CTCS-2级ATP人机界面故障分析

易 晟 上海铁路局南京电务段

CTCS-2级型动车是我国铁路实施既有线第六次大提速采用的动车组，列车最高运行速度250 km/h。CTCS-2级列控车载设备的人机界面（简称DMI）是列车自动超速防护系统（ATP）的显示装置。DMI设置在驾驶台上，通过声音、图像、等信息向司机告知列车各种信息以及ATP的状态，提示驾驶员执行相应的操作。DMI设备的中心位置安装了LCD显示屏，周围配置了扬声器及键盘，驾驶员能够通过键盘输入，改变ATP系统的工作模式和工作状态，输入有关的信息。虽然DMI的故障很少发生，但是一旦损坏会延误很长时间，严重影响动车正常使用，本文对DMI的故障进行了分析，并给出了处理方案。

1 人机界面的原理

CTCS-2级 ATP系统的DMI硬件设备主要由液晶显示屏、键盘、扬声器、逆变器、ETX，以及电源板、主板、电子盘组成。DMI外部结构如图1所示。

DMI内部结构图如图2所示。

DMI显示界面如图3所示。

图1 DMI外部结构图

图2 DMI内部结构图

图3 DMI显示界面图

DMI软件系统包括主控模块、界面显示模块、通信采集模块、键盘接收处理模块和声音播放模块；

DMI的电气接口包括电源接口和HDLC通信接口。电源接口的电气规程为直流110 V、1 A。DMI的HDLC通信接口共有两个，分别为A系和B系，分别接收列控车载设备VC1、VC2系发送至DMI的信息、DMI发送至 VC1、VC2 系的信息。

2 常见故障与处理分析

2.1 DMI主机加电后不能工作，且显示屏无背光，DMI主机完全处于失电状态下

（1）检查110 V电源线与插头，拔出DC110 V输入航插头，测量航插引脚1、2是否有DC110 V电压，若有电压，则检查电压是否在规定的范围以内（DC 77~DC138 V），若电压不在规定的范围内，则测量110 V电源线输入端的电压。若无电压或不在电压范围以内，则请相关工作人员进行维修；若电源在规定的工作电压以内，则检查电源线是否断裂或有短路点；检查电源线输入端是否连接有松动；检查电源线输入端接头内电源线与航插头的连接是否良好。（注意：只有在电源线不带电即电源线两端均与设备断开的情况下才能进行）；若完成以上检查步骤并确认DC110 V电源及电源线正常，则执行步骤②。

（2）观察DMI的主板DL5指示灯状态，DL5正常工作状态为常亮，否则为工作异常。

DL5指示灯如图4所示。

图4 主板DL5指示灯

倘若DL5指示灯工作正常则执行步骤③，指示灯工作异常，则更换电源板，更换电源板后倘若DL5仍然未亮，则说明底板、ETX或电子盘存在短路现象，那么应该依次更换DMI底板、ETX、电子盘这三块电路板进行试验，更换上述电路板后电源正常工作，则说明相应的电路板存在短路现象，应该更换相应的故障电路板。

（3）检查逆变器的输入电压

用万用表分别测量DMI主板的TESTVCC，TESTGND 和 TEST+12 V，TESTGND是否有5 V和12 V电压输出，若无5 V和12 V电压输出则更换电源板。若有电压执行步骤④。

（4）检查逆变器连线及插头

检查逆变器的电源连接线，逆变器线一头固定在逆变器上，另一头固定在DMI主板上，如有断裂或短路点则更换逆变器电源线，否则更换逆变器电路板。若逆变器连线及插头正常，则说明为DMI屏幕故障应该更换DMI显示屏。

2.2 启动过程中白屏或反复重启

检查ETX接口及供电电压，ETX接口如图5所示。

图5 ETX接口

首先将ETX取下，检查ETX引脚是否发生变形或虚焊，然后检查相应的接口是否存在引脚焊接松动。若无则用万用表测量底板TESTVCC和TESTGND供电电压，看电压是否在规定的范围内（4.75 V～5.25 V）输出，若不在范围内则检查DMI电源板和底板的板间电源线，看是否存在连接不牢固或电源线有断裂发生，若无则更换电源板。供电电压在规定范围内，则依次更换DMI主板、ETX和电子盘这三块电路板进行试验。若依次更换上述电路板后DMI主机工作正常，则说明电路板损坏，应该更换相应的故障电路板。

2.3 在DMI前面板，有一行按键或一列按键操作无效

（1）检查电路板与键盘间连线

首先检查按键与DMI主板KEY的K1、K11连接是否牢固，倘若牢固的话则检查与DMI主板KEY的K1、K11信号线是否有断裂情况发生，若无则执行步骤②。

（2）更换DMI底板，若键盘工作正常则说明可能DMI主板电阻排损坏。若无效则更换DMI屏幕键盘。

2.4 扬声器无声音输出，扬声器发声不正常

（1）检查扬声器与主板之间的连线。扬声器与主板之间连线如图6所示。

图6 扬声器与主板之间连线

首先确认哪个扬声器工作不正常，检查对应扬声器的连接线是否断裂；检查连接线插入端子是否有松动。更换相应的扬声器，如果更换扬声器后，声音正常，说明扬声器损坏；如果更换扬声器后，声音仍然发生不正常，就依次更换DMI主板、ETX这两块电路板进行试验。若依次更换上述电路板后扬声器发声正常，则说明相应的电路板损坏，应该更换相应的故障电路板。

2.5 显示屏缺色

（1）检查显示线插入插座是否存在松动现象，若无松动则执行步骤②。显示线如图7所示。

图7 显示线

（2）更换显示屏，如果更换显示屏后，显示正常则说明液晶屏的薄膜晶体管损坏；如果更换显示屏后仍然显示不正常，则更换DMI主板，若更换主板后，显示正常则说明主板的显示驱动电路出现问题；若更换主板后仍然显示不正常则依次更换ETX、电子盘这两块电路板进行试验，若更换电路板后显示功能正常，则说明对应的电路板损坏，应该更换相应的故障电路板。

2.6 通讯中断，在DMI主机上显示"VC1通讯中断"、"VC2通讯中断"或"与ATP显示设备通讯中断"

首先检查车载ATP系统的安全计算机（VC）是否处于正常工作状态，再检查通讯电缆与航插头连接是否正常，最后检查通讯电缆、航插和DMI主板的的JP4插座连线是否有松动和断裂，若正常就需要依次更换DMI主板和ETX这两块电路板进行试验，若更换电路板后显示功能正常，则说明对应的电路板损坏，应该更换相应的故障电路板。

3 结束语

在处理DMI故障时建议不要盲目更换硬件设备，首先应该做好故障假设，有序合理排除故障点，分析出故障原因，这样可以很好的节约处理故障时间，也可以避免通过主观判断和经验方法来处理故障。虽然现在现场维护不再对故障板件进行维修，但是我们还是应该更多的去了解设备各板件的工作原理，参照指示灯表与设备工作电压表也有助于在较短的时间内将故障排除，保证动车安全正点运行，减少机破事故的发生，从而保证铁路运输的安全生产。