動車組自動控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及改進分析

伍志丹

摘 要 ATP是列車運行自動控制系統(tǒng)的基礎，CCU是列車控制和監(jiān)控功能的核心。列控系統(tǒng)的車載信號是列車行車的憑證，防止列車超速、冒進，結合列車速度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)減速、緩解、加速的自動控制與自動駕駛，接受地面信息及車載設備實時處理，保證列車運行安全。本文介紹列控的功能作用，分析ATP與CCU的關鍵技術，針對CCU與ATP的端口實際運用存在的問題提出改進設計和解決辦法。

關鍵詞 ATP? CCU 列控系統(tǒng) 解決辦法

國內主流的軌道交通領域中，全面應用了列車運行控制系統(tǒng)ATC，裝備高端水平的ATS、ATP和ATO系統(tǒng)，實現(xiàn)全線運營的列車監(jiān)控和追蹤、自動排進路、運行自動調整、列車自動防護、自動駕駛，列控系統(tǒng)裝備達到了自動化的水平。

1列控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

以下把列控系統(tǒng)簡稱ATP/LKJ。在160公里以下使用LKJ，200公里以上使用ATP，兩個等級列控會隨著列車前進的速度相互切換。在CTCS-2ATP列控子系統(tǒng)工作啟動后，ATP車載設備可提供CTCS-2ATP全部功能，LKJ只用于記錄器使用。

列控系統(tǒng)類似于人的大腦，CCU類似于人的神經，大腦一切行為通過神經系統(tǒng)控制，下面以八節(jié)編組為例說明：

一列八節(jié)編組的動車組有兩個中央控制單元，分別為CCU1＼CCU2 、CCU1＼CCU2可以自動切換，MVB總線為一條主線，從一車直通八車，類似于人的神經主動脈，八節(jié)車輛MVB總線分別在列車總線上連接，車輛總線MVB連接著各個車輛的空調、轉向架、邊門等所有的車載部件的控制電路。

當車在正常狀態(tài)/故障狀態(tài)，一切的車載部件的狀態(tài)都通過車輛總線傳輸?shù)搅熊嚳偩€，再傳輸?shù)紺CU以數(shù)字的形態(tài)通過人機界面HMI顯示出來。

當車上有某一個部件如火警、轉向架軸溫過高、制動失效等，危及行車安全的故障發(fā)生時通過MVB傳給CCU，CCU會下發(fā)指令讓車組停下來;而當列車收到危機信號時，立刻觸發(fā)至列控系統(tǒng)ATP＼LKJ。

ATP＼LKJ因車組運行危險自動與車站動調行調，運算出合理命令，給車組下達命令的同時中央控制單元CCU觸發(fā)一區(qū)緊急措施，或者相對應的技術處理。

總結：ATP＼LKJ是列車的大腦，CCU就是列車的神經，兩者密不可分，相互依靠。

2列車運行自動控制系統(tǒng)實際運用問題

列控系統(tǒng)存在的缺點：超速防護系統(tǒng)ATP與CCU目前發(fā)現(xiàn)存在的問題，兩者端口不一致，CCU處理完的信息未能準確監(jiān)測到ATP端口位置，CCU找不到列控傳輸?shù)男盘柖丝凇Ｒ韵峦ㄟ^一個實例說明ATP與CCU并存的關系：

CRH380BL-3554車組擔當005次列車運行，CRH380BL-3554車組從沈陽站動車，16車為主控端，一路正常運行至北京西。

17時50分，CRH380BL-3554車組從北京西開車，01車為主控端。

17時55分， CRH380BL-3554運行至北京西至涿州東區(qū)間時，司機通知隨車機械師HMI報355401車“自ATP通信故障”（代碼6148），HMI上顯示限速100km/h的圖標。

17時56分，隨車機械師趕到司機室確認代碼和限速圖標后，立即向應急指揮中心匯報。

17時57分，隨車機械師通知跟車ATP人員進行處理。

18時00分，ATP人員檢查后通知隨車機械師故障原因不明。

18時34分，CRH380BL-3554車組限速100km/h到達涿州東站。

19時03分，CRH380BL-3554車組從涿州東站開車。

19時07分，司機通知隨車機械師HMI報355401車“自ATP通信故障”（代碼6148）。19時08分，隨車機械師與ATP人員進行確認。

19時18分，CRH380BL-3554車組限速100km/h到達高碑店東站。19時26分，ATP人員將ATP的C3模式切除。

19時44分，CRH380BL-3554車組從高碑店東站動車，后續(xù)運行良好。

原因分析：

當ATP處于C2模式下，CCU不對ATP2端口的進行監(jiān)測，而當ATP處于C3模式下，CCU則對ATP2端口的信息進行監(jiān)測，如果CCU未監(jiān)測到該端口的信息時，則認為ATP系統(tǒng)異常。

當CRH380BL-3554車01端的ATP由C2轉到C3控制模式時，CRH380BL-3554車主控端01車CCU沒有監(jiān)測到ATP側ATP2端口的信息，認為ATP工作狀態(tài)不正常，造成車組報6148故障（自ATP通信故障），并將車組限速到100km/h。

3改進方案

（1）就此ATP與CCU的端口協(xié)議，雙方廠家定一個規(guī)范的協(xié)議，制定ATP與CCU信息渠道，確保雙方的交換、監(jiān)測和工作標準，并修訂完善ATP與CCU的通信，減少信息交換與監(jiān)測的異常，保證列車無限速行駛狀態(tài)，正常運行。

（2）研發(fā)一個CCU與ATP的設備傳輸端口，保證CCU能準確采集到ATP的信息，實行監(jiān)測。

改進方案：①在CCU與ATP的中間加一個輔助設備，連接兩個端口設計成直通一體化，負責識別兩端口的信號，精準搜素，連接傳輸。②在CCU旁加裝一個ATP與CCU故障自動修復系統(tǒng)，針對監(jiān)測、傳輸、控制、記錄等有可能出現(xiàn)的故障，將其扼殺在搖籃里，具備自動修復、維護功能。

參考文獻

[1] 羅偉，李秋梅.高速動車組技術[M].成都：西南交通大學出版社，2015.

[2] CRH3列車運行控制系統(tǒng)[D].成都：西南交通大學，2015.

[3] CRH3A動車組網絡控制系統(tǒng)[D].成都：西南交通大學，2017.