MVB总线在地铁列车控制系统中的应用.
地铁车辆MVB连接器电阻故障预防及诊断研究
地铁车辆MVB连接器电阻故障预防及诊断研究摘要地铁是交通运输中最为重要的一项设施，其不仅是城市发展的一项重要标志，还能够为市民的工作与生活提供支持，但是地铁运行的安全性关乎国计民生，尤其是针对地铁车辆MVB连接器电阻故障问题更要给予高度的重视。
本文主要对MVB连接器电阻故障进行了深入的分析，并基于此采用有针对性的预防及诊断措施，从而确保地铁车辆能够安全、可靠地运行。
关键词地铁车辆；MVB连接器；电阻故障1 MVB连接器电阻故障分析车辆多功能数据总线（MVB）主要应用在地铁列车的综合管理系统（TCMS）之中，MVB系统中包含的设备有：车辆控制单元、远程输出入模块、人机界面、无线传输设备、中继器、事件记录仪等。
现阶段地铁车辆MVB连接器电阻故障频频出现，其主要有以下集中表现：MVB线路连接器主线与屏蔽线有关联，或MVB主线的线芯有关联；MVB连接器组装不合规范致使电阻测量值不准确；在地铁线路连接过程中，将屏蔽线与主线接通，电阻跳线误剪、漏剪。
以上情况都会致使MVB连接器电阻测量出现问题[1]。
2 MVB连接器电阻故障问题应对措施TC车（可驾驶拖车）SEC2L柜（二位端低压柜）等设施作为地铁网络系统的集散地，其发挥的作用是不可小觑的，但是其位置也是MVB连接器店主故障的高发地。
本文主要以北京地铁1号线列车为例，对MVB连接器电阻故障问题进行了全面、细致的分析，从而确保MVB连接器电阻故障问题得以快速、有效的解决。
2.1 MVB连接器电阻故障预防对策（1）MVB连接器主线与屏蔽线关联或MVB主线间线芯关联问题的预防针对这一重要的问题，可在可在MVB連接器制作开始前，将线路两边悬空起来，通过万用欧姆表对于主线芯间存在的联通现象进行检测；对于屏蔽层与主线芯的关联的检测，可应用一支电表笔放在屏蔽线芯中，将另一只电表笔防止主线芯上，若万用表显示为无穷大，证实MVB主线与屏蔽线或线芯不存在相通问题。
可进行后续的连接器的安装。
MVB在轨道车辆上的应用
MVB在轨道车辆上的应用在科技不断发展的背景下，城市交通系统不断优化，当MVB应用到轨道车辆中时，能够提高轨道车辆的运行稳定性，本文通过实时性、信息传输稳定性，两个方面对MVB的特点进行了讨论，并从构建通信仿真模型、数据延时分析、乘客计数系统体系、安装节点控制器，四个方面对MVB在轨道车辆上的应用分析进行了讨论，希望为关注这一话题的人们提供参考。
标签：MVB;轨道车辆;仿真模型0 引言近年来，城市人口密度不断提高，较大的人流量为交通行业带来一定的压力，为了能够改善这一现状，需要合理应用MVB设计轨道车辆，并制定完善的运营计划，使轨道车辆能够发挥出其运输能力，推动交通运输行业进一步发展。
另外，在对轨道车辆进行规划设计时，为了使设计具有科学性，需要构建乘客计数系统，在了解一天的客流量之后进行优化设计。
1 MVB的特点1.1 实时性MVB具有实时性的特点，具体可以通过以下两个方面来了解，第一，MVB 网络在运行时，应用通信端口管理网络，当系统出现意外故障时，端口能够主动发送信息请求，使系统具有运行稳定性与实时可靠性。
另外，在科技不断发展的背景下，MVB网络研究工作已经具有一定的研究结果，并且能够根据研究对象设计出系统诊断周期，进一步提高系统的运行稳定性。
第二，在应用MVB技术时，能够发挥出网络性能的应用意义，并且其能够通过信息节点接收命令，进而达到控制运行系统的效果。
1.2 信息传输稳定性MVB技术具有信息传输稳定性的特点，具体可以通过以下两个方面来了解，第一，虽然网络技术在不断发展，信息传输效率得到提高，但信息传输受到周围环境的影响，难以保障信息传输稳定，但在应用MVB技术时，其能够对应用网络的性能进行分析整理，并根据运行情况进行适当的系统调整，达到控制信息传输质量的目的。
