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【摘要】本文是针对列车总线电缆MVB/WTB基于IEC 61375轨道电气设备标准，在TCN列车通信网络上的测试进行分析，使现场组装列车操作人员能通过Fluke测试分析仪有效的判断电缆技术参数是否通过，提供合理的指导和理论依据。
【关键词】列车总线电缆MVB/WTB；TCN列车通信网络；Fluke测试分析仪
随着高速列车在我国迅猛的发展，高铁、地铁已经成为我国各大城市广泛应用的交通工具。而利用网络对列车进行实时通信并逐步实现列车控制系统的智能化、网络化与信息化成为高速列车通信的主要方式。TCN（Train Communication Networks）是為轨道车辆专门开发的专用网络列车通信网络，具有通信速率高、实时性好等特点。并通过了国际电工委员会标准IEC 61375标准的制定，虽然此标准对TCN网络所涉及到的基于物理层通信的列车总线电缆MVB（多功能车辆总线）/WTB（绞线式列车总线）进行了明确规定，但对实际装车应用连接设备组件测试的方法和标准并没有明确的规定，很多机车制造厂商都采用Fluke DTX 1800 测试仪进行组装车后的现场测试，但此测试设备仅针对的是以太网络电缆链路和信道的测试，配有专门的转接跳线、仪器模块和电缆模块，并不适用非常规的120 OHMS列车总线电缆的组件测试。因此造成了很多机车制造厂商在使用此方式进行测试和验收不能通过的困扰，也大程度上影响了列车的生产进度，甚至可能面临拆车的风险，对车辆制造商造成了巨大的损失。本文将详细解读和探索产生列车总线电缆现场安装测试不能通过的原因，并找出合理的方案解决列车总线现场测试问题，为机车制造厂商提供参考依据。
1.TCN网络架构中的MVB/WTB列车总线电缆
TCN网络架构是由连接一辆车上各种设备的多功能车辆总线MVB和连接列车中各车辆总线的列车总线WTB组成，如图1所示。多功能车辆总线（Multifunctional Vehicle Bus，简为MVB）是一种便于传感器和执行机构连接的现场总线，连接一个车辆内各个设备，传输速率为1.5Mbit/s，介质通常为星绞线。 列车总线（Wire Train Bus，简为WTB）贯穿全列车，连接列车中各个车辆，能自己组态，传输速率可达1.0 Mbit/s，介质通常为双绞屏蔽线。
2.列车总线电缆MVB/WTB电气参数
总线电缆电气传输参数是由电缆特性阻抗，电容，电容对地不平衡，衰减，串音，转移阻抗所组成。电缆特性阻抗是电磁波沿均匀电缆线路传播而没有反射时所遇到的阻抗，是衡量电缆传输信号是否匹配的重要参数，如果电缆的阻抗不匹配将会产生信号的反射，导致严重的信号损失和失真。电缆中的电容取决于所使用的绝缘材料以及发泡绝缘的发泡度，电容越小信号的传输速率越快，反之就会变慢，通常MVB/WTB总线电缆采用发泡绝缘方式来提高信号的传输速率以及降低线材的外径保证阻抗的匹配。电容对地不平衡是衡量电缆结构均匀性与平衡性的重要指标，对地电容不平衡越小电缆的平衡性和均匀性保持的越好，反之就会越差。电缆的衰减决定了信号通过传输线后的大小，但因为传输线本身的非线性，电磁波的衰减随频率的升高而增大，也会随着长度的增加而增大。转移阻抗是涉及电缆对外屏蔽效果的参数，也是衡量EMC电磁兼容的重要指标，随着频率的大小变化而变化。电气性能指标如表1所示。
从测试图分析来看，产生原因可能如下：
（1）Fluke是100OHMS以太网络测试仪，而列车总线电缆为120OHMS，因此在电缆组件转接部位阻抗不匹配会产生信号的反射，如要保证测试通过，需要在转接部位进行处理，接头处剥线距离尽量短，散开处线芯进可能紧密绞合，适当可以考虑加屏蔽薄片和热缩套管包住散开线芯，减小阻抗不匹配产生的信号影响。
（2）转接适配器电缆本身的性能也会测试结果产生影响，通常会采用CAT5e以上的转接线，并保证电缆符合CAT5e的要求。使转接线的长度应尽量短，这样会对测试结果较好。
（3）由于列车总线电缆多为星绞屏蔽线，当在列车布线有一定弯折时，尤其在一些死角处，会对结构产生一定的变化，最终导致电气性能不通过。因此在布线设计时应充分考虑电缆的安装和布局。
（4）人为不合理操作也会导致电缆性能变化，在现场操作时尽量对总线电缆进行保护，不要随意拉拽和踩压，尤其是在电缆放线时尽量减小张力，避免破坏电缆结构。
（5）如不是上述原因，有可能是列车总线电缆本身的性能指标不符合标准的要求，造成最终组件测试不过，测试图形发生变形。在这种情况下，需要用电缆生产厂家的网络分析仪CTS系统来判断电缆是否存在问题，此时电缆长度需要100米才能准确判断。
5.结束语
列车总线电缆是TCN网络的重要组成部分，也是整个列车能够正常通信的保障，因此总线缆的现场组装测试结果判断对整个列车后续安装生产有重要作用。而其结果的失败是由多种原因造成的，以上分析原因可为机车制造厂商提供参考依据。
参考文献
[1]IEC 61375-1 Electric railway equipment-Train bus-Part 1：Train communication network.April 2012.
[2]TIA/EIA 568B.2-10 Transmission Performance Specifications for 4-Pair 100 Ohm Augmented Category 6 Cabling， March 2008.
