列車終端電阻研究與應用

李 靖

（廣州地下鐵道總公司，廣東廣州 510000）

1 終端電阻原理

一個完整的MVB網絡[1-2]，包括列車級網絡和車輛級網絡[3]，可以由多個網絡段組成[4]，每個段都有兩個終端設備，需要在這兩個設備的兩個通道設置終端電阻。設置終端電阻的目的在于使得整個網絡的阻抗匹配，滿足網絡信號的傳輸要求；若不正確地設置終端電阻，則會降低網絡的通訊質量甚至使網絡處于癱瘓。結合整車各控制器的布置位置、線束長度、線束阻抗、節點等效電容和等效電阻等因素，廣州地鐵A5車終端電阻設定值為120 Ω。

MVB總線網絡段的終端電阻的配置示意圖如圖1所示，網絡中存在n個設備，每個設備采用MVB電纜連接（實線），在第一個設備（網絡設備1）的一端需連入120 Ω的電阻，在最后一個設備（網絡設備n）的一端需連入120 Ω的電阻，中間位置的其他設備（如網絡設備2）則不可連入電阻。

圖1 終端電阻的配置示意圖

終端電阻可內置在網絡設備的網卡內，也可以外置在網絡設備的MVB連接器內，兩者實際意義相同，只安裝位置不同。

圖2 A車網絡結構

2 廣州地鐵A5車網絡設計及終端電阻位置

廣州地鐵A5車采用4動2拖六節編組A型車，固定編組為：A1+B1+C1*C2+B2+A2。分為六個車輛級MVB網絡段和一個列車級MVB網絡段[5]。

2.1 A車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置

列車網：終端電阻外置在MVB連接器內。

A車網絡：終端電阻1、2均置在網絡設備網卡內。

A車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置如圖2所示。

2.2 T1～T17車B車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置

列車網：終端電阻外置在MVB連接器內。

B車網絡：終端電阻1、2均外置在MVB連接器內。

T1～T17車B車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置如圖3所示。

圖3 T1～T17車B車網絡結構

2.3 T18～T32車B車車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置

列車網：終端電阻外置在MVB連接器內。

B車網絡：終端電阻1外置在MVB連接器內，終端電阻2內置在網絡設備網卡內。

T18～T32車B車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置如圖4所示。

2.4 C車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置

列車網：終端電阻外置在MVB連接器內。

C車網絡：終端電阻1外置在MVB連接器內，終端電阻2內置在網絡設備網卡內。

C車網絡、列車網網絡結構及終端電阻位置如圖5所示。

3 MVB插頭連接器處理方式

3.1 非終端設備MVB連接器結構

如圖6所示，非終端設備的MVB連接器BRA和BRB均無終端電阻，MVB連接器BRA和BRB對應的A2+、A2-、B2+、B2-應為斷開狀態。

圖4 T18～T32車B車網絡結構

圖5 C車網絡結構

圖6 非終端設備的MVB連接器示意圖

3.2 終端設備的MVB連接器結構

如圖7所示，終端電阻外置，終端設備的MVB連接器BRA的A2+、A2-和BRB的B2+、B2-應為導通狀態，如終端電阻內置，二者則應為斷開狀態。

圖7 終端設備的MVB連接器示意圖

根據終端電阻位置整理列車網及車輛網終端設備MVB插頭連接器BRA的A2+、A2-和BRB的B2+、B2-通斷狀態應如表1所示。

4 MVB網卡[6]

目前MVB網卡存在兩種物理層連接方式。

4.1 無隔直電容

通道兩端通過變壓器繞組短路，如圖8所示。當使用萬用表測量時，萬用表顯示短路。

4.2 有隔直電容

通道兩端通過電容器隔離，兩端電阻為兩終端電阻的并聯，如圖9所示。當使用萬用表測量時，萬用表顯示60Ω（120Ω和120Ω并聯為60Ω）。

4.3 網卡板分類

IEC61375協議[7]對于是否加隔直電容沒有強制要求，僅要求網卡板滿足協議的參數即可。

A5車 T1～T17 列 中 ，空調網卡板、ATC網卡板未加隔直電容，直接用萬用表測量其通道，顯示為短路；其他網卡板已加入隔直電容，用萬用表測量顯示實際阻值。

A5車 T18～T32列中，ATC網卡板未加隔直電容，直接用萬用表測量其通道，顯示為短路；其他網卡板已加入隔直電容，用萬用表測量顯示實際阻值。