第二，在网络技术不断发展的背景下，控制网络技术的应用范围逐渐扩大，当其与MVB技术融合到一起时，既能够优化系统，又能够提高系统的运行可靠性，保障MVB技术能够发挥出其意义，进一步提高信息传输的可靠性。
MVB总线在地铁车辆控制系统中的应用
MVB总线在地铁车辆控制系统中的应用摘要：本文针对地铁MVB网络进行了介绍，并且根据网络实时模型简要说明在地铁车辆控制系统中MVB总线在其中的一种应用。
关键词：MVB总线；地铁车辆控制系统一、地铁MVB网络介绍（一）MVB 网络拓扑因为传统的地铁设计结构中，在司机的操作台上会固定有IDU，所以，IDU 这个节点在网络架构设计中一直都有所保留。
因此，中央控制单元，传动控制单元1、2，智能显示单元，逻辑控制单元1、2，安全监测单元都是在地铁车辆级总线MVB中所存在的几个节点。
（二）网络各单元功能划分在地铁网络上的每个节点都有着不同的作用。
MVB通信的检测和管理，牵引、制动特性控制以及一些辅助功能是由中央控制单元进行负责的。
转向架的传动主要是由传动控制单元进行的负责的；数字量、模拟量信号的采集以及地铁信号的逻辑运算是由逻辑控制单元进行主要负责的；地铁状态的显示、地铁故障信息的现实和诊断以及一些地铁参数的设置都是由智能显示单元进行负责的；MVB网络中，安全监测单元所起到的作用是尤为重要的，主要执行以下功能：1、与MVB 各节点进行通讯，记录各节点的全部状态信息；2、实现MVB 总线上的故障信息记录；3、与上位机实现串口通讯。
（三）SDU 设计介绍MVB网络中，节点机箱SDU以及上位机两部分是组成安全监测系统的主要因素。
SDU的实现要能够很好地联系MVB总线上的各节点，并且还要能够与上位机有串口通讯的实现。
将管理信息系统建立在上位机系统上，通过串口通讯对下位机发送过来的信息进行接受，有合格的校验之后，将地铁的状态记录在上位机上，并且要参照需求，在数据库中存储信息，这样的话，数据的安全性就会很高。
SDU 机箱主要由具有嵌入式系统的C P U 板组成以实现系统功能。
C P U 板采用以A R M 7 为内核的32 bit 嵌入式计算机，操作系统采用嵌入式多任务实时操作系统N U C L E U S ，并将M V B 协议控制器芯片成功地嵌入在计算机系统中，形成了完整的嵌入式CPU 系统。
地铁列车永磁同步牵引系统的应用与研究
地铁列车永磁同步牵引系统的应用与研究大连地铁集团有限公司辽宁大连116001摘要：随着轨道交通的快速发展，当前在国内外许多国家都使用了永磁同步牵引系统，这也充分地说明了该系统的优势，要想更好地应用永磁同步牵引系统，就应当进行全面地分析和研究，才能更好地使用，进而全面提高地铁列车的运行安全，促进相关技术不断发展和创新。
关键词：地铁列车；永磁同步；牵引系统；应用；分析随着我国经济的腾飞，促进了社会的不断发展，在社会快速发展的过程中，加快了我国的城市化发展进程，就目前的情况来看，城市道路交通面临着巨大压力，在这样的情况下城市轨道交通的发展，有效地缓解了城市交通压力。
当前我国已经进入了城市轨道交通快速发展时期，许多城市都建成了城市轨道交通系统，城市轨道交通虽然有效地缓解了城市交通问题，但其运营压力也越来越大，所承担的任务也在不断加重，尤其在国家碳达峰、碳中和重大战略决策部署背景下又对城市轨道交通系统提效节能方面提出了新的要求。
为了更好地实现可持续发展，，地铁车辆使用永磁同步牵引系统，就具有非常明显的优势了，其结构比较简单，响应速度非常快，能够更好地满足轨道交通环保绿色和安全可靠的发展趋势要求，同时也是行业和未来技术的主要发展方向，所以因此受到了广泛关注。
随着永磁材料性能不断地优化提升，相关的控制算法也在不断地优化，这很大程度地促进了该系统的广泛应用，进而成为了牵引系统的主要发展方向。
永磁同步牵引系统具有高效率和低速大扭矩的优势，还有节能和低噪音的特点，在实际使用中整车可以节能 10% - 30%，可以提高效率 3%- 4%。
基于这些使用优势，应当对该系统进行充分地研究，才能更好地应用。
