摘 要：车辆通信多功能总线（MVB）作为城市轨道交通车辆通信的主流，具备高速信号采集、高效操作等特征，已成为通信网络最为快速的总线优化代表。目前，MVB技术因其独特的技术优势，广泛应用于现代城市轨道交通车辆通信，对维护车辆通信效益具有直接影响。基于此，该文围绕MVB技术展开深入探究，重点分析地铁网络通讯故障及优化建议，为地铁网络通讯故障提供辅助作用，以供相关研究参考。
关键词：地铁通信网络 MVB技术 车辆控制系统
中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（a）-0013-02
随着列车局域网技术的快速发展，城市列车通信网络成为社会公众备受关注的构成部分，各具特的列车车载设备数据通信标准也随之应运而生。MVB通信网络作为城市车辆网络通讯系统的重要保障，在设备编程、总线连接方面起到了辅助作用，也已成为国内外主流列车通信
网络发展技术层面的应用项目，达到了满足轨道车辆对数据传输的实时性目标。近年来，城市轨道交通车辆故障率不断提升，占据地铁车辆总投资的10%左右，MVB作为列车网络系统的总线连接实时保障，应用范围较为广泛，可从配线质量、网络节点设计、硬件抗干扰等方面具体分析实际故障，降低车辆故障率也成为目前轨道车辆网络通讯技术发展的必经要素，对现代车辆通信网络具备实质性意义[1]。
1 基于MVB技术的地铁网络通讯故障分析
1.1 通讯中断故障分析
1.1.1 通讯网络故障分析
在地铁网络通讯故障中，数据采集与监视控制系统（SCADA）的通讯中断故障时有发生。随着MVB技术的日益普及，以光纤网、铜线网为基本类型的通讯网络逐渐深入地铁网络通讯应用之中，也成为网络通讯故障的典型代表。以光线通讯故障为例，一般以光调制器、光解调器、光纤、中继器为构成部分，较易出现的故障问题多以光通讯通道的单向传播方式为主，故障成因如下：光纤质量问题、光纤弯曲半径过小、光纤耦合器损坏、光电调制解调器损坏等，可从调节光电调制器自环的方式来考虑光电转换设备功率问题。
1.1.2 设备参数配置错误
在近年来的地铁网络通信故障案例中，以设备参数配置为典型事故的发生概率日益增加，再加上MVB网络接口卡的硬软件结构问题，车辆通信网络故障发生概率也有所增长。在地铁网络通讯故障中，以太网通讯、串口通讯两个方面的故障为典型故障，通常表现为外部网络接线正常、通讯地址参数配置不正确[2]。以广州某地铁车辆的故障诊断为例，CCU（中央控制单元）作为MVB网络的总线管理器，在事故发生后，研究人员通过确认设备装置IP地址的正确率及通讯距离的变化情况，避免网络通道因通讯介质、终端接口问题受到影响，可为MVB网络通信和驱动程序提供技术辅助作用。
1.2 网络应用故障分析
1.2.1 事故案例分析
综合考虑通讯中断故障分析内容，以基于具体MVB通讯故障案例为切入点，明确地铁车辆MVB通讯故障的考虑要点。案例描述如下：当天7：20：02时分，该列车正线进站，此时MP2车MCM状态值持续稳定状态（0～1），途经5个高速断路器；3 s广州地铁3号线时间后高速断路器全部断
开，此时MP1车MCM状态值达到24～26，车辆速度达到0.2～0.3 km/h，处于紧急制动状态；自7：20：12 后，网压稳定值为0，ACM处于暂停工作状态，经过5 s后，恢复工作状态。据统计，该列车距离原始界定时间晚点157 s[3]。
1.2.2 通讯故障分析
从上述案例来看，此次地铁网络通讯故障与MCM稳定性能、高速断路器闭合效应、DCU/M通信故障有关，进而造成列车相对原始界定时间晚点。在地铁车辆MVB通讯故障中，MCM、DCU/M通行故障较易发生，当MCM状态值大于20以上，MVB通信稳定状态受损，较易出现MCM保护性关断现象（列车网络运行状态故障）；关于高速断路器故障，通常与高压势能、MCM保护性关断、闭合继电器故障有关，主要表现为7：20：12后，网压稳定值为0、经过5 s后恢复工作状态，通讯故障不包含车间电源、前端盖关闭条件，与ACM开始工作前后的变化情况也有一定关系。
2 对MVB地铁网络通讯故障的几点建议
2.1 注重总体结构设计，优化网络通讯效益
