CRH3型动车组旅客信息系统调试故障分析

李丹鹤，苏俊连，张川宝（.唐山工业职业技术学院，河北 唐山 06399；.中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山 064000）



CRH3型动车组旅客信息系统调试故障分析

李丹鹤1，苏俊连2，张川宝1
（1.唐山工业职业技术学院，河北 唐山 063299；2.中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山 064000）

摘 要：动车组旅客信息系统是分布于动车组上的分布式信息服务系统，能够给旅客提供与旅行相关的语言及文字信息或音频和视频服务。本文通过对旅客信息系统在调试过程中出现的典型故障进行分析、汇总，总结了旅客信息系统通用的故障解决方案，为今后的动车组旅客信息系统的调试提供了参考。

关键词：旅客信息系统；车辆控制器；故障；通讯功能

0 概述

旅客信息系统（PIS）是分布于动车组上的分布式信息服务系统，主要由三个子系统构成，一是旅客信息显示系统，二是通告广播系统、列车内部对讲通信系统，三是音频、视频娱乐节目播放系统。除了通告广播、内部对讲通信外，各个系统都采用集中控制方式。该系统主要作用是通过内外显示器为旅客提供列车的行车信息（列车车次、时间表、车厢号、列车速度、列车位置、到达车站等），车内外温度，由乘务人员编辑的信息，列车内部的广播、对讲、通信功能以及提供给旅客的娱乐功能（音频、视频娱乐节目播放等）。两列重联时，旅客信息系统的内部总线通过车端的自动车钩连接，信息显示功能、通告广播功能及内部通讯功能与单列车的功能相同。

1 旅客信息系统

1.1 系统工作环境条件

1）额定电源电压：DC24V，符合EN50155；

2）机械特性：冲击、振动，符合EN50155；

3）环境温度：工作环境-25℃～45℃，储存环境-40℃～45℃；

4）电磁兼容：满足EN50121-3-2。

1.2 系统设备组成

CRH3型动车组每列车安装的旅客信息系统设备有：面向公众的通告系统和对讲系统（PA/IC）；显示系统；扬声器；车辆控制单元，包括带音量控制的音频功放单元，用于扬声器扩音；通话所使用的电话听筒；带有耳机、频道选择器和音量控制的座席音视频播放系统；视频分配柜；视频监视器；吧车视频单元。

1.3 旅客信息显示系统

旅客信息显示系统由车外显示器、车内显示器、车辆控制单元、系统总控单元及通信网络组成，显示信息可由系统总控单元的人机界面环境输入、编辑、存储，待显示信息经由系统的数据通信总线，从系统总控单元传输到客车车辆控制器（CCT），最终在对应车辆的内外显示器上显示。

每节车厢的显示系统包含：

1）车辆控制器，每客车一个；

2）列车外部信息显示器，靠近上车门一个，餐车没有外部信息显示；

3）列车内部信息显示器，每个入口到车厢之间的过道一个；

4）PIS数据通信总线，用于系统总控制器和车辆控制器的通信；

5）显示总线，用于车辆控制器和显示器间的通信，包括显示信息和显示器的诊断信息。

1.4 广播和内部通讯系统

广播和内部通讯系统包括：PIS系统控制器（STC）、PIS人机交互界面（PIS-MMI）、PIS的车辆控制器、内部通讯站、防火箱、扬声器、GPS天线、GSM天线、UIC总线、PIS数据通信总线。

各车厢内部通讯站通过拨号键实现对全列广播、可选车厢的广播。实现各通讯站的拨号，在单动车组或重联动车组都可实现。但此功能仅在连接了车辆控制器的情况下可用，一旦CCT因故障失效，此功能将不可用。

司机室内部通讯站不仅可以实现对全列广播、可选车厢的广播，实现各通讯站的拨号（在单动车组或重联动车组都可实现），而且在车辆控制器故障时，还可以实现司机室与各车厢之间的内部相互通讯。

1.5 音视频娱乐系统

该系统主要是为了使一等车中的乘客更舒适，在旅途中可以进行音乐或视频方面的娱乐。它还分为两个更下一级的子系统，音频系统和视频系统。

音频系统主要包括：2个MP3播放器、2个FM无线电接收器、视频系统声音通道和声音播放的必要元件、座椅里的控制单元、耳机插座以及相关的线缆。

视频系统一个中央视频娱乐播放机（VER），包括整合了一个DVD播放机、一个DVD遥控器。

2 旅客信息系统典型故障分析

2.1 基本通讯功能故障

2.1.1 故障描述

某列车旅客信息系统试验，存在如下故障现象：全列车广播，BC04车左侧扬声器声音小，IC03车右侧扬声器声音小。

2.1.2 故障分析

故障描述中的故障现象是由于BC04车的车辆控制器不能正常工作导致的。

这是因为在全列车广播时，每个车厢的客室右侧扬声器的信号是来自与此车箱相互控制的邻车的车辆控制器（EC01与TC02相互控制，IC03与BC04相互控制，FC05与IC06相互控制，TC07 与EC08相互控制），不是由此车本身的车辆控制器控制的，是通过X92接口连接实现此控制功能的。每个车厢的客室左侧扬声器的信号是由本车厢的车辆控制器控制的。所以BC04车左侧扬声器声音小，IC03车右侧扬声器声音小是由于BC04车车辆控制器（CCT）工作不正常引起的，发现BC04车系统控制器（STC）的软件运行（SW RUN）指示灯不亮。

