動(dòng)車組ATP車載設(shè)備自動(dòng)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(dòng)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(huì)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(dòng)車組需具備自動(dòng)過分相的功能，保證動(dòng)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(dòng)車組在過分相時(shí)通常有3種方式。

（1）ATP控車并處于C2等級(jí)時(shí)，通過接收地面應(yīng)答器中的分相區(qū)信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過分相。

（2）ATP控車并處于C3等級(jí)時(shí)，通過接收RBC發(fā)送的分相區(qū)信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(hào)，確定動(dòng)車組與分相點(diǎn)的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過分相。

1 ATP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 安全計(jì)算機(jī)

安全計(jì)算機(jī)一般處于高速列車組機(jī)車前部，主要起到綜合考慮信息的作用。計(jì)算機(jī)可以利用這些信息形成速度模式曲線，這樣一來動(dòng)車組便可以按照速度模式曲線加以運(yùn)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(dòng)車組的前部，它起到的其實(shí)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(jì)算機(jī)。在具體的實(shí)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(huì)為司機(jī)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(huì)遇到諸如故障的問題，那么動(dòng)車ATP系統(tǒng)一般在運(yùn)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(dòng)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(huì)發(fā)生各種各樣的故障，在上電自檢的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)一些問題。當(dāng)故障和問題出現(xiàn)的時(shí)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(shí)候，便可以針對(duì)天線周圍的環(huán)境進(jìn)行檢查，針對(duì)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(shí)，向車輛輸出GFX禁止信號(hào)（選擇ATP過分相）和過分相控制信號(hào)，車輛收到GFX禁止信號(hào)后屏蔽磁鋼過分相功能，收到過分相控制信號(hào)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(jí)下過分相邏輯

根據(jù)《CTCS-3級(jí)列控車載設(shè)備技術(shù)條件》（TB/T3483-2017）的要求，ATP在C2等級(jí)控車時(shí)，C2主控單元通過接收應(yīng)答器中包含的分相區(qū)信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(hào)，車輛收到該信號(hào)后屏蔽磁鋼過分相功能。

（2）車頭距分相區(qū)起點(diǎn)10S時(shí)輸出過分相語音提示。

（3）車頭距分相區(qū)起點(diǎn)一定時(shí)間（時(shí)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(dòng)車組的300 H型ATP車載設(shè)備該參數(shù)設(shè)為3S）時(shí)，向車輛輸出過分相控制信號(hào)，車輛收到該信號(hào)后執(zhí)行斷開VCB的命令。

（4）車頭越過分相區(qū)終點(diǎn)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(dòng)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(hào)，車輛收到該信號(hào)后執(zhí)行閉合VCB的命令。

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

2.2 自動(dòng)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?yàn)樗旧砭哂懈叨茸詣?dòng)化，加上自診斷功能強(qiáng)，自動(dòng)化檢測水平高。所以在實(shí)踐中列車運(yùn)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(jí)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(shí)現(xiàn)自我完全隔離，最大程度保障列車運(yùn)行的安全水平。在故障發(fā)生的時(shí)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(diǎn)以及故障發(fā)生的原因，對(duì)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(duì)高速動(dòng)車組列車超速防護(hù)的研究越來越深入，為列車運(yùn)行安全創(chuàng)造了有利條件。

2.3 向下兼容低級(jí)別列控

高速動(dòng)車組列車在不同級(jí)別的線路中采用的運(yùn)行模式肯定是不同的，在ATP系統(tǒng)下的運(yùn)行模式屬于高級(jí)別，所以在具體的運(yùn)行時(shí)能夠進(jìn)行向下兼容，即兼容低級(jí)別的運(yùn)行模式。高速運(yùn)行的時(shí)候若是線路條件并不符合高速運(yùn)行的需求，那么便會(huì)出現(xiàn)很多的問題，譬如列車只滿足傳統(tǒng)機(jī)車信號(hào)的要求，這樣一來同樣可以讓司機(jī)掌握車載信號(hào)，以便于地面信號(hào)與車輛信號(hào)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(hào)，利用ATP系統(tǒng)轉(zhuǎn)換信號(hào)，最后轉(zhuǎn)換而成的信號(hào)就是機(jī)車信號(hào)，具有通用性。

3 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)推動(dòng)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(yùn)行的速度，還提高鐵路運(yùn)行安全控制水平。高速動(dòng)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(jì)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(yùn)輸?shù)男枨螅瑸槲覈慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定創(chuàng)造了有利條件。