高鐵信號ATP設(shè)備自動過分相的優(yōu)勢

胡繼平

摘 要：在當(dāng)前時代下，高速鐵路的發(fā)展建設(shè)非常迅速，高速鐵路能夠?qū)勺鞘兄g的列車運行時間有效的縮短，加快鐵路的速度，而且具有非常強的安全性。在高速鐵路中，由于其具有非?？斓男旭偹俣?，其中的供電系統(tǒng)是由多個不同區(qū)域變電所提供的，并通過接觸網(wǎng)對高速鐵路進行供電。在高速鐵路的供電系統(tǒng)中，采用的是空氣分割的原理，對每一段供電區(qū)域進行科學(xué)的分離，保證各個變電所之間的供電不會出現(xiàn)沖突等問題，這就需要高鐵動車組進行過分相操作，確保高速鐵路動車組在實際運行的過程中不會出現(xiàn)任何電力方面的問題，保證高速鐵路的運行質(zhì)量。本篇文章主要針對高鐵信號ATP設(shè)備自動過分相的優(yōu)勢進行分析和研究，并加以闡述，希望對我國高鐵動車組ATP設(shè)備的應(yīng)用有所加強，促進自動過分相的質(zhì)量和效果。

關(guān)鍵詞：高鐵信號；ATP設(shè)備；自動；過分相；優(yōu)勢

高速鐵路動車組的電能供應(yīng)是由多個變電所組成的，每個變電所負(fù)責(zé)一個區(qū)域，在高鐵動車組運行的時候，應(yīng)避免兩個區(qū)域之間的電位不一致造成動車組中的用電設(shè)備出現(xiàn)損壞的問題，而且也應(yīng)該確保三相電力機車的供電系統(tǒng)非常穩(wěn)定，避免出現(xiàn)相間短路的情況。高速鐵路的電力接觸網(wǎng)采用的是分段供電的方式，每段供電局域之間都有一定的分離，這段分離的、不具備電能的區(qū)間就叫做分相區(qū)。過去的高鐵動車組在過分相的時候，全部相關(guān)操作都是動車組的司機完成的，通常情況下，每個分相區(qū)之間的距離應(yīng)該在兩千兩百二十五千米，對于每小時二百五十千米的動車組來說，分相區(qū)應(yīng)控制在三百米只五百米之間，手動過分相的相關(guān)操作會對動車組司機造成巨大的影響，導(dǎo)致其精力不能夠集中，過度疲勞，有時還存在操作拖延等問題，如果司機操作失誤的話，就會造成相關(guān)設(shè)備的破壞，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，因此，就需要一種非常高效的自動過分相設(shè)備，提高高速鐵路的運行質(zhì)量。

1 ATP自動過分相方案

1.1 ATP系統(tǒng)

列控車載設(shè)備是列車控制系統(tǒng)中對列車進行操縱和控制的主體，是CTCS-3級列控系統(tǒng)中保證行車安全的核心關(guān)鍵設(shè)備。它根據(jù)接收的地面信息及無線信息生成列車速度控制曲線，并與列車實際速度進行比較，監(jiān)控列車運行，實現(xiàn)超速防護、人機界面自動過分相等功能。在時速三百千米每小時的高鐵線路中，主要有兩種控制等級模式，一種是CTCS-3級，通過無線數(shù)據(jù)實時信息交互，來控制列車行車；另一種是CTCS-2級，通過地面點式應(yīng)答器速度傳感器和軌道電路，進行控車。

1.2 ATP過分相系統(tǒng)架構(gòu)

ATP自動過分相系統(tǒng)主要由車載ATP裝置，地面無線控制中心（簡稱RBC，Radio Block Center）、地面應(yīng)答器裝置、速度傳感器等構(gòu)成，通過RBC及地面應(yīng)答器傳送過分相信息。ATP向車輛管理單元輸出2個信號：過分相使能信號和過分相控制信號。這2個信號都只包括2種狀態(tài)：“有效”和“無效”。車輛管理單元應(yīng)根據(jù)ATP輸出的過分相使能信號，來判斷過分相是由ATP控制還是由車輛自身控制。如果過分相使能信號為控制過分相；如果過分相使能由車輛控制過分相?！坝行А保瑒t由ATP信號為“無效”，則由車輛控制過分相。

