劉曉麗

摘 要：文章分析了CRH3型動(dòng)車組車載設(shè)備ATP在運(yùn)行過程中存在諸如物理打擊、電磁干擾等潛在的安全隱患，并提出了相應(yīng)的防護(hù)措施。討論了機(jī)車一體化設(shè)計(jì)與設(shè)備維護(hù)的問題。在總結(jié)CRH3型動(dòng)車組維護(hù)工作的基礎(chǔ)上，分析了目前在ATP設(shè)備維護(hù)方面面臨的問題及其針對性的解決方案。

關(guān)鍵詞：CRH3型動(dòng)車組 ATP 安全性 故障處理

中圖分類號(hào)：U266.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-0-02

高鐵是現(xiàn)代社會(huì)的新型運(yùn)輸方式，也是交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，我國鐵路客運(yùn)發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)速度化[1]，列車速度的不斷提高，靠地面信號(hào)行車已不能保證行車安全，必須靠車載信號(hào)設(shè)備對列車實(shí)施運(yùn)行控制，ATP（列車保護(hù)系統(tǒng)）已成為行車安全不可缺少的重要技術(shù)設(shè)備。ATP作為列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的主體設(shè)備，是一套高安全、高可靠、高技術(shù)的智能設(shè)備，是確保動(dòng)車組運(yùn)行安全核心設(shè)備[2]，由地面信號(hào)設(shè)備和車載設(shè)備共同組成，是地面聯(lián)鎖向車載設(shè)備的延伸，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了以車載設(shè)備為主的行車方式[3]，而ATP車載設(shè)備自身設(shè)計(jì)的安全性及維修問題對動(dòng)車組安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的意義。本文詳細(xì)討論了ATP車載設(shè)備再列車運(yùn)行過程中存在的安全隱患及其防護(hù)措施。

1 ATP車載設(shè)備的潛在安全隱患及當(dāng)前解決措施

1.1 物理擊打問題

車載設(shè)備的車底部分（如BTM天線、TCR天線、速度傳感器以及它們的連接電纜等）都完全暴露在相對開放的空間里，工作環(huán)境惡劣，很容易受到異物撞擊，尤其是在列車運(yùn)行中，高速氣流極易扯動(dòng)連接電纜，列車外部空間中的異物也有很大可能對地面設(shè)備和車底設(shè)備造成碰撞，損壞設(shè)備或影響設(shè)備的正常使用，嚴(yán)重的可能會(huì)對列車的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，如2009年末及2010年初，由于冰雪天氣影響及異物撞擊等，發(fā)生多起動(dòng)車組的BTM連接電纜護(hù)套破損情況，對行車安全構(gòu)成隱患；同時(shí)車底冰塊墜落也極易撞擊到地面應(yīng)答器，由于高速運(yùn)動(dòng)造成的強(qiáng)大沖擊力很容易使應(yīng)答器破損，嚴(yán)重的有可能使地面應(yīng)答器碎裂或是從地面緊固裝置上脫離，一旦這些碎片或應(yīng)答器整體對車底構(gòu)成二次撞擊，則會(huì)嚴(yán)重威脅行車安全，并且應(yīng)答器本身的損壞也會(huì)造成行車數(shù)據(jù)缺失，從而影響行車。

1.2 惡劣天氣中的防護(hù)問題

一般情況下，天氣變化對列車運(yùn)行影響不大，然而在惡劣天氣條件下，尤其是冰雪天氣，會(huì)對行車安全構(gòu)成很大威脅。如軌面結(jié)冰影響列車輪對黏著系數(shù)，容易造成打滑等問題，進(jìn)而會(huì)影響測速測距的準(zhǔn)確性；室外設(shè)備及車下設(shè)備在低溫和冰雪條件下容易變得脆弱，抗物理擊打能力會(huì)大幅下降，極易造成損傷；車底測速雷達(dá)表面結(jié)冰會(huì)導(dǎo)致測速測距誤差較大或測速測距異常；冰雪天氣中車體墜冰對地面應(yīng)答器的威脅，以及冰雪融化后設(shè)備電纜連接部等關(guān)鍵部位的防止?jié)B水漏水等問題，都是當(dāng)前高速鐵路中不可避免且亟待解決的問題。

