動車組ATP車載設(shè)備自動過分相問題分析研究

金鵬

中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司天津電務(wù)段 天津 300140

動車組車輛本身不帶能源，所需能源由鐵路附近的牽引變電所將電流通過接觸網(wǎng)傳輸給列車。列車在長距離行駛過程中，接觸網(wǎng)供電來自于不同的變電所，兩變電所接觸網(wǎng)供電交接處會有一段無電區(qū)即分相區(qū)。為了保證列車安全通過分相區(qū)，動車組需具備自動過分相的功能，保證動車組安全惰行通過無電區(qū)，而無需進(jìn)行升降弓。裝備ATP車載設(shè)備的動車組在過分相時通常有3種方式。

（1）ATP控車并處于C2等級時，通過接收地面應(yīng)答器中的分相區(qū)信息實現(xiàn)自動過分相。

（2）ATP控車并處于C3等級時，通過接收RBC發(fā)送的分相區(qū)信息實現(xiàn)自動過分相。

（3）在ATP隔離狀態(tài)下，通過車輛上的感應(yīng)接收器接收地面磁鋼定位信號，確定動車組與分相點的相對位置實現(xiàn)自動過分相。

1 ATP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 安全計算機

安全計算機一般處于高速列車組機車前部，主要起到綜合考慮信息的作用。計算機可以利用這些信息形成速度模式曲線，這樣一來動車組便可以按照速度模式曲線加以運行，安全性和效率都大大提升[1]。

1.2 軌道信息接收單元

軌道信息接收單元同樣位于動車組的前部，它起到的其實是連接性的作用，即接收地面發(fā)來的碼，從而傳送給安全計算機。在具體的實踐過程中經(jīng)常遇到的情況是相鄰線路受到無線信息的干擾，一旦出現(xiàn)此類問題軌道電路的載波鎖頻信息、應(yīng)答器信息都會為司機操作提供充分的支持和條件。當(dāng)然在應(yīng)用此技術(shù)系統(tǒng)的過程中也會遇到諸如故障的問題，那么動車ATP系統(tǒng)一般在運行過程中最常見的故障是掉碼，導(dǎo)致信息獲取不能的情況。

1.3 應(yīng)答器接收單元

應(yīng)答器接收單元在高速動車組列車超速防護(hù)ATP系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位，應(yīng)答器接收單元與軌道信息接收單元一樣，在具體的工作過程中同樣會發(fā)生各種各樣的故障，在上電自檢的時候也會出現(xiàn)一些問題。當(dāng)故障和問題出現(xiàn)的時候一般存在相應(yīng)的解決措施，比如當(dāng)天線周圍干擾過大的時候，便可以針對天線周圍的環(huán)境進(jìn)行檢查，針對天線本身進(jìn)行檢查以排除故障[2]。

2 ATP車載設(shè)備過分相邏輯

ATP控車通過分相區(qū)時，向車輛輸出GFX禁止信號（選擇ATP過分相）和過分相控制信號，車輛收到GFX禁止信號后屏蔽磁鋼過分相功能，收到過分相控制信號后執(zhí)行斷開VCB的命令。VCB作為配置在車輛高壓設(shè)備箱內(nèi)用來斷開和閉合2 5kV電路的真空斷路器，兼有斷路器和開關(guān)兩種作用。

2.1 C2等級下過分相邏輯

根據(jù)《CTCS-3級列控車載設(shè)備技術(shù)條件》（TB/T3483-2017）的要求，ATP在C2等級控車時，C2主控單元通過接收應(yīng)答器中包含的分相區(qū)信息實現(xiàn)自動過分相控制。具體執(zhí)行過程及要求如下。

（1）接收到分相區(qū)預(yù)告信息P68包后，ATP立即向車輛輸出GFX禁止信號，車輛收到該信號后屏蔽磁鋼過分相功能。

（2）車頭距分相區(qū)起點10S時輸出過分相語音提示。

（3）車頭距分相區(qū)起點一定時間（時間參數(shù)根據(jù)列車要求進(jìn)行配置，適配CR 400 AF型標(biāo)準(zhǔn)動車組的300 H型ATP車載設(shè)備該參數(shù)設(shè)為3S）時，向車輛輸出過分相控制信號，車輛收到該信號后執(zhí)行斷開VCB的命令。

（4）車頭越過分相區(qū)終點一定距離（距離參數(shù)跟據(jù)列車要求進(jìn)行配置，適配CR400 AF型標(biāo)準(zhǔn)動車組的300 H型ATP車載設(shè)備該參數(shù)設(shè)為135.5 m）后，向車輛輸出撤銷過分相控制信號，車輛收到該信號后執(zhí)行閉合VCB的命令。

（5）車頭越過分相區(qū)終點1000 m后，停止向車輛輸出GFX禁止信號，車輛收到該信號后則取消屏蔽磁鋼過分相功能。

2.2 自動化檢測

ATP系統(tǒng)之所以在現(xiàn)在應(yīng)用范圍這么廣，而且效果還這么好，是因為它本身具有高度自動化，加上自診斷功能強，自動化檢測水平高。所以在實踐中列車運行的過程中出現(xiàn)了故障，此系統(tǒng)可以立即做出反應(yīng)，進(jìn)行降級處理。在ATP系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，故障發(fā)生后系統(tǒng)可以盡快實現(xiàn)自我完全隔離，最大程度保障列車運行的安全水平。在故障發(fā)生的時候，產(chǎn)生的各種信息可以立即傳送給系統(tǒng)，那么便可以盡快找到故障發(fā)生的點以及故障發(fā)生的原因，對于更換故障模塊速度的提升具有重要意義[3]。我國目前針對高速動車組列車超速防護(hù)的研究越來越深入，為列車運行安全創(chuàng)造了有利條件。

2.3 向下兼容低級別列控

高速動車組列車在不同級別的線路中采用的運行模式肯定是不同的，在ATP系統(tǒng)下的運行模式屬于高級別，所以在具體的運行時能夠進(jìn)行向下兼容，即兼容低級別的運行模式。高速運行的時候若是線路條件并不符合高速運行的需求，那么便會出現(xiàn)很多的問題，譬如列車只滿足傳統(tǒng)機車信號的要求，這樣一來同樣可以讓司機掌握車載信號，以便于地面信號與車輛信號的安全水平保持一致。另外當(dāng)線路條件沒有達(dá)到具體的要求是，則需要從其他的控制設(shè)備中獲得具體的車輛信號，利用ATP系統(tǒng)轉(zhuǎn)換信號，最后轉(zhuǎn)換而成的信號就是機車信號，具有通用性。

3 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)推動了各行各業(yè)的發(fā)展，就鐵路行業(yè)而言，不僅提高鐵路運行的速度，還提高鐵路運行安全控制水平。高速動車組列車已經(jīng)成為了我國現(xiàn)如今人們?nèi)粘３鲂械倪x擇，在這樣的情況下不斷地開發(fā)設(shè)計超速防護(hù)系統(tǒng)顯得尤為重要。超速防護(hù)ATP系統(tǒng)的出現(xiàn)滿足了現(xiàn)在鐵路運輸?shù)男枨?，為我國的?jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定創(chuàng)造了有利條件。