沈陽(yáng)地鐵2號(hào)線TCMS系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)

郭楓 白永超

摘 要：本文分別從系統(tǒng)啟動(dòng)速度、RCM首次上電啟動(dòng)成功率、ERM事件記錄儀記錄數(shù)據(jù)項(xiàng)目和方式等角度詳細(xì)闡述沈陽(yáng)地鐵2號(hào)線TCMS系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)過(guò)程，并對(duì)優(yōu)化升級(jí)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果顯示優(yōu)化后系統(tǒng)性能更加優(yōu)異。

關(guān)鍵詞：文件系統(tǒng)；CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)碼）；CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）；先進(jìn)先出

0.引言

沈陽(yáng)地鐵2號(hào)線于2011年12月開通運(yùn)營(yíng)，經(jīng)過(guò)兩年的正線應(yīng)用考核，TCMS網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定、整體狀態(tài)良好，所記錄數(shù)據(jù)對(duì)了解車輛運(yùn)行狀態(tài)和積累第一手資料很有幫助。在應(yīng)用過(guò)程中亦發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.首次上電IDD屏較長(zhǎng)時(shí)間（40s）顯示通信連接中，TCMS系統(tǒng)啟動(dòng)緩慢。

2. RS485通信模塊RCM在首次上電時(shí)存在一次啟動(dòng)不成功和使用中離線的現(xiàn)象。

3. ERM事件記錄儀存儲(chǔ)滿后需要人工清除，工作量大且繁瑣。

為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定能，增強(qiáng)系統(tǒng)可操作性。從系統(tǒng)啟動(dòng)速度、RCM首次上電啟動(dòng)成功率、ERM事件記錄儀記錄數(shù)據(jù)項(xiàng)目和方式三個(gè)方面對(duì)TCMS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。通過(guò)長(zhǎng)考核運(yùn)營(yíng)，收集數(shù)據(jù)對(duì)比優(yōu)化前后，結(jié)果顯示優(yōu)化后TCMS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能更加優(yōu)異。

1.針對(duì)TCMS系統(tǒng)啟動(dòng)緩慢的優(yōu)化

為了防止因VCM模塊中tffs文件系統(tǒng)中底層文件損壞、丟失，導(dǎo)致tffs文件系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)或運(yùn)行中出現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)而影響TCMS的總線管理和控制功能。原VCM模塊采用了互為備份的“tffs”和“usr”雙文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念。在上電啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)同時(shí)運(yùn)行tffs和usr兩個(gè)文件系統(tǒng)，并通過(guò)逐一對(duì)比tffs文件與usr文件是否一致來(lái)判斷文件的有效性，若一致則正常啟動(dòng)系統(tǒng)，否則拷貝usr中的文件到tffs中再實(shí)現(xiàn)tffs文件系統(tǒng)的啟動(dòng)，整個(gè)啟動(dòng)流程繁瑣且兩個(gè)文件系統(tǒng)占用了大量的系統(tǒng)資源，導(dǎo)致系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)應(yīng)用證明，tffs文件系統(tǒng)不會(huì)輕易被損壞，且列車采用雙VCM模塊冗余設(shè)計(jì)，并不需要互為備份的雙文件系統(tǒng)。因此更改為采用單文件系統(tǒng)啟動(dòng)的模式，啟動(dòng)后對(duì)系統(tǒng)文件進(jìn)行CRC校驗(yàn)并與系統(tǒng)中的CRC校驗(yàn)文件比對(duì)，若一致則正常啟動(dòng)，否則啟動(dòng)失敗。

2.針對(duì)RCM模塊首次上電無(wú)法啟動(dòng)的優(yōu)化

RCM模塊有4路RS485電路，每?jī)陕稲S485電路收發(fā)器共用一片DC/DC隔離電源芯片，模塊有兩片DC/DC隔離電源芯片。原設(shè)計(jì)使能端控制由CPU的通用輸入輸出管腳GPIO控制，CPU正常啟動(dòng)運(yùn)行后，GPIO1和GPIO2均為高電平，兩片DC/DC隔離電源芯片同時(shí)啟動(dòng)。當(dāng)使能端信號(hào)為高電平時(shí)，則輸出5VDC電源。RS485電路啟動(dòng)時(shí)電流較大，故兩片DC/DC隔離電源芯片同時(shí)啟動(dòng)會(huì)使模塊受到較大的沖擊電流，造成RS485通信電路隔離電源無(wú)法啟動(dòng)。

改進(jìn)后，由CPLD來(lái)直接控制DC/DC的使能端。CPLD控制兩片DC/DC隔離電源芯片的順序啟動(dòng)，一片先啟動(dòng)，間隔1秒鐘后，另一片DC/DC隔離電源芯片再啟動(dòng)，沖擊電流將會(huì)大大減小。杜絕由于沖擊電流大而使DC/DC無(wú)法啟動(dòng)的故障情況。

3.ERM事件記錄優(yōu)化

由于最初未提出明確需求和當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的局限，ERM事件記錄沒(méi)有采用先進(jìn)先出的記錄模式。ERM存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)達(dá)到容量之后，將不能再記錄新的數(shù)據(jù)，必須人為的刪除后方可繼續(xù)新記錄。

此次優(yōu)化依然使用原ERM模塊，記錄容量仍為500M，我們將500M區(qū)域分成50個(gè)數(shù)據(jù)塊，每塊10M。每次記錄的數(shù)據(jù)量為：2字節(jié)幀頭+11字（22字節(jié)）數(shù)字量+48字（96字節(jié)）模擬量+6字節(jié)時(shí)間+2字節(jié)校驗(yàn)碼=64字（128字節(jié)），每200ms記錄一次，一天按24小時(shí)滿載和記錄，每天記錄數(shù)據(jù)52M。優(yōu)化后記錄的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)更加全面，且在記錄的數(shù)據(jù)達(dá)到一定量（450M）后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)刪除最先記錄的數(shù)據(jù)塊，給新的數(shù)據(jù)提供足夠的存儲(chǔ)空間。

4.數(shù)據(jù)對(duì)比分析（表1）

5.結(jié)論

自2013年6月TCMS系統(tǒng)升級(jí)改造至今，沈陽(yáng)2號(hào)線運(yùn)營(yíng)狀況良好，性能得到了很大的提升：

1.TCMS系統(tǒng)首次上電啟動(dòng)時(shí)間由原來(lái)的40s減少至20s，系統(tǒng)啟動(dòng)速度明顯得到提升和改善。

2.改造前RCM模塊存在首次上電啟動(dòng)困難的現(xiàn)象，改造完成后，未發(fā)生RCM模塊首次上電不啟的情況。

3.ERM事件記錄儀增加所記錄列車數(shù)據(jù)的信息量，實(shí)現(xiàn)“先進(jìn)先出”的記錄模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分塊記錄，增強(qiáng)數(shù)據(jù)可追溯性，加快下載和解析速度，節(jié)約人力成本，提高了工作效率。

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