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摘要：车辆正线出现故障的概率较高，会导致出现各类正线指标，这类问题的原因不光是司机熟练度不够，车辆屏显示及故障处理指南的杂乱也是造成该类问题较大的原因。作者根据多年的车辆调试经验及正线故障后事件分析经验，从最终用户角度提出一种标准化的界面设计及文件编制，可供同行业参考。

关键词：网络、车辆界面、故障处理指南

Abstract： The high probability of metro main line will lead to many kinds of main lineindicators.The reasonsof this kind of problems is not just the driver's lack of proficiency， the clutter of vehicle screen display and fault troubleshooting guide are also the reasons.Based on years of experience in vehicle debugging and analysis of events after main line failure， the author proposes a standardized interface design and documentation from the perspective of end users， which can be used as a reference for the industry.

Key words： Network， Vehicle interface， Troubleshooting guide

一、网络系统功能组成

网络系统（TCMS、TMS）又称为车辆控制及管理系统，与车辆硬线电路、LCU等共同负责列车整车级及系统级的管理及控制。其中网络主要功能分为数据采集及传输、控制、诊断、保护、显示等功能，硬线或LCU主要负责电路执行或重要功能的控制（如紧急制动回路），网络主要功能具体如下：

数据采集及交互：根据网络协议IEC61375传输各系统信息，作为控制、诊断、保护的源头输入；

控制：根据采集信息进行整车级或系统级的控制，如牵引力计算及分配、定频空调顺序启动等；

诊断：根据采集信息结合内部逻辑进行诊断，并为保护提供依据，同时产生相应故障信息。如门联锁信号丢失一定时间后会判断为“门安全回路故障”，并会施加牵引封锁或其他保护；

保护：根据诊断信息结合内部逻辑对行车进行不同程度的保护，如制动力不足施加VCU紧急制动；

显示：将主要诊断、保护或常规信息显示在车辆显示屏界面上，为检修、乘务人员提供信息参考。

一般来说，网络功能基本如上，但各厂家设计区别有大有小，有些网络厂家功能较多，整车级外的部分子系统的控制及管理都涵盖，有些厂家只涉及整车信息的传输，控制及管理均较少。功能越全对正线故障处理越有利，因此本文将上文的各项功能作为下文界面显示的讨论基础。

二、主要问题

涉及到列车正线故障处理[1]的主要是车辆界面显示及运营公司制定的《电客车正线故障处理指南》（下简称指南）。目前业内主要存在以下几个问题：

1、很多设计人员认为车辆显示屏各类信息显示越多越详细越好，可以给司机提供较多的参考信息。这个现象造成的主要原因是很少有设计人员了解司机岗位的性质及工作内容，司机在正线处理故障时间很短且压力很大，如很多地铁要求5分钟之内无法处理就直接救援。因此，实际正线故障处理中司机既没时间也没能力通过现场信息进行判断，所有处置均以指南为标准进行操作。

2、在运营公司制定的指南中，均以现场产生现象为切入点。现场现象主要是结合车辆界面提供的各类信息，研究多家地铁指南基本一致，各指南中既有以设备故障为现象的条目（其中既有整车级，也有设备级），也有以车辆保护信息为现象的条目，还有以主界面图标异常为现象的条目。整体来说条目众多，相当杂乱，非常不利于正线故障处理。

3、车辆故障信息繁多，且无明确分类，导致指南很难完全包含所有故障。

4、网络设计中很多关联设计并未做到位，例如有故障无对应显示，有故障但对应保护不明确等。

总结来说，当前问题主要产生原因在于界面设计人员及指南编制人员并未从司机这个最终用户角度来进行系统性的设计，或者说并未将列车在正线安全、可靠的行驶这个最终设计理念渗入到各个环节的设计中。而指南的主要依据也是网络设计，因此网络设计是源头。本文结合车辆界面设计、指南两个重要项点以及网络设计角度从最终使用角度来进行系统化的探讨。

三、设计原则

结合上述问题，首先明确界面设计及指南编制的几项原则：

1、正线故障发生时，第一时间应该给司机直观性的关于该类故障等级的提示，以避免司机陷入混乱；

2、故障发生时显示给司机的相关信息应该尽量分类，并种类较少，同样指南编写应分类明确，种类尽量少，尽量让司机在正线处理时“几板斧”解决，但应基本包含所有故障种类，不能为了种类少而缺少部分故障信息；

3、指南内不需要使用到的信息无需在主要界面显示（除一些基本信息外），这些信息可以作为检修人员回库处理故障的后台信息。在主要界面显示反而增加司机判断难度，没有任何意义。

四、分析及标准制定

通过上述分析，可以明确主要问题在于展示给司机的信息应清晰分类，因此首先将显示信息分类，司机在正线主要看几方面的信息：一是主界面各系统信息，二是故障信息，三是保护信息。

