高铁信号ATP设备自动过分相的优势

胡继平

摘 要：在当前时代下，高速铁路的发展建设非常迅速，高速铁路能够将两座城市之间的列车运行时间有效的缩短，加快铁路的速度，而且具有非常强的安全性。在高速铁路中，由于其具有非常快的行驶速度，其中的供电系统是由多个不同区域变电所提供的，并通过接触网对高速铁路进行供电。在高速铁路的供电系统中，采用的是空气分割的原理，对每一段供电区域进行科学的分离，保证各个变电所之间的供电不会出现冲突等问题，这就需要高铁动车组进行过分相操作，确保高速铁路动车组在实际运行的过程中不会出现任何电力方面的问题，保证高速铁路的运行质量。本篇文章主要针对高铁信号ATP设备自动过分相的优势进行分析和研究，并加以阐述，希望对我国高铁动车组ATP设备的应用有所加强，促进自动过分相的质量和效果。

关键词：高铁信号；ATP设备；自动；过分相；优势

高速铁路动车组的电能供应是由多个变电所组成的，每个变电所负责一个区域，在高铁动车组运行的时候，应避免两个区域之间的电位不一致造成动车组中的用电设备出现损坏的问题，而且也应该确保三相电力机车的供电系统非常稳定，避免出现相间短路的情况。高速铁路的电力接触网采用的是分段供电的方式，每段供电局域之间都有一定的分离，这段分离的、不具备电能的区间就叫做分相区。过去的高铁动车组在过分相的时候，全部相关操作都是动车组的司机完成的，通常情况下，每个分相区之间的距离应该在两千两百二十五千米，对于每小时二百五十千米的动车组来说，分相区应控制在三百米只五百米之间，手动过分相的相关操作会对动车组司机造成巨大的影响，导致其精力不能够集中，过度疲劳，有时还存在操作拖延等问题，如果司机操作失误的话，就会造成相关设备的破坏，甚至会出现严重的安全事故，因此，就需要一种非常高效的自动过分相设备，提高高速铁路的运行质量。

1 ATP自动过分相方案

1.1 ATP系统

列控车载设备是列车控制系统中对列车进行操纵和控制的主体，是CTCS-3级列控系统中保证行车安全的核心关键设备。它根据接收的地面信息及无线信息生成列车速度控制曲线，并与列车实际速度进行比较，监控列车运行，实现超速防护、人机界面自动过分相等功能。在时速三百千米每小时的高铁线路中，主要有两种控制等级模式，一种是CTCS-3级，通过无线数据实时信息交互，来控制列车行车；另一种是CTCS-2级，通过地面点式应答器速度传感器和轨道电路，进行控车。

1.2 ATP过分相系统架构

ATP自动过分相系统主要由车载ATP装置，地面无线控制中心（简称RBC，Radio Block Center）、地面应答器装置、速度传感器等构成，通过RBC及地面应答器传送过分相信息。ATP向车辆管理单元输出2个信号：过分相使能信号和过分相控制信号。这2个信号都只包括2种状态：“有效”和“无效”。车辆管理单元应根据ATP输出的过分相使能信号，来判断过分相是由ATP控制还是由车辆自身控制。如果过分相使能信号为控制过分相；如果过分相使能由车辆控制过分相。“有效”，则由ATP信号为“无效”，则由车辆控制过分相。

1.3 ATP车载设备过分相

高铁动车组、车体自动过分相，优先由ATP进行控制，过分相使能信号一直为“有效”，这也是车体主要的自动过分相控制方式。ATP在CTCS-3级下（第一控制等级），分相区信息随同行车信息通过无线GSM-R网络从RBC中获得。在CTCS-2级下，ATP对外提供“分相有效”和“分相指令”输出。

1.4 ATP过分相的优势

（1）设备可靠性高。ATP过分相装置实现了CTCS-3级和CTCS-2级设备的冗余。在各级别下，硬件装置都是双套冗余，有一套故障时，不影响另一套设备的使用，这也是高铁信号的最基本要求。CTCS-3级采用基于铁路专用的GSM-R高频网络进行通信，CTCS-2级设备基于27MHz的激活信号以及4MHz的回传信号进行点式通信，相对于电磁感应的信号，增加了系统的稳定性和可靠性。

（2）距离精度准确。ATP设备是高速铁路动车组中非常重要的控车设施，其能够确保动车组在行驶过程中的安全性，在这个过程中，ATP设备会利用地面应答器对距离进行高效的校正，而距离校正正式确保行车安全的重要基础，因此，其在这方面具有非常大的优势。

（3）成本费用低。在高铁线路中，ATP硬件装置、应答器装置、RBC装置等都是作为行车控车的必备设备，过分相功能被包络在ATP的整个功能中，并未额外增加ATP的成本。

（4）人性化強度高。高速铁路动车组在运行的时候，司机会通过人机交互界面对列车进行控制，过去的过分相都是利用司机的肉眼对指示牌进行查看，再进行控制，而人机交互系统能够通过卫星定位，利用语音的方式提醒司机距离过分相区域还有多远，使司机的疲劳感有所下降，从而增强了人性化的程度。

2 ATP过分相系统应用

在当前时代中，在高速铁路动车组的时速超过三百千米每小时的线路中，ATP设备自动过分相已经得到了非常普遍的应用，而且其对于高速铁路动车组的行车安全具有非常重要的作用。2011年铁道部要求时速在二百五十千米每小时的高速铁路动车组中增加这项技术，2014年4月23日在合福线与CHR2型进行了自动过分相功能适配的动态测试，通过了现场验证，结果非常成功。另外，在今后的高速铁路动车组制造的过程中，都会对高铁信号ATP设备自动过分相进行有效的设置，而且时速为两百五十千米每小时的动车组也会具有自动过分相功能，对过去的过分相方式进行改变和完善，并形成高速铁路自动过分相的主流系统。

3 总结

通过上文中的分析和介绍，我们能够了解到，ATP设备是高速铁路动车组中非常重要的组成部分，其能够有效对车辆的行车进行保护。在ATP设备中，应充分加入能够自动过分相的技术，保证高速铁路动车组在过分相的时候非常安全，车组中的用电设备也不会存在损坏等情况，从而提高了高速铁路动车组的安全、稳定运行，加快我国高速铁路的发展和建设速度。高铁信号ATP设备的自动过分相操作能够有效降低司机的疲劳程度，为高铁的安全运行提供重要的基础保障，而高铁信号车载设备在自动过分相中有着非常关键的意义，因此，应不断加强高铁信号ATP设备自动过分相的水平和质量。

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