1优势分析永磁同步系统在品质和控制特性方面有非常显著的优势，主要体现在以下几个方面。
1.1 轻量化优势分析随着技术的发展创新，部件小型化和轻量化是未来发展的必然趋势，地铁列车如果可以做到整车的小型化、轻量化，就可以减小运行风阻，很大程度地降低损耗。
铁路列车之间的通信协议(多功能车辆总线MVB协议)
铁路列车之间的通信协议（多功能车辆总线MVB协议）2016-10-25致远电子随着铁路的快速发展，多功能车辆总线MVB协议已经成为高速电力列车控制系统的关键技术，可用于列车状态检测、故障诊断以及车载设备开发和调试等操作。
今天我们一起来深扒MVB协议。
一、MVB介绍TCN是铁路列车车辆之间和车辆内部可编程设备互联传送控制、检测与诊断信息的数据通信网络。
MVB为多功能车辆总线，它是列车通信网TCN的一部分，TCN网络由WTB+MVB构成。
MVB 是一种主要用于对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线，它将位于同一车辆，或不同车辆中的标准设备连接到列车通信。
其固定传输速率为1.5Mbit/s。
图1 列车通信网络列车通信网络通常采用分层结构，根据列车控制的特点分为上下两层，每一层根据不同的特性要求相应有不同适用局部网络，包括列车总线层（WTB）和多功能车辆总线层（MVB）。
车辆总线负责同一车厢内部各种可编程终端装置的连接，列车总线负责不同车辆单元中的网络节点连接。
WTB和MVB是两个独立的通信子网。
图2 列车MVB物理层提供三种不同的介质，它们以相同速率运行：ESD：电气短距离传送（≤20米），标准的RS-485收发器，支持32个设备，适用于封闭小室内；EMD：电器中距离传送（≤200米），支持32个设备，屏蔽双绞线，变压器耦合；OGF：远距离光学玻璃纤维介质（≤2000米）。
随着MVB技术的不断发展，MVB物理层介质主要以EMD为主。
MVB各个总线段必需经由连接不同介质的中继器将光纤汇入总线的星耦器两种类型之一的耦合器相互连接。
二、MVB的数据帧结构MVB的一次传输包括两种类型帧：主帧+从帧，主帧的长度固定为33位，从帧的数据长度有5种：33、49、81、153和297，具体的数据帧结构如下图3所示。
图3 MVB拓扑结构MSD：帧起始分界符，MVB的信号编码采用G.E.Thomas Andrew S.Tanenbaum的曼彻斯特编码（从低到高为“0”，从高到低为“1”）传输数据。
MVB现场总线的智能列车通信系统系统应用方案-金升阳
MVB现场总线的智能列车通信系统系统应用方案1、应用概述MVB现场总线的智能列车通信系统主要功能是通过现场总线技术，采用列车通信网络，利用网络实现对车载设备集散式监视、控制和管理，逐步实现了列车控制系统的智能化、网络化和信息化，WTB/MVB总线系统成为列车通信网络的主流，WTB作为列车通信网络，MVB作为车辆总线一起使用。
2、MVB现场总线的智能列车通信系统应用方案框图列车总线WTB通过WTB网关内容的MVB网卡（MVB-OGF）与制动控制单元（BCU）、酒吧车主控拖车计算机（IDU）、MVB-EMD与轴温报警器（AXT）、供电控制器（SUPPLY）、空调控制器（AIR）、逆变器（INV）、充电器（CHARGE）进行信息交换。
车门控制器（DOOR）、集中控制器（CONTROL）分别通过RS485与VCU直接连接。
制动控制单元（BCU）通过通讯口（RS232）与防滑器（SLIDP）连接；VTCU通过I/O接口与烟火报警装置连接。
图1MVB现场总线的智能列车通信系统构成框图系统硬件主要包括车辆控制器VTCU 、总线连接器、输入输出单元、通讯连接器COMC 、人机显示器MMI 及相关子系统。
车辆控制器VTCU 即总线控制器,每个3节车单元各一个，共由7块板组成，自带插槽和电源，是标准的模块化系统。
