沈阳地铁号线系统优化升级

　　郭枫 白永超
　　摘 要：本文分别从系统启动速度、RCM首次上电启动成功率、ERM事件记录仪记录数据项目和方式等角度详细阐述沈阳地铁2号线TCMS系统优化升级过程，并对优化升级前后的数据进行对比，对比结果显示优化后系统性能更加优异。
　　关键词：文件系统；CRC（循环冗余校验码）；CPLD（复杂可编程逻辑器件）；先进先出
　　0.引言
　　沈阳地铁2号线于2011年12月开通运营，经过两年的正线应用考核，TCMS网络通信稳定、整体状态良好，所记录数据对了解车辆运行状态和积累第一手资料很有帮助。在应用过程中亦发现了以下几个问题：
　　1.首次上电IDD屏较长时间（40s）显示通信连接中，TCMS系统启动缓慢。
　　2. RS485通信模块RCM在首次上电时存在一次启动不成功和使用中离线的现象。
　　3. ERM事件记录仪存储满后需要人工清除，工作量大且繁琐。
　　为了提高系统稳定能，增强系统可操作性。从系统启动速度、RCM首次上电启动成功率、ERM事件记录仪记录数据项目和方式三个方面对TCMS网络系统进行优化升级。通过长考核运营，收集数据对比优化前后，结果显示优化后TCMS网络系统性能更加优异。
　　1.针对TCMS系统启动缓慢的优化
　　为了防止因VCM模块中tffs文件系统中底层文件损坏、丢失，导致tffs文件系统不能正常启动或运行中出现错误，进而影响TCMS的总线管理和控制功能。原VCM模块采用了互为备份的＂tffs＂和＂usr＂双文件系统设计理念。在上电启动时，系统自动同时运行tffs和usr两个文件系统，并通过逐一对比tffs文件与usr文件是否一致来判断文件的有效性，若一致则正常启动系统，否则拷贝usr中的文件到tffs中再实现tffs文件系统的启动，整个启动流程繁琐且两个文件系统占用了大量的系统资源，导致系统启动时间过长。
　　经过长期试验应用证明，tffs文件系统不会轻易被损坏，且列车采用双VCM模块冗余设计，并不需要互为备份的双文件系统。因此更改为采用单文件系统启动的模式，启动后对系统文件进行CRC校验并与系统中的CRC校验文件比对，若一致则正常启动，否则启动失败。
　　2.针对RCM模块首次上电无法启动的优化
　　RCM模块有4路RS485电路，每两路RS485电路收发器共用一片DC/DC隔离电源芯片，模块有两片DC/DC隔离电源芯片。原设计使能端控制由CPU的通用输入输出管脚GPIO控制，CPU正常启动运行后，GPIO1和GPIO2均为高电平，两片DC/DC隔离电源芯片同时启动。当使能端信号为高电平时，则输出5VDC电源。RS485电路启动时电流较大，故两片DC/DC隔离电源芯片同时启动会使模块受到较大的冲击电流，造成RS485通信电路隔离电源无法启动。
　　改进后，由CPLD来直接控制DC/DC的使能端。CPLD控制两片DC/DC隔离电源芯片的顺序启动，一片先启动，间隔1秒钟后，另一片DC/DC隔离电源芯片再启动，冲击电流将会大大减小。杜绝由于冲击电流大而使DC/DC无法启动的故障情况。
　　3.ERM事件记录优化
　　由于最初未提出明确需求和当时技术条件的局限，ERM事件记录没有采用先进先出的记录模式。ERM存储的数据达到容量之后，将不能再记录新的数据，必须人为的删除后方可继续新记录。
　　此次优化依然使用原ERM模块，记录容量仍为500M，我们将500M区域分成50个数据块，每块10M。每次记录的数据量为：2字节帧头+11字（22字节）数字量+48字（96字节）模拟量+6字节时间+2字节校验码=64字（128字节），每200ms记录一次，一天按24小时满载和记录，每天记录数据52M。优化后记录的列车状态数据更加全面，且在记录的数据达到一定量（450M）后，系统会自动删除最先记录的数据块，给新的数据提供足够的存储空间。
　　4.数据对比分析（表1）
　　5.结论
　　自2013年6月TCMS系统升级改造至今，沈阳2号线运营状况良好，性能得到了很大的提升：
　　1.TCMS系统首次上电启动时间由原来的40s减少至20s，系统启动速度明显得到提升和改善。
　　2.改造前RCM模块存在首次上电启动困难的现象，改造完成后，未发生RCM模块首次上电不启的情况。
　　3.ERM事件记录仪增加所记录列车数据的信息量，实现＂先进先出＂的记录模式，实现数据分块记录，增强数据可追溯性，加快下载和解析速度，节约人力成本，提高了工作效率。
　　参考文献：
　　[1]葛刚.南京地铁2号线列车控制与检测系统简析[J].现代城市轨道交通，2010（3）
　　[2]王芳.CPLD/FPGA技术应用.电子工业出版社
　　[3]李芳敏.VxWorks高级程序设计
　　[4]村宏伟.递延法和先进先出法.黑龙江财会2011（9）