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基于MVB技术的地铁网络通信故障分析

来源:用户上传      作者:时月梅 张健

  摘要:多功能城市轨道交通系统(Multifunctional Urban Rail Transit System,MVB)已成为现代城市地铁车辆网络的首选,具有信息采集速度快、运行效率高的优势,成为全球城市公交优化通信网络系统的最快代表。目前,基于自身核心技术优势,MVB技术已广泛应用于现代城市地铁车联网通信,这将直接影响车联网通信的保障效果。在此基础上,文章深人探讨了MVB的关键技术问题,重点分析了地铁网络通信故障的原因及优化建议,为地铁网络通信故障提供辅助功能,并提供相关科研参考。
  关键词:地铁通信网络;MVB技术;车辆控制系统
  0引言
  随着我国列车局域网技术的快速经济发展,我国城市动车组通信控制系统网络已成为社会保障的重要组成部分,受到公众的高度重视。因此,独特的车载电子设备管理数据和通信行业标准应运而生。MVB通信网已成为我国城市车辆通信系统的主要保障,在设备编程和总线连接方面发挥着重要的辅助作用。作为我国主要动车组通信网络系统发展的重要应用项目,基本实现了城市轨道交通车辆数据传输的实时化目标。但近年来,我国城市轨道交通车辆故障率持续上升,约占城市轨道交通车辆总投资的10%。MVB作为列车计算机网络系统总线接入的实时保障(见图1),应用范围广泛,可以从布线质量、网络节点设计要求、硬件抗干扰等方面具体分析实际设备故障[1]。因此,降低车辆故障率已成为我国铁路车辆通信技术发展趋势,尤其是现代公交通信网络发展的必要因素。
  1地铁MVB网络介绍
  1.1网络各单元功能划分
  轨道交通网络中的各个节点都具有不同的功能。中央监控单元一般承担对MVB通信的监测与管理,对牵引力与刹车特性的管理有一些辅助功能。而转向架的传动则一般由传动控制单元完成。逻辑控制单元一般承担数字、模拟信号的收集,包括对轨道交通信息的逻辑运算。而智能显示单位一般承担对轨道上交通状态的指示、对轨道交通故障信息的真实和检测包括部分地下铁路参数的设定等。在MVB网络中,安全监控股起到了非常关键的角色,一般承担着如下职责:(1)与MVB各节点及企业实现教学通信,并记录下各节点的全部工作状态数据信息。(2)完成在MVB总线上的所有故障管理信息系统记录工作。(3)与上位机实现通过串口通信。
  1.2SDU设计介绍
  在MVB网络系统中,节点机箱SDU和上位机是安全监控系统的重要组成部分。飞虎的实现应该能够连接MVB总线上的任意节点,并与主机进行串行通信。上位机系统可以设置管理信息系统,下位机传输的信息可以通过串行通信接收。通过资格审查后,将上海地铁的状态记录在主机上,并按规定将信息存储在数据库系统中,确保数据安全。SDU机箱主要由带有嵌入式控制器的企业CPU板组成,用于企业信息系统管理。CPU板使用的32位嵌入式计算机系统VII和控制系统使用的嵌入式多任务实时控制系统(NUCLEUS MVB)协议控制器芯片是目前最成熟的嵌入式计算机技术管理系统,两者共同构成了一个完善的企业级CPU系统。管理器规格是NET ARM50。控制器芯片采用32位ARM7的tdmi中央管理模块。它可以同时在5个监控模块和1个用户模块下工作,支持16个工作频率;集中式10/100以太网;P1284/ENI接口;两个串行端口(UART、HDLC、SPI);10通道DMA控制器;支持8位、16位和32位外部总线设备,并支持SRAM、FD/DRAM、SDRAM、闪存和EEPROM[2]。
  2基于MVB技术的地铁网络通信故障分析
  2.1通信中断故障分析
  2.1.1通信网络故障分析
  在轨道交通线路网络通信故障中,数据采集与监控系统经常出现通信中断故障。然而,随着MVB信息技术的日益发展和广泛应用,以光纤网络和铜线网络为基础的通信信息网络经济逐渐发展起来,渗透到轨道交通线路的电子技术和移动增值业务中,成为一个地区电子技术故障的典型代表。以光通信故障控制系统为例,它通常由光调制器、光解调器、光缆和中继器组成。最常见的故障是光通信信道的单向传输方式。只有调整光电调制器的自环,才能考虑光电转换器件的功耗。
  2.1.2设备参数配置错误
  近年来,在地铁通信故障的例子中,由于设备参数配置不当导致典型事故的概率日益增加,加上MVB网络接口卡的硬件设计和软件结构,车间通信网络故障的概率也相应增加。在轨道交通线路网络通信故障中,以太网通信和串行通信故障是典型故障,一般表现为外网接线正常,但通信地址参数设置不当。
  以XX市某轨道交通线路车辆故障检测为例,采用中央控制系统单兀(Central Control System Unit,CCU)作为MVB网络系统的总线管理器。发生时,人员可以确定IP地址的准确性和设备内部通信距离的变化发展,有效防止通信介质和设备终端接口问题对企业内部网络信号通道或社会环境的影响,为MVB网络系统数据通信设备和驱动程序的设计提供科技教学辅助功能。
  2.2网络应用故障分析
  2.2.1事故案例分析
  结合通信中断故障的主要分析内涵,本研究以MVB通信故障的具体实施实例为出发点,确定了轨道交通车辆MVB通信故障必须考虑的要点。案例描述如下:当日7:20:02,当列车正线进站时,mp2车型MCM状态值基本保持稳定(0~1)。3s钟后,所有的高速断路器都关闭了。7:20:02后,MPL型号的MCM状态值达到24~26。7:20:12后,粞沽ξ榷ㄔ0,ACM处于暂停状态。5s钟后,ACM恢复工作。据统计,火车比最初定义的时间晚了157s。
  2.2.2通信故障分析
  从上述分析案例来看,轨道交通线网信息通信系统故障一般与MCM的稳定工作特性、高速断路器的合闸效果、DCU/M等通信技术故障有关,进一步发展导致列车在原定义时间内相对晚点的现象。在MVB轨道交通车辆信息通信故障中,多芯片组件和DCU多芯片组件的交通故障是比较容易发生的。当MCM状态值超过20时,MVB通信的固定状态被破坏,容易出现MCM保护停运(列车网络运行状态故障)的现象。高速断路器的故障一般与高压势能计算、MCM保护原理、合闸操作等保护故障有关。主要体现在7:20:12,当电网电压稳定值为0时,5 s后将恢复正常工作状态。通信不包括车间供电状态和前盖关闭状态,也和ACM启动前后相同。

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