车辆控制单元由网关(VTCU-GW)，VCUT ，VCUA 及VTCU 的电源组成。
网关控制列车总线(WTB)和车辆总线(MVB)，并在两个总线系统间转换过程和信息数据。
列车诊断板VCUT 上有板载数据库(ODBS)，可通过RS422接口控制人机界面。
VTCU 的电源提供110V 直流电源，并与供电系统的电势隔离。
图2系统供电框图3、电源解决方案该电源解决方案是直接从机车电源上直接获取输入电压，并通过URB2405LD-20WR3系列电源模块将其转换成5VDC 的电源给后面各控制模块进行供电（如应用框图上各个模块）。
不同控制总线在城市轨道车辆中的运用分析
车辆总线，是IEC61375标准中的最早纳入的车辆总线。MVB总线 同样是一种串行通信协议，属于总线仲裁型网络，主设备与从设备
制
其组网方式、拓扑结构、传输速率、数据传输机
之间采用主帧/从帧的轮询应答方式进行访问。通信介质可以为屏
中总
制等对TCMS系统的设计具有重要影响。目前主 流的车辆总线型式主要包括CAN总线、MVB总线
ELECTRONICS WORLD・技术交流
不
从网络模型、拓扑结构、数据传输等方面， 分析和对比目前城市轨道车辆上运用的CAN、
2.MVB总线 2.1 网络应用模型
同
MVB和以太网三种总线控制网络。
MVB总线是由西门子等公司提出，专门针对轨道车辆应用的
控
引言：在城市轨道交通中，车辆控制总线是 列车控制管理系统（TCMS）的物理传输介质，
在汽车领域，而后逐渐扩展到包括轨道交通在内
考模型的网络运用如下：1）MVB物理层，对应于OSI参考模型物 理层；2）MVB数据链路层，对应于参考模型数据链路层，分为过 程数据（LPA）和消息数据（LMA）；3）MVB网络层、传输层、
司道
李
的整个工业控制领域。CAN总线是一种串行通信 协议，是一种多主竞争式总线，通信介质可以为
运玉
千
线，低地板车辆以150-200米作为CAN总线的最
视信息；通过消息数据来传输长度不定、时间性不强、非周期性的
大布线长度，传输速率保证在250Kbps，能够满足
信息；通过监督数据对总线设备进行检测，通常用于网络初运行和
董用
短编组运营车辆TCMS的数据传输需求。
网络重构的管理。MVB网络通常采用“主干-分支”结构，通过中
大布线长度下，可通过中继器级联或并联的方式，保证1.5Mbps的 数据传输，能够满足各种轨道车辆运营工况下TCMS的数据传输需
MVB多功能车辆总线仿真与检测系统的设计及应用
计算机应用轨道交通装备与技术第2期2021年3月文章编号：2095 -5251(2021)02 - 0059 -03MVB多功能车柄总线仿真与检测糸蜣的设计及启用王健(上海地铁电子科技有限公司上海200237)摘要：通过对T C N标准（IEC61375 - 1)中多功能车辆总线M V B通信协议的研究，利用通用逻辑芯片F P G A技术、USB通讯技术、嵌入式Linux系统及Python语言开发技术等，设计了 M V B仿真与检测系统。
该系统通过M V B通信协议的编码和解码功能，实现了对M V B多功能车辆总线的仿真；通过对总线波形的实时采集和数据分析，实现了对M V B多功能车辆总线的检测。
关键词：MVB;仿真；通信检测；主帧；端口中图分类号：U285.4M 文献标识码：BDOI：10. 13711/j. cnki. cn32 - 1836/u. 2021.02.020〇引言MVB(多功能车辆总线）作为列车通信网络(TCN)的一部分，负责一个车厢内设备或者一个固 定的车辆组内设备的数据通信。
具有实时性强、可靠性高、传输数据快和传输距离远等优点，目前在高 铁和地铁中的应用非常广泛m。
为了实现对多功能列车总线的状态监测、故障 诊断和一致性测试，以及在车载设备的研发和调试 过程中，模拟多功能列车总线的数据传输过程，设计 了一套系统，主要实现了以下功能：（1)MVB仿真发 送功能；（2)总线波形实时采集功能；（3)数据分析 功能；（4) Linux系统下Python控制程序设计。
