TCN系统在地铁列车故障诊断中的应用

中车长春轨道股份有限公司　王　威　李长新

TCN系统在地铁列车故障诊断中的应用

中车长春轨道股份有限公司王威李长新

本文主要阐述了TCN系统对于地铁列车故障的监测、记录，以及对地铁列车故障诊断的帮助。

TCN；故障监测；故障记录；故障诊断

1.概述

地铁车辆是当今城市交通系统的重要组成部分，也是当今解决城市交通拥塞的重要措施，但它是技术含量较高的机电设备。随着现代经济技术的高速发展，现代列车也正朝着自动化、高速化、舒适化的方向发展。在当今时代，目前TCN（列车网络系统）技术已逐渐在铁路车辆行业受到了广泛的重视，并被逐步应用到各种新型的地铁车辆上。越来越多的列车状态和故障信息迫切需要在机车车辆各计算机之间互相传输与交换。为满足上述要求，TCN（列车通信网络）系统应运而生。

地铁列车通信网络是面向监控的一种连接列车车载设备的数据通信系统，TCN是一个分布式总线通信系统，各个不同的分布式单元使用符合IEC61375标准的多功能车辆总线连接，能够大量减少各箱柜之间的连线，减少了大量继电器、接触器、端子排和连接器及车辆/列车布线的使用，能够很方便将来系统功能的扩展，也方便适应不同形式的列车编组；具有强大的系统接口能力，如具有MVB接口、I/O接口、485接口、RS232接口机以太网接口等。

列车总线由具有独立冗余结构的列车总线和车辆总线组成，具有很强的实时性和容错性，它将整个列车微机控制系统（包含各个子系统，如门、空调、牵引、制动等等）的各个单元之间连接起来，作为系统信息交换和共享的渠道，实现全列车环境下的信息交换。 车载设备通过TCN通道将各自的状态信息及故障系统传递给TCN的中央控制单元CCU，CCU接收到信息后经过处理及逻辑计算得出当前列车的状态情况，再将信息上报给司机和维护人员，甚至存储起来以便日后查询分析。

列车通信网络的拓扑结构如图1所示［1］。

图1　列车通信网络拓扑结构

2.故障监测及记录

列车故障诊断是TCN系统的重要组成部分，可借助列车维护软件进行列车故障、状态监测及故障分析。如Monitor维护软件，可以用来监视或记录MVB总线上变量，变量监测窗口视图内容如图2所示。

当然还有其它相关监视软件，如Serlink-Serdeb、Winscope等软件，可在线监视列车状态和故障信息，帮助列车调试工程师和列车维护人员进行列车调试及故障诊断，及时纠正不正确软件及硬件控制功能［2］。

同时，TCN中也有专门数据记录单元，对列车状态信息、故障信息及累计数据进行记录，并将记录相应数据储存起来。

图2　TCMS功能模块通信中监测窗口界面

3.故障诊断

当故障发生时，TCN系统可协助司机和检修人员进行工作，以便司机采取适当的操作，并使维护人员更容易地查找及解决故障。

TCN系统可监视列车车载设备的状态，如列车方向、牵引制动状态、列车速度、总风压力、网压、各设备的状态、日期、时间、诊断记录等信息。并将部分主要运行状态信息通过司机显示屏提供给操作人员。每条纯文本信息都配有故障代码、故障等级。故障等级通常分轻微故障、中等故障、严重故障。对于严重故障，当故障报警时通常可能伴有蜂鸣器鸣响，提示文本更醒目。蜂鸣器持续不断的响直至司机在显示屏上确认后，表示事件已被发现。

司机显示屏除了将故障提报给司机和维护人员外，还常常提供相应的必须实施的操作指导说明。点击故障查询按钮或相应的菜单按钮，可进入事件信息界面。该界面提供了各个子系统当前故障信息，如故障代码、具体故障信息、故障等级、故障发生的时间等。

图3　事件信息界面

如果在上述事件信息界面选中其中某一条故障后，则可进入该条故障的详细信息界面，此界面提供了司机应急处理指南及维护人

员的检修指引，从中可以获得相应的帮助。

图4　故障的详细信息界面

在故障检修方面，维护人员也可以从数据记录仪中检索故障期间相关状态数据，并且用PTU分析软件对检索的相关数据进行显示出连续的运行数据曲线，借助这些信息，维护人员可以方便的进行故障数据进行分析和处理。

4.结论

TCN系统能够准确监控并记录地铁列车的各个相关子系统的工作状态及故障信息，并将相关信息提报给司机及维护人员并存储。这对地铁列车的运用、维护、研究都有极大的帮助，相信以后我们的各种轨道车辆都会大量应用此类系统。

［1］常振臣，牛得田，王立德，田永洙.列车通信网络研究现状及展望［J］.电力机车与城轨车辆，2005年5月20日，第28卷第3期.

［2］张泰基CRH-1型动车组系统监控与故障检测的应用研究［D］.青岛大学，2009.