沈陽地鐵2號線TCMS系統(tǒng)優(yōu)化升級

郭楓 白永超

摘 要：本文分別從系統(tǒng)啟動速度、RCM首次上電啟動成功率、ERM事件記錄儀記錄數(shù)據(jù)項目和方式等角度詳細闡述沈陽地鐵2號線TCMS系統(tǒng)優(yōu)化升級過程，并對優(yōu)化升級前后的數(shù)據(jù)進行對比，對比結(jié)果顯示優(yōu)化后系統(tǒng)性能更加優(yōu)異。

關(guān)鍵詞：文件系統(tǒng)；CRC（循環(huán)冗余校驗碼）；CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）；先進先出

0.引言

沈陽地鐵2號線于2011年12月開通運營，經(jīng)過兩年的正線應(yīng)用考核，TCMS網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定、整體狀態(tài)良好，所記錄數(shù)據(jù)對了解車輛運行狀態(tài)和積累第一手資料很有幫助。在應(yīng)用過程中亦發(fā)現(xiàn)了以下幾個問題：

1.首次上電IDD屏較長時間（40s）顯示通信連接中，TCMS系統(tǒng)啟動緩慢。

2. RS485通信模塊RCM在首次上電時存在一次啟動不成功和使用中離線的現(xiàn)象。

3. ERM事件記錄儀存儲滿后需要人工清除，工作量大且繁瑣。

為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定能，增強系統(tǒng)可操作性。從系統(tǒng)啟動速度、RCM首次上電啟動成功率、ERM事件記錄儀記錄數(shù)據(jù)項目和方式三個方面對TCMS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。通過長考核運營，收集數(shù)據(jù)對比優(yōu)化前后，結(jié)果顯示優(yōu)化后TCMS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能更加優(yōu)異。

1.針對TCMS系統(tǒng)啟動緩慢的優(yōu)化

為了防止因VCM模塊中tffs文件系統(tǒng)中底層文件損壞、丟失，導(dǎo)致tffs文件系統(tǒng)不能正常啟動或運行中出現(xiàn)錯誤，進而影響TCMS的總線管理和控制功能。原VCM模塊采用了互為備份的“tffs”和“usr”雙文件系統(tǒng)設(shè)計理念。在上電啟動時，系統(tǒng)自動同時運行tffs和usr兩個文件系統(tǒng)，并通過逐一對比tffs文件與usr文件是否一致來判斷文件的有效性，若一致則正常啟動系統(tǒng)，否則拷貝usr中的文件到tffs中再實現(xiàn)tffs文件系統(tǒng)的啟動，整個啟動流程繁瑣且兩個文件系統(tǒng)占用了大量的系統(tǒng)資源，導(dǎo)致系統(tǒng)啟動時間過長。

經(jīng)過長期試驗應(yīng)用證明，tffs文件系統(tǒng)不會輕易被損壞，且列車采用雙VCM模塊冗余設(shè)計，并不需要互為備份的雙文件系統(tǒng)。因此更改為采用單文件系統(tǒng)啟動的模式，啟動后對系統(tǒng)文件進行CRC校驗并與系統(tǒng)中的CRC校驗文件比對，若一致則正常啟動，否則啟動失敗。

2.針對RCM模塊首次上電無法啟動的優(yōu)化

RCM模塊有4路RS485電路，每兩路RS485電路收發(fā)器共用一片DC/DC隔離電源芯片，模塊有兩片DC/DC隔離電源芯片。原設(shè)計使能端控制由CPU的通用輸入輸出管腳GPIO控制，CPU正常啟動運行后，GPIO1和GPIO2均為高電平，兩片DC/DC隔離電源芯片同時啟動。當(dāng)使能端信號為高電平時，則輸出5VDC電源。RS485電路啟動時電流較大，故兩片DC/DC隔離電源芯片同時啟動會使模塊受到較大的沖擊電流，造成RS485通信電路隔離電源無法啟動。

改進后，由CPLD來直接控制DC/DC的使能端。CPLD控制兩片DC/DC隔離電源芯片的順序啟動，一片先啟動，間隔1秒鐘后，另一片DC/DC隔離電源芯片再啟動，沖擊電流將會大大減小。杜絕由于沖擊電流大而使DC/DC無法啟動的故障情況。

3.ERM事件記錄優(yōu)化

由于最初未提出明確需求和當(dāng)時技術(shù)條件的局限，ERM事件記錄沒有采用先進先出的記錄模式。ERM存儲的數(shù)據(jù)達到容量之后，將不能再記錄新的數(shù)據(jù)，必須人為的刪除后方可繼續(xù)新記錄。

此次優(yōu)化依然使用原ERM模塊，記錄容量仍為500M，我們將500M區(qū)域分成50個數(shù)據(jù)塊，每塊10M。每次記錄的數(shù)據(jù)量為：2字節(jié)幀頭+11字（22字節(jié)）數(shù)字量+48字（96字節(jié)）模擬量+6字節(jié)時間+2字節(jié)校驗碼=64字（128字節(jié)），每200ms記錄一次，一天按24小時滿載和記錄，每天記錄數(shù)據(jù)52M。優(yōu)化后記錄的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)更加全面，且在記錄的數(shù)據(jù)達到一定量（450M）后，系統(tǒng)會自動刪除最先記錄的數(shù)據(jù)塊，給新的數(shù)據(jù)提供足夠的存儲空間。

4.數(shù)據(jù)對比分析（表1）

5.結(jié)論

自2013年6月TCMS系統(tǒng)升級改造至今，沈陽2號線運營狀況良好，性能得到了很大的提升：

1.TCMS系統(tǒng)首次上電啟動時間由原來的40s減少至20s，系統(tǒng)啟動速度明顯得到提升和改善。

2.改造前RCM模塊存在首次上電啟動困難的現(xiàn)象，改造完成后，未發(fā)生RCM模塊首次上電不啟的情況。

3.ERM事件記錄儀增加所記錄列車數(shù)據(jù)的信息量，實現(xiàn)“先進先出”的記錄模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分塊記錄，增強數(shù)據(jù)可追溯性，加快下載和解析速度，節(jié)約人力成本，提高了工作效率。

參考文獻：

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