[3]王俊景.列车通信网络简介[J].April 5th 2005.
【关键词】列车总线电缆MVB/WTB；TCN列车通信网络；Fluke测试分析仪
随着高速列车在我国迅猛的发展，高铁、地铁已经成为我国各大城市广泛应用的交通工具。而利用网络对列车进行实时通信并逐步实现列车控制系统的智能化、网络化与信息化成为高速列车通信的主要方式。TCN（Train Communication Networks）是為轨道车辆专门开发的专用网络列车通信网络，具有通信速率高、实时性好等特点。并通过了国际电工委员会标准IEC 61375标准的制定，虽然此标准对TCN网络所涉及到的基于物理层通信的列车总线电缆MVB（多功能车辆总线）/WTB（绞线式列车总线）进行了明确规定，但对实际装车应用连接设备组件测试的方法和标准并没有明确的规定，很多机车制造厂商都采用Fluke DTX 1800 测试仪进行组装车后的现场测试，但此测试设备仅针对的是以太网络电缆链路和信道的测试，配有专门的转接跳线、仪器模块和电缆模块，并不适用非常规的120 OHMS列车总线电缆的组件测试。因此造成了很多机车制造厂商在使用此方式进行测试和验收不能通过的困扰，也大程度上影响了列车的生产进度，甚至可能面临拆车的风险，对车辆制造商造成了巨大的损失。本文将详细解读和探索产生列车总线电缆现场安装测试不能通过的原因，并找出合理的方案解决列车总线现场测试问题，为机车制造厂商提供参考依据。
1.TCN网络架构中的MVB/WTB列车总线电缆
TCN网络架构是由连接一辆车上各种设备的多功能车辆总线MVB和连接列车中各车辆总线的列车总线WTB组成，如图1所示。多功能车辆总线（Multifunctional Vehicle Bus，简为MVB）是一种便于传感器和执行机构连接的现场总线，连接一个车辆内各个设备，传输速率为1.5Mbit/s，介质通常为星绞线。 列车总线（Wire Train Bus，简为WTB）贯穿全列车，连接列车中各个车辆，能自己组态，传输速率可达1.0 Mbit/s，介质通常为双绞屏蔽线。
2.列车总线电缆MVB/WTB电气参数
总线电缆电气传输参数是由电缆特性阻抗，电容，电容对地不平衡，衰减，串音，转移阻抗所组成。电缆特性阻抗是电磁波沿均匀电缆线路传播而没有反射时所遇到的阻抗，是衡量电缆传输信号是否匹配的重要参数，如果电缆的阻抗不匹配将会产生信号的反射，导致严重的信号损失和失真。电缆中的电容取决于所使用的绝缘材料以及发泡绝缘的发泡度，电容越小信号的传输速率越快，反之就会变慢，通常MVB/WTB总线电缆采用发泡绝缘方式来提高信号的传输速率以及降低线材的外径保证阻抗的匹配。电容对地不平衡是衡量电缆结构均匀性与平衡性的重要指标，对地电容不平衡越小电缆的平衡性和均匀性保持的越好，反之就会越差。电缆的衰减决定了信号通过传输线后的大小，但因为传输线本身的非线性，电磁波的衰减随频率的升高而增大，也会随着长度的增加而增大。转移阻抗是涉及电缆对外屏蔽效果的参数，也是衡量EMC电磁兼容的重要指标，随着频率的大小变化而变化。电气性能指标如表1所示。
从测试图分析来看，产生原因可能如下：
（1）Fluke是100OHMS以太网络测试仪，而列车总线电缆为120OHMS，因此在电缆组件转接部位阻抗不匹配会产生信号的反射，如要保证测试通过，需要在转接部位进行处理，接头处剥线距离尽量短，散开处线芯进可能紧密绞合，适当可以考虑加屏蔽薄片和热缩套管包住散开线芯，减小阻抗不匹配产生的信号影响。
（2）转接适配器电缆本身的性能也会测试结果产生影响，通常会采用CAT5e以上的转接线，并保证电缆符合CAT5e的要求。使转接线的长度应尽量短，这样会对测试结果较好。
（3）由于列车总线电缆多为星绞屏蔽线，当在列车布线有一定弯折时，尤其在一些死角处，会对结构产生一定的变化，最终导致电气性能不通过。因此在布线设计时应充分考虑电缆的安装和布局。
（4）人为不合理操作也会导致电缆性能变化，在现场操作时尽量对总线电缆进行保护，不要随意拉拽和踩压，尤其是在电缆放线时尽量减小张力，避免破坏电缆结构。
（5）如不是上述原因，有可能是列车总线电缆本身的性能指标不符合标准的要求，造成最终组件测试不过，测试图形发生变形。在这种情况下，需要用电缆生产厂家的网络分析仪CTS系统来判断电缆是否存在问题，此时电缆长度需要100米才能准确判断。
5.结束语
列车总线电缆是TCN网络的重要组成部分，也是整个列车能够正常通信的保障，因此总线缆的现场组装测试结果判断对整个列车后续安装生产有重要作用。而其结果的失败是由多种原因造成的，以上分析原因可为机车制造厂商提供参考依据。
参考文献
[1]IEC 61375-1 Electric railway equipment-Train bus-Part 1：Train communication network.April 2012.
[2]TIA/EIA 568B.2-10 Transmission Performance Specifications for 4-Pair 100 Ohm Augmented Category 6 Cabling， March 2008.
[3]王俊景.列车通信网络简介[J].April 5th 2005.