2024年5月5日发(作者：)

动车组网络系统及故障分析

摘要：高速列车为保证旅客乘车的安全与舒适，需对车辆的各种设备进行可靠

地控制、监测和诊断而列车网络系统是一种面向控制、连接车载设备的数据通信

系统，是分布式列车控制系统的核心，其集列车控制系统、故障检测与诊断系统

以及旅客信息服务系统于一体，通过网络实现列车各个系统之间的信息交换，最

终达到对车载设备的集散式监视、控制和管理目的。本文着重介绍了列车网络系

统的结构组成、工作原理以及典型故障的分析和处理方法。

关键词：动车组 列车总线(WTB) 车辆总线（MVB) 通信 以太网

一、系统概述

列车网络控制系统用于动车组的列车级和车辆级的网络数据传输，并能够实

现整车的逻辑控制、故障诊断和状态显示，提供调试和维护帮助。

1.网络控制系统采用两级总线

列车总线为WTB总线，车辆总线为MVB总线，列车级和车辆级数据转换采

用WTB/MVB 网关。WTB总线物理上采用两根互为冗余的双绞线，传输速率为

1Mbit/s，两个牵引单元之间通过WTB总线和冗余的网关连接，通过网关与本单

元的MVB总线相连进行数据交换。MVB总线的传输介质为EMD，物理层上采用

两对冗余的双绞线总线结构，MVB总线的传输速率为1.5Mbit/s

二、列车的通讯与控制

1.中央控制单元

中央控制单元主要由网关、CPU处理板卡、IOM管理板卡、MVB通讯板卡、

数字输入输出板卡、电源板卡、冷却风扇、机箱等组成。同时扩展可实现网侧电

流、变压器差分电流、网压、蓄电池电压等模拟量采集功能。可实现

WTB/MVB/ETH的通讯功能。中央控制单元在通用CPCI总线的技术上加入本控制

单元特有的信号，实现了扩展性的CPCI总线技术；除此之外，在背板上还包含数

字和模拟信号；具有MVB、以太网接口。

2.高压控制单元

本高压控制单元主要由CPU处理板卡、IOM管理板卡、MVB通讯板卡、数字

输入输出模块、模拟量输入输出板卡、电源板卡、冷却风扇、机箱等组成；主要

实现高压系统数字量输入输出监视与控制、网侧电流、网压、变压器差分电流、

变压器油流出入温度、蓄电池电压等模拟量采集功能。本高压控制单元可实现

MVB、ETH的通讯功能。

3.输入输出模块

输入输出模块（IOM）是一种用于采集车辆数字量输入信号，同时具有数字

量输出信号功能的装置，大量地用于轨道交通运输车辆。

本输入输出模块主要由CPU板卡、MVB通讯板卡、DC110V数字量输入板卡、

DC24V数字量输入板卡、DC110V数字量输出板卡、电源板卡、机箱等组成；具

有MVB、ETH接口，可实现MVB、ETH的通讯功能。

4.以太网关/交换机

TKD586A/B型以太网网关、交换机包括TKD568A型以太网网关和TKD568B型

以太网交换机两种设备。以太网技术在列车网络中主要是与现有的MVB总线相

结合的模式。

三、典型故障及处理方法

典型故障一：CCU无法进行主从转换问题。

故障分析：每辆头车的司机室内，即，每个牵引单元，有两个中央控制装置

（CCU）。其中一个CCU在主控CCU方式下工作，另一个在从控CCU方式。在主

导司机室的主CCU叫做主导主控CCU。除了主CCU的工作外，它还进行整个车组

更高等级的控制。邻近牵引单元的主控CCU被称为引导主控CCU。

故障处理方法：

（1）首先可简单查找是否硬线接线故障。对照着电路图，检查两个CCU的

电源输入是否正常、CCU上的电源模块指示灯是否正常。

（2）接线没问题的情况下，确定网关卡的软件是否正确。要注意CCU1和

CCU2两个网关卡的七段显示是否正确，从而确定上传软件版本的正确性。还可

以通过超级终端电脑软件对其软件版本进行检查，为了保险起见可双向验证。

（3）以上两步没有问题则查找是否CCU的板卡故障。判断是否为板卡故障

主要手段就是使用功能正常的板卡与有问题的设备单元替换，为了准确判断到底

哪块板卡损坏需要一块一块板卡地替换验证。

继动车组产量的提升，板卡故障也成为试验过程中产生问题的主要原因。可

以快速掌握判断板卡故障，作为一个基本的依据。

典型故障二：MVB 无法正常显示设备地址

故障分析：以头车为例的MVB网络中，分为两个小网，24-T21连接的是一个

网络，24-T22连接的是另一个网络，每个网络中的各个设备串联在一起，当某个

设备的任何网络连接线或插针发生问题，都会出现数据过滤评估不通过的情况，

正是串联在一起，可以更好更快地查找问题，及时解决故障。

故障处理方法：

（1）首先，查看MVB的Line A和Line B是否状态相同，如相同说明可能不

是设备损坏，而是MVB线路上存在MVB断路的可能。

（2）然后，查找MVB的通讯故障。首先，查找终端电阻是否按照电路图的

位置都存在。然后按照电路图一个设备一个设备的查找：缩小故障查找范围的关

键要先确定故障存在于哪个网络中，以8车为例使用MBA分析仪连接到24-A07

的MVB出口上，软件中显示各个设备的地址正常。判定故障存在于24-T21连接

的网络中，在这小网络中将MBA分析仪逐一对设备地址连接排除的方法更快速

有效。

四、总结

综上我们了解到列车各控制装置间的通信通过由列车总线 WTB（绞线式列车

总线）和车辆总线 MVB（多功能车辆总线）组成的双级通信网络予以实现，列车

组中的牵引单元通过列车总线 WTB 互相连接具有通信速率高、实时性好等特点。

本文通过对中国标准动车组通信网络结构组成进行了分析，并通过在实际工作中

遇见的典型故障进行了总结分析提炼了解决故障的快速思路和方法，确保了标准

动车组的调试工作质量，为旅客的旅途舒适安全保驾护航。

参考文献：

1.朱俊，李芳，王丽芳.MVB总线网络动态性能的研究.机车电传动.2013年第

一期：35-38

2.刘博，金杰，陈佳凯.用工业以太网描述和替代MVB网络.工业控制计算

机.2014年第27卷第5期：6-9