01A2206庞型列车MMI惯性故障技术改造

01A2206庞型列车MMI惯性故障技术改造

李宇波

深圳市地铁集团有限公司广东深圳518000

摘要：随着运营时间的积累，深圳地铁01A2206庞型列车显示屏（简称MMI）黑屏现象日益频繁，给正线运营带来了非常严重的压力。本文根据MMI故障现象，撰写从结构研究到原理图绘制，从测试工装制作到可疑因素排查，最终找出MMI故障的根本原因并提出整改措施，有效降低MMI黑屏故障的过程。

关键词：车辆显示屏；MMI故障；MMI黑屏；MMI攻关

1概述

MMI是密封型地铁列车的人机显示单元，是司机读取车辆信息和操控列车的重要部件，可以通过全图解触摸获取实时列车状态以及故障信息。

MMI黑屏以后，司机不能判断列车的主电路、车门、PIS、制动等设备状态，无法正常驾驶列车，给列车的行车安全带来严重的威胁。据统计，2015年7月至2016年6月，MMI累积故障高达55次，故障率为2.74次/十万公里，共造成正线清客及下线50列次，MMI平均使用寿命低于1年。MMI黑屏后，按照故障应急处理指南要求，需要清客退出服务，严重影响了乘客的正常出行。

由于黑屏在正线运营中偶发，部件下车后或是重新装车测试时，故障现象大部分会消失，但是装车运行一段时间后故障又会再次发生，给查找故障带来很大困难。为保障旅客的安全出行及正常运营供车，该故障的对策研究迫在眉睫。

2MMI结构分析

为了更好地理解MMI内部结构原理、开展故障分析以及开展后续的故障维修工作，首先是对部件进行分析、研究。解译出MMI主板电子元器件的作用，了解各电路功能分布的情况。

从元器件的作用得知，MMI内部电路实质上是基于奔腾I的一台小型的电脑，内部有主板、通讯板、电源模块、背光源驱动板等部件组成。MMI主板有CPU、北桥、南桥、内存、显示驱动、I/O接口等电路组成，根据元器件的布局，绘画出MMI的结构框图。

3故障攻关过程

3.1故障疑点分析

参照电脑主机的黑屏故障，一般有电源供给不足、CPU超温、显卡损坏、硬盘损坏及软件损坏、背光源损坏、硬件冲突等。经过一系列的技术分析排查，我们将故障范围重点锁定在了元器件的运行温度与电源供给方面。

3.2温度故障排查

众所周知，电脑中发热量最大的元器件是CPU，MMI的不例外，CPU也是我们首先怀疑及需要检查的部件，通过长时间通电测试，在MMI散热片上粘贴的测温纸及用温度计测试表明，CPU工作时温度大概是在55℃-60℃，其他内部元器件温度在35℃-45℃之间，这个温度值在电子元器件参数标准中，是在可接受范围内的。

3.3电源故障排查

3.3.1电源质量检查

在普遍的电子设备故障处理中，电源发生故障的占比最高，在电源供电排查中，首先要检查的是电源的电压及电源的质量。通电检查电源模块的5V、12V输出，用万用表测量两处电压均在标准范围内，利用示波器测量MMI电源质量也没发现异常。

3.3.2电源模块功率检查

MMI跟普通电脑主板一样，内部电路需要有5V及12V的电源供给，MMI采用的是一个固化了的模块式电源，有两路电源输出，其中5V输出电流为4.3A，12V输出电流为2.0A。

MMI在工作时，我们测出5V电源的实际最大电流是2.16A左右，12V电源的最大电流是0.58A左右。为了检测电源功率是否满足MMI的需求，找来大功率电阻制作出临时的假负载，当模块5V电源输出电流为3.05A，输出12V电源输出电流为1.33A，长时间带载也未出现模块输出电压被拉低和过热现象，说明MMI电源模块的带载能力良好的。

3.3.3列车网压波动的影响排查

通过外接可调稳压电源模拟列车供电对MMI的110V进行供电，在MMI启动正常后，开始降低电源电压，当电源降至78V后，屏幕亮度严重降低，但仍能正常工作，根据列车最低控制电源电压83V的规定，几乎可以排除列车供给MMI电源的故障产生因素。

3.3.4电源插接口的检查

在故障MMI通电工作状态下，用震动测试工装模拟其在列车上的工作环境，主板电源在示波器监控一段时间后，出现了一个下跳变的电源曲线，MMI变黑重启，这个现象表明MMI黑屏故障跟MMI的主板供电有关。

在继续检查主板上的电源连接插时，通过按压、晃动电源线插接口时也会发现MMI黑屏故障，MMI主板上的5V电压有明显下降现象。电源线插头是通过规格为250V5A、4.2mm间距的回型插头连接的，检查发现此类回形插针与插座的接触压力和接触面积很有限，随着运营时间的增加和列车震动的环境，接触面的出现氧化及弹力的不断降低的现象，导致接触点的接触电阻不稳定，导电能力下降，偶发电流中断产生故障。

4整改方案的确定与实施

4.1电源部分电路原理图绘制

为了熟悉电路结构，分析故障产生的原因，制定有效可行的故障维修、整改措施，我们首先是对电源部分的电路进行破译，绘画出电源部分电路原理图。

4.2制定整改方案

经过对PCB电路的检查分析，此电源插座共有16脚，电源接线分布在1至8脚，5V电源：1脚、2脚、8脚；12V电源：3脚、4脚；公用端：5脚、6脚、7脚。其中5V电源有三个插脚只接了2脚和8脚，1脚未用；12V电源有2个插脚只接了3脚，4脚未用。电源公用端有3个插脚只接了6脚和7脚，5脚未接线。

为了加强电源供电的可靠性，降低接触不良的发生率，可以在原有供电基础上，增加5V、12V及公用端的内部供电冗余电路，增加导电能力，降低或避免黑屏故障的发生。

4.3整改方案的实施

MMI整改方案被采纳后，制作出新的连接线，此电源连接线最大的特点是增加了5V、12V、COM端冗余导线。代替原有连接线安装好后（图1），在自主研制的MMI测试平台对MMI进行了通电测试，再使用按压、晃动电源线的方法及震动模拟机上测试，MMI均未发生黑屏现象。

图1电源线路整改前后对照

5整改效果

将22列车44台MMI整改上线后，经过3个多月的正线运营测试，故障情况大有改观，据统计，2017年1月至2017年9月，经过7个月的正线运营，车辆显示屏故障8件，黑屏故障仅有2件，故障率降低为0.55次/十万公里，相比攻关前故障率下降了79.92%，黑屏故障得到了有效的遏制。减少了正线请客次数，保障了正线列车的有序运行。

6结束语

通过攻关，攻克列车通讯系统惯恶性故障，有效提高了地铁车辆电子板件的维修水平，可以给其它电气部件以及同行业MMI的维修工作做出一定借鉴。