目前由于條件有限，只能利用現(xiàn)有的工具和材料對這些問題做應(yīng)急處理，如冰雪天氣對測速雷達(dá)表面打蠟以減少結(jié)冰、安排人員及時(shí)對車底設(shè)備進(jìn)行除冰工作，圖2為雷達(dá)結(jié)冰照片，對電纜連接部等關(guān)鍵部位加強(qiáng)防水處理、加強(qiáng)對地面設(shè)備的巡視檢查、加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析工作以便于及時(shí)掌握設(shè)備的工作狀況等，而如何從根本上解決這一問題仍需要進(jìn)一步的探索。

1.3 電磁兼容與信號(hào)抗干擾問題

高鐵時(shí)代，列車運(yùn)行區(qū)域的電磁環(huán)境更加復(fù)雜，車底的TCR天線、BTM天線、速度傳感器、雷達(dá)傳感器等設(shè)備較多，距離較近，且大部分都采用的無線通信方式，容易產(chǎn)生相互干擾；另外，列車運(yùn)行的動(dòng)力是由高壓接觸網(wǎng)提供，而接觸網(wǎng)的高電壓會(huì)生成很強(qiáng)的電磁輻射。而高速鐵路中的車地通信是利用電磁波進(jìn)行的無線通信，因此這種電磁輻射不可避免的會(huì)對車地通信造成影響，特別是在升降受電弓以及過分相區(qū)時(shí)，由于瞬間高壓，會(huì)形成浪涌脈沖，電磁輻射的強(qiáng)度將會(huì)更大。這就要求地面設(shè)備和車載設(shè)備的電磁兼容性能既能滿足正常通信的需求，又能避免接觸網(wǎng)的電磁輻射干擾。在CRH3型動(dòng)車組運(yùn)用過程中，在升、降弓或過分相作用瞬間，動(dòng)車組的車體浪涌電壓會(huì)變化、加劇，造成光電速度傳感器絕緣強(qiáng)度下降、速度信號(hào)輸出異?；蛟斐蓱?yīng)答器傳輸通道在分相區(qū)附近安全關(guān)閉，導(dǎo)致RTM5A單元無法正常解碼，系統(tǒng)安全關(guān)機(jī)，停車。由此可見，電磁兼容與信號(hào)抗干擾問題依然是影響高速鐵路穩(wěn)定運(yùn)行的不可忽視的重要因素。

為了解決這一問題，采用了如下措施：

（1）在頭車車體和轉(zhuǎn)向架之間加裝浪涌保護(hù)裝置，抑制動(dòng)車組升降弓和過分相時(shí)頭車車體和轉(zhuǎn)向架之間的高壓瞬變浪涌

脈沖。

（2）加裝線路濾波器，消除所有因車載電壓影響車載設(shè)備電源線而產(chǎn)生的無線

干擾。

（3）加裝光電隔離盒，光電隔離盒中裝有可使電源和速度信號(hào)與EVC電源裝置隔離的裝置。

通過以上措施，有效的抑制了由于浪涌電壓和干擾信號(hào)對速度傳感器和應(yīng)答器造成的影響。

1.4 機(jī)車一體化設(shè)計(jì)與設(shè)備維護(hù)的問題

機(jī)車一體化設(shè)計(jì)與設(shè)備維護(hù)：在高速列車生產(chǎn)中，由于采用了機(jī)車一體化設(shè)計(jì)，車載設(shè)備安裝、布線、調(diào)試完成之后才會(huì)進(jìn)行最后的組裝。這就不可避免的為日后的設(shè)備維護(hù)工作帶來了諸多不便。例如車底、機(jī)柜等空間過于狹小，在設(shè)備更換時(shí)對作業(yè)人員體形要求比較苛刻，并且由于內(nèi)部回旋空間過小，增加了作業(yè)難度。此問題目前尚無有效解決方案，只能在實(shí)際工作中盡量克服。又如部分設(shè)備連接電纜在車體內(nèi)部走線過長，也給設(shè)備更換工作帶來很大困難，如更換CRH3型動(dòng)車組車D電纜便是由于這一原因，導(dǎo)致其更換工作難度大、強(qiáng)度高。目前解決這一問題的辦法是適當(dāng)對設(shè)備進(jìn)行改造，在傳感器附近增設(shè)連接插頭，將連接電纜分為兩部分，大大降低了工作量，從而使該設(shè)備的維護(hù)工作較為便利、迅捷。

