【摘要】本文是針對列車總線電纜MVB/WTB基于IEC 61375軌道電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，在TCN列車通信網(wǎng)絡(luò)上的測試進行分析，使現(xiàn)場組裝列車操作人員能通過Fluke測試分析儀有效的判斷電纜技術(shù)參數(shù)是否通過，提供合理的指導(dǎo)和理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】列車總線電纜MVB/WTB；TCN列車通信網(wǎng)絡(luò)；Fluke測試分析儀

隨著高速列車在我國迅猛的發(fā)展，高鐵、地鐵已經(jīng)成為我國各大城市廣泛應(yīng)用的交通工具。而利用網(wǎng)絡(luò)對列車進行實時通信并逐步實現(xiàn)列車控制系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化與信息化成為高速列車通信的主要方式。TCN（Train Communication Networks）是為軌道車輛專門開發(fā)的專用網(wǎng)絡(luò)列車通信網(wǎng)絡(luò)，具有通信速率高、實時性好等特點。并通過了國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC 61375標(biāo)準(zhǔn)的制定，雖然此標(biāo)準(zhǔn)對TCN網(wǎng)絡(luò)所涉及到的基于物理層通信的列車總線電纜MVB（多功能車輛總線）/WTB（絞線式列車總線）進行了明確規(guī)定，但對實際裝車應(yīng)用連接設(shè)備組件測試的方法和標(biāo)準(zhǔn)并沒有明確的規(guī)定，很多機車制造廠商都采用Fluke DTX 1800 測試儀進行組裝車后的現(xiàn)場測試，但此測試設(shè)備僅針對的是以太網(wǎng)絡(luò)電纜鏈路和信道的測試，配有專門的轉(zhuǎn)接跳線、儀器模塊和電纜模塊，并不適用非常規(guī)的120 OHMS列車總線電纜的組件測試。因此造成了很多機車制造廠商在使用此方式進行測試和驗收不能通過的困擾，也大程度上影響了列車的生產(chǎn)進度，甚至可能面臨拆車的風(fēng)險，對車輛制造商造成了巨大的損失。本文將詳細(xì)解讀和探索產(chǎn)生列車總線電纜現(xiàn)場安裝測試不能通過的原因，并找出合理的方案解決列車總線現(xiàn)場測試問題，為機車制造廠商提供參考依據(jù)。

1.TCN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的MVB/WTB列車總線電纜

TCN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由連接一輛車上各種設(shè)備的多功能車輛總線MVB和連接列車中各車輛總線的列車總線WTB組成，如圖1所示。多功能車輛總線（Multifunctional Vehicle Bus，簡為MVB）是一種便于傳感器和執(zhí)行機構(gòu)連接的現(xiàn)場總線，連接一個車輛內(nèi)各個設(shè)備，傳輸速率為1.5Mbit/s，介質(zhì)通常為星絞線。 列車總線（Wire Train Bus，簡為WTB）貫穿全列車，連接列車中各個車輛，能自己組態(tài)，傳輸速率可達(dá)1.0 Mbit/s，介質(zhì)通常為雙絞屏蔽線。

2.列車總線電纜MVB/WTB電氣參數(shù)

總線電纜電氣傳輸參數(shù)是由電纜特性阻抗，電容，電容對地不平衡，衰減，串音，轉(zhuǎn)移阻抗所組成。電纜特性阻抗是電磁波沿均勻電纜線路傳播而沒有反射時所遇到的阻抗，是衡量電纜傳輸信號是否匹配的重要參數(shù)，如果電纜的阻抗不匹配將會產(chǎn)生信號的反射，導(dǎo)致嚴(yán)重的信號損失和失真。電纜中的電容取決于所使用的絕緣材料以及發(fā)泡絕緣的發(fā)泡度，電容越小信號的傳輸速率越快，反之就會變慢，通常MVB/WTB總線電纜采用發(fā)泡絕緣方式來提高信號的傳輸速率以及降低線材的外徑保證阻抗的匹配。電容對地不平衡是衡量電纜結(jié)構(gòu)均勻性與平衡性的重要指標(biāo)，對地電容不平衡越小電纜的平衡性和均勻性保持的越好，反之就會越差。電纜的衰減決定了信號通過傳輸線后的大小，但因為傳輸線本身的非線性，電磁波的衰減隨頻率的升高而增大，也會隨著長度的增加而增大。轉(zhuǎn)移阻抗是涉及電纜對外屏蔽效果的參數(shù)，也是衡量EMC電磁兼容的重要指標(biāo)，隨著頻率的大小變化而變化。電氣性能指標(biāo)如表1所示。

從測試圖分析來看，產(chǎn)生原因可能如下：

（1）Fluke是100OHMS以太網(wǎng)絡(luò)測試儀，而列車總線電纜為120OHMS，因此在電纜組件轉(zhuǎn)接部位阻抗不匹配會產(chǎn)生信號的反射，如要保證測試通過，需要在轉(zhuǎn)接部位進行處理，接頭處剝線距離盡量短，散開處線芯進可能緊密絞合，適當(dāng)可以考慮加屏蔽薄片和熱縮套管包住散開線芯，減小阻抗不匹配產(chǎn)生的信號影響。

（2）轉(zhuǎn)接適配器電纜本身的性能也會測試結(jié)果產(chǎn)生影響，通常會采用CAT5e以上的轉(zhuǎn)接線，并保證電纜符合CAT5e的要求。使轉(zhuǎn)接線的長度應(yīng)盡量短，這樣會對測試結(jié)果較好。

（3）由于列車總線電纜多為星絞屏蔽線，當(dāng)在列車布線有一定彎折時，尤其在一些死角處，會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的變化，最終導(dǎo)致電氣性能不通過。因此在布線設(shè)計時應(yīng)充分考慮電纜的安裝和布局。

（4）人為不合理操作也會導(dǎo)致電纜性能變化，在現(xiàn)場操作時盡量對總線電纜進行保護，不要隨意拉拽和踩壓，尤其是在電纜放線時盡量減小張力，避免破壞電纜結(jié)構(gòu)。

（5）如不是上述原因，有可能是列車總線電纜本身的性能指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，造成最終組件測試不過，測試圖形發(fā)生變形。在這種情況下，需要用電纜生產(chǎn)廠家的網(wǎng)絡(luò)分析儀CTS系統(tǒng)來判斷電纜是否存在問題，此時電纜長度需要100米才能準(zhǔn)確判斷。

5.結(jié)束語

列車總線電纜是TCN網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，也是整個列車能夠正常通信的保障，因此總線纜的現(xiàn)場組裝測試結(jié)果判斷對整個列車后續(xù)安裝生產(chǎn)有重要作用。而其結(jié)果的失敗是由多種原因造成的，以上分析原因可為機車制造廠商提供參考依據(jù)。

參考文獻

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[3]王俊景.列車通信網(wǎng)絡(luò)簡介[J].April 5th 2005.