動(dòng)車(chē)組列車(chē)總線故障的研究與分析

王佩瞼

青島四方龐巴迪鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司 山東青島 266000

1 緒論

數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，時(shí)斷時(shí)續(xù)，閃斷等故障，當(dāng)遇到這樣的故障時(shí)，用戶(hù)通常會(huì)重新啟動(dòng)設(shè)備，重裝系統(tǒng)，更換模塊等，當(dāng)此時(shí)還不能解決問(wèn)題才會(huì)考慮到鏈路的問(wèn)題，更換鏈路以后問(wèn)題解決，但仍然不知道問(wèn)題出在什么地方，只是知道更換鏈路就好了，在這里我們就淺要的分析下此鏈路的問(wèn)題出在什么地方，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，查找出問(wèn)題根源，畢竟列車(chē)換線的工作量是比較巨大，不可輕易而為之。鑒于此，本文就列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)的線纜數(shù)據(jù)分析展開(kāi)探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

在這里我們首先簡(jiǎn)要介紹下列車(chē)總線，主要分為兩種，多功能車(chē)輛總線（MVB），另外一種是絞線式列車(chē)總線（WT B）。下面就對(duì)以上兩種列車(chē)總線需要測(cè)試的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行分析討論。

2 參數(shù)分析及故障處理

一般的故障現(xiàn)象存在很長(zhǎng)時(shí)間，根據(jù)系統(tǒng)原理，結(jié)合故障現(xiàn)象，分析故障部件，通過(guò)更換故障部件或修復(fù)故障部位，可以消除故障部件。但是對(duì)于有些故障現(xiàn)象的持續(xù)時(shí)間以毫秒為單位，很難將系統(tǒng)原理結(jié)合起來(lái)分析具體的故障部件，但是這些故障現(xiàn)象還會(huì)經(jīng)常發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，閃斷故障很頑固，直接更換線纜后恢復(fù)，故障排除，但維修人員不清楚到底是什么原因造成的，也不知道更換的電纜與之前的電纜有什么不同。在這里可以通過(guò)測(cè)試相關(guān)參數(shù)，分析數(shù)據(jù)，來(lái)判斷故障原因，可快速鎖定故障點(diǎn)。下面就對(duì)以下三個(gè)核心參數(shù)，進(jìn)行分析討論。

2.1 插入損耗（IL）

插入損耗，就是線對(duì)的衰竭，一般地，長(zhǎng)度越長(zhǎng)衰減越大。另外一個(gè)特點(diǎn)是，傳輸?shù)念l率越高，衰減也越大。

插入損耗過(guò)大，信號(hào)不能傳得很遠(yuǎn)，插入損耗跟長(zhǎng)度有關(guān)，所以數(shù)據(jù)電纜電纜一般限制長(zhǎng)度為100米。插入損耗也跟材質(zhì)有關(guān)，還會(huì)隨著工作頻率上升而加劇，故高速數(shù)據(jù)線芯一般都要加粗一些。

此參數(shù)不合格，還有可能是連接處連接的不牢固或不到位，就是在布線初期沒(méi)有發(fā)現(xiàn)連接不到位這個(gè)故障，但是線纜是導(dǎo)通的，所以在列車(chē)出廠時(shí)，數(shù)據(jù)通信都正常，但隨著列車(chē)運(yùn)行，時(shí)間一長(zhǎng)，此鏈接處就會(huì)被氧化，生出綠色的銅銹，造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，時(shí)而正常時(shí)而不正常，尤其是在濕度比較大，外部環(huán)境惡劣的條件下，此網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加不穩(wěn)定[1]。