2.1.3 处理方法

与厂家联系先更换系统控制器的CF卡，更换以后，系统控制器的SW RUN仍然不亮，后确认为系统控制器坏，更换系统控制器后，上述故障现象消除。

此故障现象是在全列车广播事发现的，最终原因是由于系统控制器不能正常启动从而影响了BC04车的车辆控制器不能正常工作。因为在系统控制器正常启动后会给每节车厢的车辆控制器重新刷新一遍程序（这是由内部设计程序控制的），从而使得所有车厢的车辆控制器能够与系统控制器同步工作。至于为什么只是影响了BC04车的车辆控制器，其余车厢的车辆控制器不受影响，这是因为在单车试验过程中，BC04车的系统控制器是启动的，其余车厢没有系统控制器，所以不存在系统控制器的影响。在列车编组以后，系统控制器如果不启动，BC04车的车辆控制器得不到系统控制器的刷新，所以不能正常工作。

2.2 扩展通讯功能故障

2.2.1 故障描述

IC03车所有内显和外显都不显示。

2.2.2 故障分析

前期PIS试验时，IC03车的内显和外显是正常的，所以第一个可能是内显和外显的供电开关断开。

参看电路图：=45-F13闭合，继电器=45-K01和=45-K02吸合以后，=45-P51、=45-P52、=45-P60都能得电；=45-F14也闭合以后，=45-P53、=45-P54、=45-P61得电。

打开电气柜，发现=45-F13断开，且不能闭合。通过上述分析=45-F13断开，继电器=45-K01和=45-K02不能吸合，所以这六个内显和外显就不会得电工作。

2.2.3 处理方法

断开=96-X242.06 端子89和90之间的跳线，=45-F13仍然不能闭合，这样就把故障锁定在=45-F13到=45-P52之间的连线以及=45-P52器件本身；

断开=96-X242.06 89端子上的450900.04，这时能够闭合=45-F13，测量450900.04线对地是绝缘的，既不存在接地的可能；

断开继电器=45-K01上的450903.01以后，能够闭合 =45-F13，测量此线也不存在接地现象；此时除=45-P52以外的内显和外显正常显示。

当=45-P52的DC110V和DC0V都接通时，不能闭合=45-F13，由上述分析，可以断定=45-P52内部电源模块有短路故障，需更换新件。

此故障由于=45-P52内部电源模块有短路故障，所以=24-T01.41 A13与A15不能闭合，继电器=45-K01和=45-K02不能吸合，内显和外显不能得电。

3 旅客信息系统故障通用方案分析

3.1 内、外部显示器故障点

外部显示器和内部显示器的内部结构是一样的，所以通用方案一样。

1）如果内部显示器（ICD）的故障通过系统控制器报告给TC，可以利用下面的方法查询并解决故障：

检查内部显示器的电源电压值和电压极性；检查内部显示器的RS485显示数据总线（X2）的连接或终端连接。

2）如整列车的内外显示器都没有显示，可以从以下方面查询：

检查整列车的PIS网络连接，如果网络通，主数据总线是否接通，重点检查EC车的车辆控制器的X3的终端电阻；检查STC的工作状态（在STC的介绍中已描述STC正常工作的状态）。

3）某一个牵引单元的内外显示器都没有显示，可以从以下方面查询 ：

检查这个牵引单元的PIS网络连接，如果网络通，主数据总线是否接通，重点检查EC车的车辆控制器的X3的终端电阻。

4）若某一辆车的内外显示器都没有显示，可以从以下方面查询：

检查与车辆控制器X5直接连接的那个显示器X2的RS485显示数据总线的连接；检查该车车辆控制器的工作状态；否则可能是车辆控制器故障。

5）从某个显示器开始，其后面的显示器都不显示，可以从以下方面查询：

此显示器的RS485显示数据总线入与其上一个显示器的RS485显示数据总线出的连接，如果正常，可以再测试更大范围内的连接。

6）某一个显示器不显示，可以从以下方面查询：

检查显示器的电源电压值和电压极性；检查显示器的RS485显示数据总线（X2）的连接或终端连接。

7）内显和外显（ESD）显示混乱，或者有时正常有时不正常，这可能是由于地址编码错误造成的，可以通过查看所有显示器的地址来判断，直接将车辆控制器设置为测试模式即可查看。

