CRH380BG型動車組300T型ATP車載設備的技術改造

吳廣榮 姜 波

（1.遼寧鐵道職業技術學院，遼寧錦州 121000 2.中國鐵路沈陽局集團有限公司，沈陽 110001）

列車速度不斷提升，對列車的運行安全提出了更高要求。目前，ATP作為列車運行控制系統的主體設備，是確保動車組安全快速運行的核心設備。在目前高速鐵路的運用中，動車組ATP車載設備的安全性仍然有許多不容忽視的問題，這些問題亟待解決。相信隨著中國高速鐵路進入新的發展紀元，通過不斷吸收先進經驗，積累實作技能，動車組ATP車載設備必將實現高可靠性、安全性、及時性。本文從對CRH380BG動車組ATP車載設備故障的技術改造入手，對由于動車組ATP車載設備故障造成更換動車組進行分析，希望能為相關的工作人員提供一定參考。

1 CRH380BG動車組AG型“雙叉”繼電器改造

1.1 基本原理

如圖1所示，此300T型ATP設備，采用ATP-A與ATP-B雙系冷備，但工作時，兩系共用一套繼電器。正常情況下，在動車組運行中，ATP對AG型繼電器接點進行周期回讀檢測，一旦發現接點斷開或接觸不良，ATP會立即輸出制動停車信息，此時，需重啟ATP進行自檢確認設備良好，動車組方可繼續運行。如果繼電器發生不可恢復故障（如接點接觸電阻大于105 mΩ），ATP將自檢失敗導致死機，只能更換動車組。

1.2 問題分析

在沒有技術改造前，由于AG型繼電器采用“單觸點”設計結構，導致在動車組高速運行振動環境下，接點就會存在瞬間斷開或接觸電阻不良問題，從而造成ATP自檢系統回讀錯誤，輸出制動停車信息。此繼電器有如下3點弊端：一是單接點沒有安全冗余，接點回讀錯誤，立即導致故障；二是接點片寬，彈性不良，在外界環境振動時，易于產生接觸不良；三是ATP雙系使用一套繼電器，一旦發生不可恢復繼電器故障，就必須更換動車組。

2013年哈大高鐵剛開通，由于均是新造出廠動車組，繼電器故障相對不明顯，2014年度就發生12件繼電器故障，其中有4次更換動車組。

1.3 改進方案

針對AG型繼電器的“單觸點”設計結構存在的缺陷，建議采用“雙叉”繼電器，即接點為雙觸點，有效克服了“單觸點”繼電器的兩項缺點：一是雙觸點結構，在動車組運行外界環境振動的環境下，兩個接點均同時斷開或接觸不良的概率幾乎為零；二是“雙叉”繼電器接點片寬度不足原來的二分之一，彈性好，在外界振動時，仍可靠接觸。

經2015年初步試驗，收到良好效果，全年發生6件繼電器故障（均為AG型）。2015年底全部完成改造后，2016～2017年，僅發生1件由于繼電器原因導致的ATP故障。

2 CRH380BG動車組ATP安全數據輸入輸出模塊、接口繼電器冗余改造

2.1 基本原理

如圖2所示，CRH380BG動車組300T型ATP設備采用雙系冷備，并共用一套安全數據輸入輸出（VDX）模塊和接口繼電器，運用中只要一個VDX模塊或者一臺繼電器發生不可恢復故障，ATP將自檢失敗導致死機，只能更換動車組。

2.2 問題分析

CRH380BG動車組300T型ATP雖然主體設計是雙系冷備，其中一套故障可以人工轉為備用系，但是其中VDX、接口繼電器卻是共用的，無論使用哪一個系工作，要求VDX模塊和繼電器均必須處于良好狀態。實踐證明，2013年至今，由于ATP故障導致更換CRH380BG動車組的多為是VDX模塊、繼電器故障。共計11件（其中VDX模塊7件，繼電器4件）。

2.3 改進方案

針對CRH380BG動車組300T型ATP設備VDX模塊、繼電器單套設計結構存在的缺陷，建議利用動車組高級修時機，將VDX模塊、繼電器改造為雙套化，消除由于VDX模塊、繼電器單套故障引發更換動車組風險。

目前，編號為58開頭的CRH380BG和諧號、復興號動車組新造出廠時，ATP設備VDX模塊、繼電器已經實現雙套化，方案成熟、可以推廣，如圖3所示。哈大線CRH380BG動車組VDX模塊、繼電器雙套化的有17組，還有83組需要進行改造。

3 CRH380BG動車組300T型ATP總線改造

3.1 基本原理

如圖4所示，CRH380BG動車組300T型ATP設備（簡稱ATP）主機與人機接口（簡稱DMI）通信是借用動車組車輛總線（簡稱MVB）實現的（虛線部分為車輛設備）。車輛MVB總線有A、B兩個通道，ATP主機與DMI通信使用其中A通道。

3.2 問題分析

一是當車輛MVB總線A通道發生故障時，車輛設備可以轉換B通道通信，ATP則無法繼續工作，必須更換動車組。二是車輛MVB總線上設備較多，經常發生瞬間通信中斷，導致ATP故障，需動車組列車停車和重啟ATP，對運輸產生較大干擾。

2013年哈大高鐵開通以來，共發生25件DMI與ATP通信中斷故障，其中車輛MVB導致故障不能恢復8件。

3.3 改進方案

針對ATP主機與DMI通信借用車輛MVB總線不合理問題，建議在ATP主機與DMI之間設置獨立雙路總線，提高ATP的可靠性、可用性。國產復興號動車組已經采用此方案，建立利用動車組高級修時機，有針對性地對和諧號CRH380BG動車組進行改造如圖5所示。

通過上述3種情況的分析可知，在目前高鐵動車組的運用中，動車組ATP車載設備的安全性及可靠性仍然存在一些影響動車組正常運行的問題，通過不斷吸收先進經驗，且經過技術改造，相信隨著中國鐵路的不斷發展，動車組ATP車載設備必將實現高可靠、高安全，進而實現高速列車的安全正點運行。