1.3 ATP車載設(shè)備過分相

高鐵動車組、車體自動過分相，優(yōu)先由ATP進行控制，過分相使能信號一直為“有效”，這也是車體主要的自動過分相控制方式。ATP在CTCS-3級下（第一控制等級），分相區(qū)信息隨同行車信息通過無線GSM-R網(wǎng)絡(luò)從RBC中獲得。在CTCS-2級下，ATP對外提供“分相有效”和“分相指令”輸出。

1.4 ATP過分相的優(yōu)勢

（1）設(shè)備可靠性高。ATP過分相裝置實現(xiàn)了CTCS-3級和CTCS-2級設(shè)備的冗余。在各級別下，硬件裝置都是雙套冗余，有一套故障時，不影響另一套設(shè)備的使用，這也是高鐵信號的最基本要求。CTCS-3級采用基于鐵路專用的GSM-R高頻網(wǎng)絡(luò)進行通信，CTCS-2級設(shè)備基于27MHz的激活信號以及4MHz的回傳信號進行點式通信，相對于電磁感應(yīng)的信號，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）距離精度準(zhǔn)確。ATP設(shè)備是高速鐵路動車組中非常重要的控車設(shè)施，其能夠確保動車組在行駛過程中的安全性，在這個過程中，ATP設(shè)備會利用地面應(yīng)答器對距離進行高效的校正，而距離校正正式確保行車安全的重要基礎(chǔ)，因此，其在這方面具有非常大的優(yōu)勢。

（3）成本費用低。在高鐵線路中，ATP硬件裝置、應(yīng)答器裝置、RBC裝置等都是作為行車控車的必備設(shè)備，過分相功能被包絡(luò)在ATP的整個功能中，并未額外增加ATP的成本。

（4）人性化強度高。高速鐵路動車組在運行的時候，司機會通過人機交互界面對列車進行控制，過去的過分相都是利用司機的肉眼對指示牌進行查看，再進行控制，而人機交互系統(tǒng)能夠通過衛(wèi)星定位，利用語音的方式提醒司機距離過分相區(qū)域還有多遠，使司機的疲勞感有所下降，從而增強了人性化的程度。

2 ATP過分相系統(tǒng)應(yīng)用

在當(dāng)前時代中，在高速鐵路動車組的時速超過三百千米每小時的線路中，ATP設(shè)備自動過分相已經(jīng)得到了非常普遍的應(yīng)用，而且其對于高速鐵路動車組的行車安全具有非常重要的作用。2011年鐵道部要求時速在二百五十千米每小時的高速鐵路動車組中增加這項技術(shù)，2014年4月23日在合福線與CHR2型進行了自動過分相功能適配的動態(tài)測試，通過了現(xiàn)場驗證，結(jié)果非常成功。另外，在今后的高速鐵路動車組制造的過程中，都會對高鐵信號ATP設(shè)備自動過分相進行有效的設(shè)置，而且時速為兩百五十千米每小時的動車組也會具有自動過分相功能，對過去的過分相方式進行改變和完善，并形成高速鐵路自動過分相的主流系統(tǒng)。

3 總結(jié)

通過上文中的分析和介紹，我們能夠了解到，ATP設(shè)備是高速鐵路動車組中非常重要的組成部分，其能夠有效對車輛的行車進行保護。在ATP設(shè)備中，應(yīng)充分加入能夠自動過分相的技術(shù)，保證高速鐵路動車組在過分相的時候非常安全，車組中的用電設(shè)備也不會存在損壞等情況，從而提高了高速鐵路動車組的安全、穩(wěn)定運行，加快我國高速鐵路的發(fā)展和建設(shè)速度。高鐵信號ATP設(shè)備的自動過分相操作能夠有效降低司機的疲勞程度，為高鐵的安全運行提供重要的基礎(chǔ)保障，而高鐵信號車載設(shè)備在自動過分相中有著非常關(guān)鍵的意義，因此，應(yīng)不斷加強高鐵信號ATP設(shè)備自動過分相的水平和質(zhì)量。

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