关键词 ：旅客信息系统 PIS 动车组 CAN-bus总线技术
5型高速动车组是2007年4月18日开始施行的中国铁路第六次提速的主型车之一。5型车为全新设计的动力分散型电动车组，大流线型车头，圆滑鼓形断面车体。该车采用国际TCN标准的列车网络控制系统，实现了列车的智能化自动控制和状态监测，同时作为目前中国最先进的电动车组，从设计上对该车乘坐的舒适性提出了很高的要求。尤其是作为直接与旅客交换信息，为旅客提供服务的旅客信息系统，更是采用了多功能车辆总线（MVB）进行数据的交换，大大提高了数据的传输效率与数据传输总量；可折叠式的影视娱乐和旅客信息系统为旅客提供了更加方便舒适的信息界面。然而，在车辆的调试过程中常常会遇到一些问题，影响了MVB及CAN-bus总线的数据交换，从而使得旅客信息显示系统无法显示相关信息，本文将对生产中常见的影响旅客信息显示屏数据滚动显示（主要是内部显示屏）的一些常见故障进行分析与总结。
1、系统描述
乘客信息系统 (PIS) 是安装在车组上的电子系统，具有如下特征：生成音频/视频行程信息并传输给乘客，生成音频/视频娱乐信息并传输给乘客，司机发送的由地面设备生成的音频/视频应用信息，司机发起的对讲呼叫，实现与传输媒介CAN 总线上的TCMS 车辆总线接口。为一等车(MC1 车)乘客提供下列娱乐设施。为餐车 (TPB 车) 中提供一台20” LCD 电视用于放映影片。PIS 系统使司机和列车长能通过各节车上的扬声器向乘客广播。GPS (全球定位系统)用于行程控制，可提供精确的卫星定位和时间信息，自动进行当前站和下一站的音频广播，并管理行程数据及内部和外部的显示。当两节车组联挂时，音频PA 信息可通过第一列车组的PIS 系统自动在第二列车组上广播。
5型车每列车由八节车组成，PIS 系统在每列车上的分配如下：一辆一等车 (MC1) ，带司机室和乘客区；一辆二等车 (MH) ，带一个残疾乘客座椅；一辆带餐车、列车长室和乘客区的车(TPB)；四辆二等乘客车厢 (M2S、TP、M2 和T2)； 一辆二等车 (MC2) ，带司机室和乘客区。其中安装在所有车辆上的设备有：一个用于扬声器的放大器和音频控制单元 (APU 和ACU) ， 带用于音频广播和对讲通信的一体式听筒；外部LED 显示屏单元； 内部 LED 显示屏单元；位于乘客区、通过台和卫生间的扬声器。增配设备包括MC1 车： 带电动头戴式耳机、音量控制和娱乐系统频道选择器的30+30 个“座椅音频”； 十台用于放映影片的14”LCD 显示屏； 一个功能控制单元(FCU) ，用于分配音频/视频信号及控制座椅音频(ASA)和LCD显示屏；司机室内用于音频通信的一个司机室听筒。TPB 车：餐车中用于放映影片的 20” LCD 显示屏；一个 PIS 管理单元 (PMU) – 位于列车长室的行程、系统和娱乐控制设备；一个音频/视频阅读器单元(AVRU) ，带DVD 阅读器和立体声AM / FM 无线接收器。MC2 车：司机室内用于音频通信的司机室听筒。
2、内部显示器无法滚动显示的常见故障及分析
2.1、故障现象
5型车的车辆内部显示屏主要显示车辆在运行时的车速、车内外温度、到站信息、以及车辆编组等信息。而在5型车的生产调试中，经常会遇到车内信息显示屏不能正常的滚到显示以上信息，或者是信息滚到的速度非常慢，这将直接影响整个PIS系统的功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过多组车的生产实践，可以将这种故障的故障点总结为以下三种情况：车辆的TCMS网络结构中的CAN-bus总线通讯异常；PIS系统内部的RS-485通讯故障；PIS系统软件故障。下面将对这三种情况做详细的分析。
2.2、故障分析
2.2.1、车辆的TCMS网络结构中的CAN-bus总线通讯异常
PIS系统内部显示屏中显示的数据主要有两个来源，其中车辆的内外温及车速是由MPU（车辆主控制单元）通过MVB总线以及CAN-bus总线将数据传输给PMU（PIS管理单元），然后将这些数据显示在内部显示屏上。通过下图我们可以清晰的看到这种结构。
从图中我们可以看到，实时数据通过CAN-bus总线经过热轴主机、充电机通讯数据电路板、卫生间水箱控制单元最后到达PMU。这些线缆是由型号为DB-9的电器连接器连接。在生产中，这种连接器的连接并不是十分的可靠，经常出现连接不良的情况，这将直接导致数据通讯的不畅，当PMU检测不到连续可靠的数据的时候，就会停止向内部显示屏发送数据，或者发送数据，而显示屏上的数据不滚动。
在生产中我们还常常遇到一种情况，由于线缆的绝缘层破损，或者是线缆压接时产生毛刺，使得端子与地线或者屏蔽层接触，造成短路，这对CAN-bus总线的传输是有影响的，也会直接导致内部显示屏的显示异常。
另外一种影响数据传输的原因是CAN-bus总线两端的阻值不平衡。在整条CAN-bus总线的两端都有一个阻值为120欧姆的电阻，这个电阻是嵌入到DB-9电气连接其中的，并有一个红色的开关控制，当开关位置打到1时阻值为0，当开关位置打到2时阻值才为120欧姆。如果开关位置错误，或者电阻损坏，CAN-bus两端的阻值不一样，在数据的传输过程中就会出现数据包丢失或数据传输受阻的情况，这也将直接导致内显示屏显示异常。
2.2.2、PIS系统内部的RS-485通讯故障
PIS系统内部显示屏中显示数据的另一个主要来源是PIS系统中的PMU，作为PIS系统的主控单元，PMU将车辆的到站信息，车辆行驶中的经纬度信息以及车厢号等数据通过RS-485通讯方式直接传输到内部显示屏上。
RS-485通讯存在一个最大的问题就是干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的电压范围，RS-485收发器电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。在生产中常常会遇到PMU内部的485线缆短路的问题，一旦线路短路，电压异常，数据的传输就会受阻。上面所提到的从PMU发出的车辆到站信息，车辆行驶中的经纬度以及车厢号等信息将不能传输到内显示屏。这是导致内显示屏故障的另一个主要原因。
2.2.3、PIS系统软件故障
上面叙述的都为PIS系统的硬件故障，做为PIS系统的另一个重要组成部分软件，也会对内部显示屏的显示产生影响。每次软件更新以后，为了完善PIS系统与TCMS的接口，PIS的软件也要作出相应的更新，如果版本应用不对，也是导致车辆显示不正常的另一个主要的原因。
三、结束语
以上是在生产实践中影响内部显示屏显示的较常见的故障点。另外，在调试中还会遇到如内部显示屏自身故障，PMU频繁死机，电路板短路等故障，也会对内部显示屏的现实造成直接影响。由于并不典型在此将不再详述。
参 考 文 献
1、成建民 . 车辆工程.中国铁道出版社.（2003年12月）
2、赵永成 . 机电传动控制. 中国计量出版社 （2003年8月）
论文作者:张颖娜,宋茜,付强,李睿哲,徐永帅
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第24期
论文发表时间:2020/1/16
标签：显示屏论文; 系统论文; 信息论文; 车辆论文; 车组论文; 数据论文; 乘客论文; 《工程管理前沿》2019年第24期论文;