1整体设计在MVB数据通信中，具有以下特征：通信传送 方式采用主从帧应答，帧发送方式采用周期性广播，帧标识符具有帧头和帧尾标识以识别帧的开始和结 束，帧编码采用曼彻斯特编码，数据传输速率为1.5 Mbit/s。
为了仿真MVB总线通信，需要仿真主站发 送主帧数据，仿真从站发送从帧数据，仿真接收主帧 数据和从帧数据。
通过对MVB通信总线波形的实收稿日期：2020 -05 -13作者简介：王健（1982 -),男.硕士研究生学历，高级工程师，从事 列车网络通信技术研究T.作。
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MVB总线在地铁列车控制系统中的应用
摘要：介绍了 MVB 总线的物理层、帧和报文的格式与时序, 以及其在广州地
铁 2 号线、深圳地铁 1 号
线、上海地铁1 号线延长线等车辆控制系统中的成功应用。
关键词：地铁列车; 多功能车辆总线( MVB) ; 帧; 报文; 自动控制
地铁 2 号线、深圳地铁 1 号线、上海地铁 1 号线延长线的列车
均采用了符合 IEC61375 TCN 标准的德国总线控制系统。
该系统由列车总线
( WTB) 和多功能车辆总线( MVB) 两部分组成, 单元( 整个列车 6 辆车为一个编组, 3 辆车为 1 个单元) 内用 MVB 总线连接, 两个单元间用 WTB 总线连接, MVB 总线实现车辆控制, WTB 总线实现列车控制。
1 MVB 总线的物理层和链路层
MVB 总线模型是在开放系统互联 OSI 模型的基础上进行了简化。
OSI 具有 7 层参考模型, 而 MVB 只有其中的物理层和链路层。
1.1 物理层
MVB 总线的物理层有 3 种:
1) ESD( 电的短距离传输介质) , 使用双绞屏蔽线, 按RS- 485
标准, 最多支持 32 个设备, 最大总线长度 20 m 。
2) EMD( 电的中距离传输介质) , 使用双绞屏蔽线, 最多支持 32 个设备, 最大总线长度 200 m 。
允许使用变压器连接。
3) OGF( 光纤媒介) , 使用总线连接器, 传输距离可达2 km。
MVB 总线系统是分级控制系统。
系统设备共分 5 个级别, 6 种能力:
1) 1 级设备具有的能力有设备状态和过程数据。
设备端口地址一
般与设备地址一致。
2) 2 级设备具有的能力有设备状态, 过程数据, 信息数据, 是智
能设备可以通过总线配置, 但不能编程。
3) 3 级设备具有的能力有设备状态, 过程数据, 信息数据和用户
编程。
4) 4 级设备具有的能力有设备状态、过程数据、信息数据和总管
理器。
用户编程具有可选性。
5) 5 级设备具有的能力有设备状态、过程数据、信息数据、网关
和总线管理器。
具有总线管理器的网关能与各种总线同步。
1.2 链路层数据
1.2.1 帧和报文格式
有效的帧格式见图 1。
1) 主帧格式: 以主起动定界符开始, 接着是 16 位报文数据, 然
后是 8 位校验序列。
4 位 F_code 码限制下面的12 位并指示从帧大小, 如图
2 所示。
2) 从帧格式: 以从起动定界符开始, 接着是 16, 32,64, 128 或256 位帧数据, 8 位校验序列在 64 位数据的每个字后或在 16, 32 位数据
后。
帧文每 64 位后就有一个校验序列, 如图 3 所示。
3) 报文时序: 主帧和响应它的从帧称为一个报文。
4) 报文类型: 过程数据、信息数据和监管数据报文。
1.2.2 数据分布
媒介访问是通过总线管理器实现的, 周期循环。
基本周期分为 4
个阶段: 周期阶段, 监管阶段, 事件阶段, 警惕阶段, 见图 4。
其中事件阶
段、监管阶段和警惕阶段构成临时阶段。
MVB 总线的数据分为过程数据、信息
数据和监管数据。