在測量終端電阻時，必須將無隔直電容網絡設備的MVB連接器拔下，否則無法測量終端電阻是否匹配。

表1 MVB插頭終端電阻連接方式

圖8 無隔直電容示意圖

5 檢測方法

5.1 測量條件及準備

（1）關斷列車激活（分蓄電池）。

（2）拆除本網絡終端設備的MVB插頭：列車網拆除A1（或A2）車VCM的X5、X6插頭；A車車輛網拆除ATC信號設備柜上的X5插頭；B和C車拆除REPA的X3、REPB的X4插頭。

（3）拆除未加入隔直電容網卡板的MVB插頭：T1～T17拆除空調控制器的X19、X20插頭；T18～T32無需拆除。

（4）除了（2）和（3）中所述MVB插頭，其他插頭已正確接入設備。

圖9 有隔直電容示意圖

5.2 測量與整改

5.2.1 列車網測量

對于A通道，測量VCM X5插頭的1點對2點，其阻值應為60 Ω左右，1點對3、4、5、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通；測量VCM X5插頭的2點對3、4、5、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通。

對于B通道，測量VCM X6插頭的4點對5點，其阻值應為60 Ω左右，4點對1、2、3、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通；測量VCM X6插頭的5點對1、2、3、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通。

5.2.2 A車輛網測量

對于A通道，測量ATC信號設備柜X5插頭的1點對2點，其阻值應為120 Ω左右，1點對3、4、5、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通；測量ATC信號設備柜X5插頭的2點對3、4、5、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通。

對于B通道，測量ATC信號設備柜X5插頭的4點對5點，其阻值應為120 Ω左右，4點對1、2、3、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通；測量ATC信號設備柜X5插頭的5點對1、2、3、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通。

5.2.3 B車和C車輛網測量

對于A通道，測量REP A的X3插頭的1點對2點，其阻值應為60 Ω左右，1點對3、4、5、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通；測量REP A的X3插頭的2點對3、4、5、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通。

對于B通道，測量REP B的X4插頭的4點對5點，其阻值應為60 Ω左右，4點對1、2、3、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通；測量REP B的X4插頭的5點對1、2、3、6、7、8、9點和屏蔽層應為不導通。

列車網、A/B/C車輛網可分別單獨測量，測量過程中，如發現終端電阻阻值不匹配，根據表1排查單個網絡MVB連接器即可。

6 整改效果

2013年7月份整改完成后，A5在二號線運營情況良好，對標不準、ATP緊急制動、系統誤報通訊故障率大幅降低。因此可見，終端電阻的測量及整改可以優化網絡的通訊質量，很有現實意義。

［1］陽憲惠.現場總線技術及其應用［M］.北京：清華大學出版社，1999.

［2］嚴云升.T型列車通信網絡的偶發性數據傳送［J］.機車電傳動，2004（4）：57-59.

［3］謝維達.現場總線與列車通信網絡［J］.工業控制計算機，2002（1）：7-10.

［4］ISO 11898-1：2003.Road Vehicles-Interchange of dig?ital information-Part 1：Controller Area Network data link layer and medium access control［S］ .

［5］石穎.MVB總線在地鐵列車控制系統中的應用［J］.電力機車與城軌車輛，2006，29（6）：39-41.

［6］蔡方偉.現場總線通信故障處理技術探討［A］.2003中國鋼鐵年會論文集［C］.2003：794-798.

［7］ IEC 61375-1： 1999 （E）.Electric railway equip?ment-Train bus［S］.