的連線。揚聲器與主板之間連線如圖6所示。

圖6 揚聲器與主板之間連線

首先確認哪個揚聲器工作不正常，檢查對應揚聲器的連接線是否斷裂；檢查連接線插入端子是否有松動。更換相應的揚聲器，如果更換揚聲器后，聲音正常，說明揚聲器損壞；如果更換揚聲器后，聲音仍然發生不正常，就依次更換DMI主板、ETX這兩塊電路板進行試驗。若依次更換上述電路板后揚聲器發聲正常，則說明相應的電路板損壞，應該更換相應的故障電路板。

2.5 顯示屏缺色

（1）檢查顯示線插入插座是否存在松動現象，若無松動則執行步驟②。顯示線如圖7所示。

圖7 顯示線

（2）更換顯示屏，如果更換顯示屏后，顯示正常則說明液晶屏的薄膜晶體管損壞；如果更換顯示屏后仍然顯示不正常，則更換DMI主板，若更換主板后，顯示正常則說明主板的顯示驅動電路出現問題；若更換主板后仍然顯示不正常則依次更換ETX、電子盤這兩塊電路板進行試驗，若更換電路板后顯示功能正常，則說明對應的電路板損壞，應該更換相應的故障電路板。

2.6 通訊中斷，在DMI主機上顯示"VC1通訊中斷"、"VC2通訊中斷"或"與ATP顯示設備通訊中斷"

首先檢查車載ATP系統的安全計算機（VC）是否處于正常工作狀態，再檢查通訊電纜與航插頭連接是否正常，最后檢查通訊電纜、航插和DMI主板的的JP4插座連線是否有松動和斷裂，若正常就需要依次更換DMI主板和ETX這兩塊電路板進行試驗，若更換電路板后顯示功能正常，則說明對應的電路板損壞，應該更換相應的故障電路板。

3 結束語

在處理DMI故障時建議不要盲目更換硬件設備，首先應該做好故障假設，有序合理排除故障點，分析出故障原因，這樣可以很好的節約處理故障時間，也可以避免通過主觀判斷和經驗方法來處理故障。雖然現在現場維護不再對故障板件進行維修，但是我們還是應該更多的去了解設備各板件的工作原理，參照指示燈表與設備工作電壓表也有助于在較短的時間內將故障排除，保證動車安全正點運行，減少機破事故的發生，從而保證鐵路運輸的安全生產。