在MVB技术的地铁网络通信故障中，通信中断、设备参数等问题普遍存在于实际工作中，可与列车总线型MVB拓扑结构设计相结合，如：每个车厢设立1个MVB节点，运行速率控制为1.5～2.0 Mb/s，联系MVB节点的网络接口单元。为降低城市轨道列车的通讯网络故障率，确定MVB技术组网的总体结构后，合理调整硬件、软件设施，如：加入嵌入式处理器、设立系统硬件构建；在MVB的设备管理器维护工作中，以模块化功能单元设备与每节车厢相连接（基于CPU节点），并安装MVB网络接口设备，保障数据传输、子网管理功能[4]。以深圳某地铁运行状态为例，基于MVB控制器的网络接口情况，整合不同车厢的网络节点设置情况，应用储存器、I/O设备、通信模块等外部设备，可将网络运行与未配置节点共同融合，并附带自动识别功能，实现多功能的模块化结构。
2.2 应用列车控制系统，降低通讯故障机率
目前，以上海地铁1号线、地铁2号线为代表的列车类型，采用了IEC61375 TCN标准的德国总线控制系统，应用MVB、WTB（列车总线）结构，为列车总线连接、车辆控制提供实际参考标准。对于地铁车辆MVB网络通信故障而言，实现总线技术自动控制效益，可有效预防列车突发故障及总线技术应用故障。为此，在广州地铁2号线关于总线技术推广方面，结
合MVB总线系统的分级控制优势，同步联合设备状态、过程数据、信息数据、总线管理器等特征；在VTCU（车辆控制器）、ComC（通讯连接器）的系统硬件方面，利用标准的模块化系统，利用VTCU电源提供的110 V直流电源（保障供电系统的电势隔离效益），完成列车应用程序板的车辆控制任务，并起到MVB连接不同车辆总线的作用。由于MVB不同节点连接效应问题，以网关（VTCU-GW）、VCUT、VCUA、VTCU组成的电源控制单位为考量指标，在WTB、MVB系统间的信息转换中，发挥信号放大的作用。
2.3 保障通信网络利用，诊断列车故障系统
在我国列车通信网络系统应用中，MVB的快速优化过程控制总线的效益，逐渐替代了以Lonworks、can等类型的现场总线应用系统，并对TCN规范标准（分层结构）提出了更加全面的要求。MVB通信网络结构以其独特的总线引入方式，利用自动连接器、跨接电缆等方式来满足车辆互连的应用需求，这对专用的主节点控制具有很高的延展性能要求（独立的通信子网），实现总线网关连接目标。基于MVB技术的地铁网络通信故障，由于MVB通信网络层次结构变化，稳定素质状态一般多在1.5 Mbit/s范围内，利用车辆总线连接各车辆间的设备；ESD（电气短距离介质）与EMD（电气中距离介质）以RS-485标准为依据，利用跨度200
m的屏蔽双绞线完成标准间差动信号传输，起到避免电缆、连接器等设备传输问题的作用。在深圳地铁1号线的总线连接设计方案中，考虑到车厢间的总线连接方式（3辆车达到一个单元规定），简化OSI模型（开发系统互联，考虑链路层结构），将MVB监管设备数量扩展范围提升至30～32之间，且最大总线长度达到260 m（与变压器相连）。在该次研究设计中，比较分析以往其他网络通信故障，联系MVB拓扑结构的列车编组及使用情况，为总线管理器提供系统网络性能的便利条件，这也是MVB通信网络的一大优势（设备性能及交换数据），值得广泛引入地铁网络系统应用工作。
3 结语
综上所述，地铁车辆MVB网络通信故障与通讯中断、系统应用具有密切联系。在MVB技术地铁网络通讯故障的预防工作中，MVB作为列车网络控制的重要组成部分，在结构设计、控制系统及网络信息技术应用方面，我国的MVB技术相比西方国家起步时间要晚，针对地铁车辆MVB网络通讯故障的实际情况，设计各个单元的节点应用方案，及时做好实时监控、预防工作记录，为地铁建造提供实际辅助条件。
参考文献
[1] 冯新颖，李启磊，苏晓，等.地铁列车网络传输和故障检测系统[J].科技经济导刊，2015（18）：22-23，83.
[2] 刘静.MVB技术在列车PIS组网中的应用[J].电子设计工程，2011（7）：107-110.
[3] 李启磊，李臣明，冯新颖，等.地铁列车安全运行的远程诊断技术[J].城市轨道交通研究，2015（8）：142-145.
[4] 黄文灿.广州地铁3号线列车网络控制系统及其故障诊断分析[J].机车电传动，2012（6）：54-56.
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