第一类信息主要包含各系统在主界面最直观的显示，如车门、牵引、制动、受电弓等单设备状态。

对于第二类信息，一般分为整车级故障、系统级故障（单系统有内网时的系统故障，目前鲜有厂家这么做）、设备级故障，整车级例如牵引/制动故障、两端司机室占用等。设备级故障如单牵引逆变器故障、车门故障等。一般该类信息显示在故障栏。

对于保护信息，一般按等级分为紧急制动、牵引封锁（施加强迫制动）、幸引封锁（不施加强迫制动）、限速保护、警示等，各厂家不同。一般该类信息也显示在故障栏，同时维护界面也有显示。

对于第二类信息，考虑到现行车辆设计的网络架构及子系统架构，一般设备级的（除受电弓、车门特别情况下）问题不会产生保护或保护级别较低，而整车级故障的保护级别一般较高。

指南以故障现象为基础制定各类故障处理顺序，按照传统的方法制定指南，有涉及到主界面单设备显示的显红问题，如车门夹花、单车门显红、单牵引显红，也有故障信息为现象的，如牵引/制动故障，还有以还保护信息来，最终造成指南内容非常多，而且指南里很多时候几类信息同时出现，无法确认采用哪种判定方式。

根据上述分析并参考相关文献[2]，首先不难得出，需将故障信息与保护信息分离，这两种信息是因果关系，不应作为平等现象来对待；第二，以保护等级来制定指南更清晰，因为保护是所有故障最终导致的结果，而保护等级比较少，但问题在于每一个保护所带来的原因众多（如下图西门子某个项目牵引封锁的触发条件），可能会导致单一个问题指南步骤较多，其次单设备的问题很直观，通过保护等级来倒推会导致处理更复杂。解决这两种问题的办法在于，对于第一个问题，可尽量采用列车降级方式来处理，减少环节，对于第二个问题，可以将单设备问题及整车级问题分开处理。

结合这些分析，对主界面（或个别子系统界面做）、故障信息、保护信息制定如下一种标准方法：

主界面：

1、主界面应该包含各系统主要信息，尤其是各主要设备故障状态，如牵引、制动、车门、高断、受电弓等，个别小系统影响不大的可以放到子系统界面。

2、各设备级图标状态应尽量少，一般只有轻微、中等、严重故障显示，偶尔可以有其他常发问题显示，如车门防夹等，其他类应放在后台记录并在主界面归为上述三种情况之一。

3、除了加速度、牵引力简单的基本信息的显示及上述提到的各主要单设备状态，其他信息不应显示，且显示信息应跟指南有较大联系性，与指南形成对应关系。

4、后台界面或者维护界面可尽量增加内容，后台主要是给调试人员使用，增加内容并不影响到故障的正线处理。

故障栏：

1、关联故障信息及保护信息应同时显示。

2、故障信息可与传统模式一致，增加整车级或设备级，设备级直接以车号显示。

3、保护信息明确级别，另起一行，明确此问题带来的影响，便于处理人员第一时间接触后对事情定性。

可按如下方式设置：

4、使用该方法后，主界面下方空间较小，可将下方各系统图标放置于右侧。

指南设计标准：

1、将指南现象分为以下两类：单设备类、整车类。

2、单设备故障以主界面设备图标显示信息为主，故障信息栏作为参考，单设备故障一般带来的影响较小，除了个别系统可能会导致较高保护，大部分可以切除或简单处理后直接开走。

3、整车级故障以保护信息作为切入点，具体信息作为参考，因为整车级故障较多，若以故障信息作为参考，则种类太多，无法编写。

4、整车类故障以动车为目的，尽量在保证安全的情况下直接做列车降级，比如一般列车行驶级别包含ATO模式、带ATP保护的信号模式、纯人工模式、紧急牵引、紧急大旁路，不要在操作上浪费太多时间。

此外，所有的诊断、保护、显示逻辑应做到位，并能一一对应，不能出现需要诊断后需要保护或者保护后需要显示的信息内容没做到位，这也是很多厂家目前的问题。

5、总结

本文结合目前正线车辆故障处理存在的一系列问题，从最终用户的角度对车辆界面显示及指南进行了系统性的分析，同时借鉴了相关网络故障诊断方法[3]，明确了设计原则，并将界面显示进行清晰的分类，并得出一套标准方法，可作为运营车辆专业界面设计及指南编制参考，从而更高效更清晰的进行正线故障处理。

参考文献

[1]朱红姣，贺强，赵林林.城轨车辆常见网络故障分析与排查[J].技术与市场，2021，28（05）：101-102.

[2]胡正伟，冀云，焦芳芳等.地铁列车网络控制系统典型MVB通信故障分析及处理[J].机车电传动，2019（4）.

[3]李召召.列车通信网络故障诊断与健康管理方法研究[D].北京交通大学，2020.