地铁发车倒计时器短暂无显示故障分析
摘 要 发车倒计时器(DTI)在地铁运营中频繁使用,故障率较高,论述它对地铁行车效率的影响。针对南京地铁1号线发车倒计时器短暂无显示故障进行分析,通过捕捉故障现象、判断故障点的以及制订故障处理方案等,解决短暂无显示故障,并对后期维护维修提出建议。
关键词 地铁 发车倒计时器 ATS系统 旅客信息向导系统 故障分析
南京地铁1号线旅客信息向导系统(PIS)系统采用基于端到端IP数据和音视频广播的系统级技术,分为控制中心子系统和车站子系统两个部分。控制中心子系统的构成主要有:数字视频服务器、播出控制工作站、中心网管服务器、中心数据库服务器、中心管理软件、与传输网连接的相关接口等。车站导乘子系统的主要构成为: LED旅客向导牌、发车倒计时器DTI、Profibus-DP受控板、DTI通信控制器、电源通信控制器、控制计算机、旅客资讯播出控制器、车站播出服务器、等离子显示器、视音频数模/模数转换器、车站管理软件、19"机柜等。车站子系统通过传输通道转播来自控制中心的实时信息,并在其基础上叠加本站的信息,如列车运行信息和各类个性化信息等。
1 发车倒计时器概述
发车倒计时器(DTI)在11个地下车站各安装2块室内单面LED双基色显示屏,在5个地面高架车站各安装2块半室外单面LED双基色显示屏,通过车站接口箱(SIC)接收来自列车自动监控系统(ATS系统)的停车时间报文信息。当列车到站停稳后,开始以倒计数的方式向司机显示发车时间,采用两位数字显示。DTI由显示面阵、控制单片机、电源控制器和电源4部分组成(见图1)。DTI控制单片机通过中断方式接收DTI信息,进行存储和刷新。网络可通过DTI电源控制器对DTI进行开关控制。控制系统以单片计算机为控制器,实时接收、处理来自ATS系统的停车时间报文信息。为了提高系统的可靠性,发车计时信息通过Profibus-DP适配器及DTI通信控制器直接送给DTI控制单片机,并控制DTI显示面阵。DTI控制单片机接收DTI数据信息,进行编码、存储、刷新显示。DTI电源控制器将电源控制信号中的RS485电平进行转换,转为TTL电平,由电源控制单片机接收,实时对DTI进行开关控制。DTI电源来自与车站信号机房内交流屏, PIIS1开关为下行DTI供电进行AC220V~DC+5V的转换,PIIS2开关为上行DTI进行AC 220V ~DC +5V的转换。
2 短暂无显示故障
2.1 故障现象
发车倒计时器(DTI)在运营期间出现短暂无显示故障,故障出现的时间不确定。故障现象为某一列车到站时DTI无显示,后续列车到站时DTI又自动恢复正常显示,很难在故障现场捕捉到故障。根据统计发现,此类故障均发生于高架站的DTI。
2.2 故障分析
DTI是发车指示器,为列车司机提供判断停站时间和关门发车时机的依据,无显示就会影响到司机对列车停站时间和关门发车时机的确认,可能造成晚点发车,如果司机提前关门,可能造成列车未开,使乘客在站台聚集,影响服务满意度。
3 故障诊断方案
3.1 诊断方法
由于故障时机不确定,出现故障的时间较短,而且都会自动恢复,所以故障的相关信息很难捕捉,给分析和排除故障带来一定的难度。为排除故障,选定在故障较多的中华门站做试点,采用图2所示的排除法,采取更换硬件的方式,逐步缩小故障范围。
在使用排除法逐个更换板件后,故障仍然存在,又采用在线监测方法。由于DTI信息由ATS系统提供,为排除ATS信息发送不正常而造成DTI无显示的现象,采用了在线监测的方式,在中华门站DTI控制机柜中接监测计算机,与DTI同时接收DTI信息,经一个多月的监测,发现在DTI出现无显示故障时,ATS系统发送DTI信息正常,排除了信息源头故障的原因。在确认软件运行情况时,采用比较监测的试验方法,从而发现软件存在的设计缺陷,确认了诊断结果。
3.2 诊断结果
DTI系统板单片机芯片的工作主频较高,存在抗干扰能力较差等设计缺陷。DTI信号网线与其他专业电缆敷设在一起,在线路老化后,传输到DTI系统板的信息容易受干扰而出现信息错误,这时DTI系统板复位不正常,造成无显示。由于DTI只是列车进站时才有显示,列车出发后DTI关闭并再次执行复位,所以下一趟列车到来时DTI又正常显示。
3.3 方案实施
在故障处理期间,先后更换了DTI系统板、DTI电源控制模块、DTI电源模块、通信控制器、Profibus接口模块、网线,采取在线监测,排除了信息源头的故障。在排除硬件和信息源头故障后,发现系统板软件存在缺陷并加以修改,再对5个地面站DTI系统板进行更换,故障了排除。
4 故障原因分析
DTI由profibus接口、通信控制器、系统板、显示模块、电源控制器、电源、网线等组成,任何一处出现问题都会造成无显示故障;从时有时无的现象来看,很有可能是某一模块性能不稳定或系统受到不明干扰而造成的。由于故障都发生在地面站,而地面站和地下站DTI只是室外部分系统板和显示模块不同,且地面站室内到室外的连接线较复杂,受干扰的可能性较大,所以重点应在这几部分排查。排查全部硬件设备正常后,对软件进行分析试验,发现DTI显示结束,系统板要有一次复位,若不正常就会造成无显示。经分析,这是因为系统板主频较高、抗干扰能力差,在受到干扰时复位信号错误,造成系统板不能复位而无显示。
5 结语
电子设备时有时无故障是比较难处理的故障之一,在无法准确确认故障点前,用排除法有利于缩小故障范围,但每次更换板件后的试验等待将取决于故障频率,造成故障处理周期较长。另外,由于设计原因,多系统电缆敷设在一起,不确定因素较多,DTI采用普通网线作为信号传输线,本身抗干扰能力较差,而且网线抗拉能力低,运营几年来多次发生断线故障。DTI虽然是地铁运营中的次要设备,与安全无关,但会大大影响运营的效率和服务质量。建议采用抗干扰能力强的网线或采用光纤接入,降低外界干扰,网线或光纤能有外层保护为佳,确保线路的自身保护能力。
参考文献
[1]徐玉龙.南京地铁一号线南北线一期工程信号系统旅客信息向导系统安装维护手册[G].北京,2005.
[2]徐玉龙.南京地铁一号线南北线一期工程信号系统旅客信息向导系统最终技术规格书[G].北京,2005.
[3]南京地下铁道有限责任公司.南京地铁1号线一期工程招标文件[G].南京,2003:10-12.
[4]刘春华.空调系统新风方式及其节能的探讨[J].城市建设:下旬,2010(5):465-465.
[5]武丽华,杨兴山.对城市轨道交通既有线技术改造的思考[J].都市快轨交通,2009,22(2):32-34.
京公网安备 11010202007575号