其数据分布为: 过程数据为周期发布, 信息数据和监管数据
发布周期不固定。
过程数据都是一些非常重要的数据, 如牵引速度, 加速度的
值等。
2 硬件及软件简介
2.1 硬件
系统硬件主要包括车辆控制器 VTCU、总线连接器、输入输出单
元、通讯连接器 ComC、人机显示器 MMI 及相关子系统。
车辆控制器 VTCU 即总线控制器, 每个 3 节车单元各一个, 共由
7 块板组成, 自带插槽和电源, 是标准的模块化系统。
车辆控制单元由网关( VTCU- GW) , VCUT,VCUA 及 VTCU 的电源组成。
网关控制列车总线( WTB)和车辆总线( MVB) , 并在两个总线系统间转换过程和信息数据。
列车诊断板 VCUT 上有板载数据库( ODBS) , 可通过 RS422 接口控制人机界面。
列车应用程序板 VCUA里包含着列车和车辆的控制程序。
VTCU的电源提供 110V直
流电源, 并与供电系统的电势隔离。
总线连接器具有连接不同车辆总线的作用, 同时也能起到信号放大的作用。
输入输出单元由数字输入输出单元 DX 和模拟输入输出单元 AX 组成。
数字输入输出单元 DX 的数字数据I/O 接口一般直接连到继电器触点上。
每辆车都有很多DX, 每个 DX 都可以设置地址。
电源电压 DC48～120 V,10 位
输入, 6 位输出。
1 位报警器输出模拟输入输出单元AX 有模拟数据 I/O 接口,
每个 AX 也有自己的地址; 4 位模拟输入( ±10 V, ±20 mA) ; 2 位模拟输出。
只有非常少的几处, 如牵引力大小等使用模拟量。
通讯连接器 ComC 主要用于没有 MVB 总线的第三方供货的通讯设
备 MC68360 处理器, 具有 2 MB 闪存和 1 MB( 静态存储器) , 2 通道 RS232 , 2 通道 RS485, 1 通道RS- 485, 1 通道 RS- 232 , 标准 MVB ESD+, 以及 DC 24～120 V 标称电压 MVB 终端插( 每个 MVB 总线段必须带有一个终端插) 。
2.2 软件
系统通讯和控制拓扑图如图 5 所示, 其软件结构见图 6。
2.2.1 基本软件 CSS( 包括基本系统软件和适时系统软件)
1) 控制系统中的操作系统基于 VxWorks 内核程序;
2) 用于应用程序的接口提供标准的功能实时操作系统 RTOS;
3) ANSI- C 的子集任务管理故障处理;
4) 数据记录;
5) 事件记录;
6) 时间同步;
7) 监控器;
8) 硬件相关功能;
9) 设备启动控制;
10) 内存测试;
11) MVB 支持和配置: 信息数据、过程数据和总线管理。
2.2.2 应用软件
应用软件使用的是功能块语言, 它实际上是一种开放式的 PLC, 代替传统继电器的逻辑关系。
不用使用许多硬线就实现了自动控制。
另外, 这种
功能块语言不需要编程基础就能看懂, 省去了编程语言的培训。
在车辆控制上实现的功能, 主要是牵引和制动控制。
但其他一些功能, 如门、空调、信息显示等也挂在总线下,只是在牵引安全和制动方面, 来判断牵引和制动能否进行, 如门没有关到位, 不能开车等。
牵引、制动、门、空调、信息显示等是 MVB 总线下的子系统, 这些子系统不需要有共同的语言, 每个系统都可以有自己的语言系统, 但它们都必须遵循 MVB 总线协议。
虽然总线系统只有物理层和链路层, 同开放式互联系统 OSI 的 7 层参考模型相比是一种低级控制, 但对实现自动控制已足够了。
3 结束语
列车自动控制是发展趋势, 而总线技术是实现自动控制的手段。
目前已经在广州地铁 2 号线、深圳地铁 1 号线、上海地铁 1 号线延长线等地铁车辆上成功实践了地铁车辆自动控制, 相信总线技术必将得到进一步的推广和
应用。
<BR参考文献：
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