城市軌道交通車輛低電阻測量試驗故障分析及試驗優化

劉思萌，黃潤濤，謝大杰

（中車成都機車車輛有限公司，四川 成都 610511）

城市軌道交通建設是目前我國的投資熱點，在提高我國裝備制造業水平，拉動地方經濟發展，改善城市交通擁堵，提升城市形象等方面起到了巨大的推動作用[1]。為緊跟城市發展步伐，成都城市軌道交通建設已經全面提速，進入了高速發展時期[2-3]。

多功能車輛總線（Multifunction Vehicle Bus，MVB）協議源于ADtranz公司（現屬于Bombardier公司）的MICAS總線[4-5]，因實時性強、可靠性高、冗余及容錯性能好等優點而成為列車通信網絡標準之一，現主要用于地鐵列車單節車廂內設備的通信。本文針對車輛生產制造過程中DB9-MVB連接器終端電阻測量過程中的易發問題進行舉例分析，完善單車試驗項點，保障車輛運行后通信信號流暢，保證乘客安全，降低車輛正線運行故障率。

1 低電阻測量試驗問題分析

在使用列車通信網絡（Train Communication Network，TCN）分析儀測試成都地鐵X列車的網絡系統MVB的A/B路通信質量時發現1車B路數據丟失，乘客信息顯示系統（Passengers Information Display System，PIDS）通信故障。經檢查發現為網關1-X2-DB9-MVB終端連接器內部BRA終端電阻未剪斷以及門控器EDCU-M1-DB9-MVB中間連接器內部BRB和BRA終端電阻均未剪，影響MVB的通信質量，導致車輛信號不穩定。

2 DB9-MVB網絡系統電氣原理

2.1 TCN架構組成與MVB功能簡介

根據IEC61375-1鐵路電氣設備列車總線國際標準，MVB是TCN的重要組成部分，其各方面性能對軌道列車的影響都至關重要。MVB作為一種數據傳輸總線，主要用來連接一個車廂內的各類設備，實時性強、響應速度快，傳輸介質多采用屏蔽雙絞線或光纖，回路內電阻大小直接影響數據傳輸速率，若實際電阻值不在理論范圍內，則會造成信號傳輸不良、信號故障等問題發生，對行車安全產生負面影響[6]。TCN架構組成見表1。

表1 TCN架構組成

2.2 DB9-MVB連接器與網絡系統電氣原理分析

DB9-MVB連接器應用于車輛的配電盤內，用于數據傳輸與網絡信號傳遞。該連接器的內部有兩組獨立電路，即A路總線（以下簡稱“A路”）和B路總線（以下簡稱“B路”），其中，1電路和2電路屬于A路，3電路和4電路屬于B路。A組A+與A-之間連接一個終端電阻（BRA），B組B+與B-之間連接一個終端電阻（BRB）。當DB9-MVB連接器接入A路時，接入點為A+和A-；接入B路時，接入點為B+和B-，MVB插頭內部電氣原理見第87頁圖1。DB9-MVB連接器可以根據連接的設備的不同分為DB9-MVB終端連接器（連接終端設備）和DB9-MVB中間連接器（連接非終端設備）。

圖1 MVB插頭內部電氣原理圖

在網絡系統電路中，網關1（MVB-RS485）為1根四芯線接出，連入電路后，其中兩芯做屏蔽處理，保留其MVB電阻；網關2（MVB-RS485）有2根四芯線接入，需剪掉其MVB電阻。同理，在其他MVB網絡回路內，需要對網關、TMS顯示器、485專用連接器、遠程接口單元等設備的并聯電阻進行相應的屏蔽處理。網絡系統電路的部分電氣原理見圖2。

圖2 網絡系統電路電氣原理圖

3 低電阻阻值測量試驗與優化

3.1 試驗準備

在進行導通試驗前先進行工具準備和點檢，依次準備訊響器、萬用表等。為防止試驗期間有人誤入車內對人身安全和設備性能造成影響，需懸掛“正在校線”標識。試驗前的準備內容見表2。

表2 試驗前的準備內容

3.2 中間電阻值錯誤的電阻測量模擬試驗

選取1個中間連接器和1個終端連接器進行中間連接器終端電阻未剪除情況下的模擬試驗。首先確認車輛總線A路或者B路通斷，然后進行電阻測量。因中間連接器終端電阻為并聯關系，即在確保所有DB9-MVB連接器導通的情況下，若各終端電阻均按照工藝要求剪除時，測量的MVB終端阻值應為120 Ω，若其中某個或多個終端電阻未被剪除，則測量的MVB終端阻值將小于120 Ω，現測量MVB電阻阻值為60 Ω，模擬試驗見第88頁圖3。因此，在低電阻測量試驗中測量MVB終端阻值能發現中間連接器終端電阻未剪除的問題。

圖3 中間電阻值錯誤故障模擬試驗

3.3 終端電阻值錯誤的電阻測量模擬試驗

選取1個中間連接器和1個終端連接器進行中間連接器終端電阻已剪除情況下的模擬試驗。在確認所有DB9-MVB連接器導通后測量終端電阻值。測量MVB終端電阻值實際是測量終端連接器的電阻值。但由于終端連接器內部BRA和BRB兩組線路相互獨立，即不論另一路終端電阻是否剪除，測量的MVB終端電阻值始終為120 Ω，模擬試驗見圖4。此外，若在未確認MVB導通情況下測量電阻，MVB終端電阻存在檢測符合工藝要求的可能。因此，單一的低電阻測量試驗不能完全覆蓋所有不能有效評估MVB電阻剪除的情況，使用本試驗方法會出現漏剪、錯剪的情況，需完善試驗要求。

圖4 終端電阻值錯誤故障模擬試驗

3.4 試驗測試后現車運行優化

試驗前擬定試驗記錄表，表中標注測量位置、理論參考阻值、現車阻值以及判定結論，試驗記錄樣表見表3。以成都地鐵X號線X車為例，M1車SEC柜內的中繼器REP-Y1的1和2之間參考電阻值為120～130 Ω，4和5之間參考電阻值為無窮大；REP-Y2的4和5之間參考電阻值為120～130 Ω，1和2之間參考電阻值為無窮大。在現車電阻測量記錄后，各模塊低電阻阻值測定結果符合設計電阻要求，試驗成功。

表3 部分MVB插頭電阻測量導通試驗表

4 結束語

為提高低電阻測試試驗的準確率，本文針對低電阻試驗中的典型DB9-MVB電阻測量試驗易錯項點進行分析，通過分析連接器結構，研究軌道交通車輛網絡系統原理圖并進行現車模擬試驗測試，找出易錯工藝項點，完善試驗流程。驗證后將本導通試驗表作為試驗記錄模板運用到車輛新造及檢修現場，可以為優化現場工藝和提高現場施工質量提供理論支撐，為整車的正常運營提供安全保障。