2.2 線對(duì)間串?dāng)_（NEXT）

線對(duì)間串?dāng)_（NEXT）會(huì)改變鄰近線對(duì)中的傳輸信號(hào)波形，干擾鄰居線對(duì)的正常傳輸。串?dāng)_強(qiáng)調(diào)跟絞接率直接相關(guān)，絞接率越大，抵消干擾能力越強(qiáng)，串?dāng)_越小，平行線絞接率為零，串?dāng)_最大。一般是在水晶頭處，模塊中，由于存在著局部平行線結(jié)構(gòu)，所以此處串?dāng)_值會(huì)偏大。避免“入侵系統(tǒng)”的徹底方法就是將每對(duì)線都各自獨(dú)立地屏蔽起來(lái)，不讓輻射干擾信號(hào)進(jìn)入線對(duì)，這種方法效果很好，但成本相對(duì)高，另一種是，將線對(duì)絞起來(lái)，這樣A和B芯線成互絞結(jié)構(gòu)，造成各自與輻射干擾源之間輪番靠近，交替遠(yuǎn)離，這樣差信號(hào)的累積現(xiàn)象就不會(huì)出現(xiàn)了，外來(lái)輻射干擾被“輪番靠近”這種雙絞線特有的結(jié)構(gòu)給抵消了[2]。如果在連接的端部解開(kāi)的雙絞線過(guò)長(zhǎng)，通過(guò)總線的參數(shù)測(cè)試就會(huì)造成參數(shù)不合格的現(xiàn)象。造成類(lèi)似現(xiàn)象的還有，屏蔽層未連接，或接觸不良，電纜彎曲過(guò)度,被測(cè)試鏈路周?chē)盘?hào)干擾過(guò)多，線纜間過(guò)份擠壓，線纜性能差等等。

串?dāng)_的影響，干擾信號(hào)可能足夠大，從而破壞原來(lái)的信號(hào)，或錯(cuò)誤地被識(shí)別為信號(hào)，站點(diǎn)可能間歇地鎖死，網(wǎng)絡(luò)的連接完全失敗。

2.3 回波損耗（RL）

回波損耗RL跟阻抗連續(xù)性直接相關(guān)，回波會(huì)與線對(duì)中正常傳輸?shù)男盘?hào)波形疊加，干擾正常信號(hào)的傳輸，導(dǎo)致誤碼率上升。由于回波與阻抗不連續(xù)相關(guān)，所以高速數(shù)據(jù)電纜一般不在測(cè)試特性阻抗值，而是測(cè)試回波損耗值[3]。這樣的好處是，有力于維護(hù)人員快速定位阻抗失配故障的具體位置。

阻抗失配或者說(shuō)阻抗不連續(xù)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)能量的反射，這會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)不好的結(jié)果：一是發(fā)射回來(lái)的信號(hào)會(huì)與設(shè)備端口正常發(fā)送出來(lái)的信號(hào)疊加，導(dǎo)致波形畸變，干擾正常信號(hào)的接收。二是造成向前傳輸?shù)男盘?hào)能量減弱。所以，需要一個(gè)參數(shù)來(lái)衡量反射回來(lái)的信號(hào)相對(duì)值大小，這個(gè)參數(shù)就是回波損耗。由于阻抗不連續(xù)就會(huì)產(chǎn)生回波，阻抗匹配度越差，信號(hào)反射就越大。因此回?fù)軗p耗的大小可以近似地反映阻抗不連續(xù)的狀況和水平。

造成回波損耗不合格的原因，主要有，跳線特性阻抗不對(duì)，線纜線對(duì)的絞結(jié)被破壞或是有紐絞，連接器不良，線纜阻抗不恒定等等，經(jīng)常出現(xiàn)的位置如鏈路連接點(diǎn)，電纜與模塊連接點(diǎn)，水晶頭與插座的連接點(diǎn)，都是回波損耗的經(jīng)常出現(xiàn)的不合格點(diǎn)。此參數(shù)不合格，可造成列車(chē)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，時(shí)斷時(shí)續(xù)，閃斷等故障。

3 結(jié)論

綜上所述，可見(jiàn)在列車(chē)總線有故障時(shí)，通過(guò)測(cè)試相關(guān)參數(shù)進(jìn)行故障查找，有多么重要，漫無(wú)目標(biāo)地排除故障會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間和大量經(jīng)費(fèi)，有針對(duì)性地對(duì)動(dòng)車(chē)組列車(chē)總線回路的進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)對(duì)測(cè)試出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，逐步縮小故障范圍，發(fā)現(xiàn)和判斷故障，提高故障的診斷手段和水平，保證高速動(dòng)車(chē)組有序和安全的運(yùn)行。