3.2 电话通讯功能故障通用方案

3.2.1 基本通讯功能故障点

电话（HAS）的UIC的LED指示灯不亮，可以从下面几方面去查找原因：

1）检测电话的电源和电源的极性；

2）检查电话的UIC接口（X2）的连接；

3）检查电话所在车辆是否有火灾报警，控制电话的UIC线与UIC防火箱的UIC总线连接的继电器是否失电（不工作）；

4）检查电话的UIC线与UIC防火箱的连接，是否连接到UIC防火箱的正确的接口上（X3）；

5）检查电话的电源电压是否引出连接到UIC防火箱的正确的接口上（X5 的管脚1、2），即测量UIC防火箱的X5 的管脚1、2是否有110V DC电压；

6）检查电话的UIC线与UIC防火箱的连接线的导通。

若以上各点都正常，电话的UIC的LED指示灯还是不亮，那么可能是电话故障或UIC防火箱故障。

电话的基本的旅客广播（PA）时，该切断的扬声器不切断，不应切断的扬声器反而切断了。

出现上面故障，可以从以下方面查找原因：依照电路图，对照线号，检查HAS的接口X3和X4是否连接正确。连接到X4 的那些扬声器会切断，连接到X3 的那些扬声器不会切断。

3.2.2扩展通讯功能故障点

在PIS现有的系统软件版本条件下，系统会出现电话的PIS功能故障，导致电话的PIS功能失败，主要有以下原因：

1）电话的电源和电源的极性连接不正确；

2）电话的RS485 接口X5 的连接松动；

3）电话的RS485接口X5与CCT的X6的连接线不导通；

4）PIS的主音频&数据总线断开或EC车的车辆控制器的主音频的数据总线输出X3没接终端电阻；

5）某辆车的车辆控制器没工作或故障；

6）某辆车的车辆控制器风扇故障；

7）某辆车的电话没工作或故障；

8）系统控制器（STC）故障或STC的风扇故障；

9）系统控制器面板（ISOP）没工作或故障，因为在此条件下，系统没有进入，电话的PIS功能自然是失败的。

另外，若系统控制器通过MVB与列车网络（TC）的连接断开时，在系统控制器面板（ISOP）窗口上会用红色显示TC。还有当系统控制器运行不正常时（例如当系统控制器面板没有显示，且通过服务接口X7连接服务PC时，系统检测不到任何设备），故障排查方法：

1）检查系统控制器的电源是否开启；

2）检查VIN LED是否亮；

3）检查电源电缆连接极性是否正确。

确认SW RUN LED是否闪烁。若SW RUN LED不闪烁，表示系统软件没有运行，系统没有工作，可能没有安装系统软件或软件丢失，应重新安装系统软件，如果还不正常，则应更换设备。

4 结束语

本文通过对旅客信息系统在调试过程中出现的典型故障进行分析、汇总，总结了旅客信息系统通用的故障解决方案，为今后的动车组旅客信息系统的调试提供了参考。

【参考文献】

[1]罗伟.动车组辅助设备[M].成都：西南交通大学出版社，2009:107.

[2]陈特放，曾秋芬.列车微机与网络控制技术及应用[M].北京：科学出版社，2012:222.

[3]李娜，裴春兴，朱炜.对动车组旅客服务系统的研究[J].中国高新技术企业，2014(16)：106-107.

[4]张晓晋，张顺广，黄枫.CRH3型动车组旅客信息系统与列车网络控制系统通信接口分析[J].铁道机车车辆，2014(4):48-51.

[5]王晓东.CRH380BL型动车组旅客信息系统控制单元[J].铁道车辆，2014(2):23.

[6]F.Feistle，王渤洪.通过UIC列车总线实现旅客信息系统自动化[J].变流技术与电力牵引，2003(2)：6-9.

Analysis of Debug Faults for CRH3 Passenger Information System

LI Danhe1，SU Junlian2，ZHANG Chuanbao1
(1.Tangshan Polytechnic College, Tangshan 063299，China; 2.CRRC TANGSHAN CO., LTD, Tangshan 064000, China)

Abstract：EMU passenger information system is a distributed information service system distributed on the EMU.It can provide passengers with travel related language and text information or audio and video service.Based on the typical fault of passenger information system in the debugging process of the analysis and summary, this paper summarizes the fault of the passenger information system general solution，which provides a reference for the debugging of EMU passenger information systems in the future.

Key words：PIS; CCT; fault; communication function

作者简介：李丹鹤（1982-），河北晋州人，硕士，工程师，主研方向为动车组技术专业教学。

基金项目:河北省高等教育教学改革研究与实践项目“动车组技术专业基于校企合作、虚实一体的‘职场课堂’人才培养模式构建与实施”（2015GJJG326），主持人戴琨。

收稿日期：2016-02-02

中图分类号：TP207

文献标识码：B

文章编号：1674-943X(2016)01-0009-04