2 ATP車載設(shè)備故障處理方法

2.1 故障類型的分類和處理

高鐵時(shí)代，列控設(shè)備的故障處理與數(shù)據(jù)分析對于每一個(gè)電務(wù)人員都是一個(gè)全新的課題，傳統(tǒng)的電務(wù)作業(yè)程式發(fā)生了革命性的改變，全新的理論，全新的技術(shù)，全新的設(shè)備，全新的維護(hù)理念，全新的作業(yè)制度，全新的故障處理方式，如何盡快適應(yīng)這些變革，是確保高鐵時(shí)代的電務(wù)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵[4]。

高速鐵路的信號(hào)技術(shù)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為一體，軟硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)對故障查找與處理提出了新的要求[5]。造成某個(gè)故障現(xiàn)象的原因可能是多方面的，如軟件處理問題、硬件設(shè)備問題、突發(fā)性故障、永久性故障、單個(gè)部件故障、多個(gè)部件同時(shí)故障、一次性故障、某部件故障誘發(fā)其它部件發(fā)生二次故障等。而單就硬件設(shè)備故障來說，又分為設(shè)備終端故障、主機(jī)處理板故障、主機(jī)與終端的連接電纜故障以及主機(jī)處理板之間的連接線故障等多種

情況。

故障的多變性與復(fù)雜性對故障處理提出了更高的要求。作為設(shè)備使用與維護(hù)單位，首先應(yīng)當(dāng)對各種故障形式有所劃分，如多發(fā)性故障與偶發(fā)性故障；其次應(yīng)當(dāng)對設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)有所掌握，如故障多發(fā)點(diǎn)，并優(yōu)化故障查找方案，以便能夠及時(shí)定位故障點(diǎn)，確定故障原因；再次應(yīng)當(dāng)對各種故障的處理進(jìn)行規(guī)范化和系統(tǒng)化，尤其是對于主要的多發(fā)性故障應(yīng)建立起故障處理的方案流程；對已經(jīng)發(fā)生的故障應(yīng)當(dāng)進(jìn)行整理分類，以便為今后的故障處理提供參考和對照。

2.2 利用輔助設(shè)備分析問題

司法記錄儀JRU和EVC主機(jī)會(huì)對接收信息、系統(tǒng)狀態(tài)和控制動(dòng)作等進(jìn)行記錄。在故障處理時(shí)，通過對這些記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以了解設(shè)備的運(yùn)用狀況及故障時(shí)的綜合信息，從而有助于查找故障源。

首先打開JRU數(shù)據(jù)（主要描述列車運(yùn)行情況，司機(jī)操作，公里表，速度，接受應(yīng)答器情況等）查找故障點(diǎn)，主要查看動(dòng)車組在運(yùn)行中的非正常停車（速度為0），確定時(shí)間、公里表，然后打開TCC數(shù)據(jù)（描述ATP的自檢情況和報(bào)警信息），從停車時(shí)間和公里表往上查找，觀察ATP是否報(bào)故障

信息。

利用配置于動(dòng)車組的實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)，可對所有運(yùn)行的動(dòng)車組的速度曲線、收到的碼序、公里表、時(shí)間、收到的應(yīng)答器信息等信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控可以迅速對故障動(dòng)車組進(jìn)行故障分析，并提出解決方案。并對檢修后的動(dòng)車組在重新上線后進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，確定故障是否徹底修復(fù)。

2.3 具體案例分析

3 結(jié)語

在目前高速鐵路的運(yùn)用中，動(dòng)車組ATP車載設(shè)備的安全性仍然有許多不容忽視的問題亟待解決，在故障（數(shù)據(jù)）分析、故障處理方面仍然存在不足。通過不斷吸收先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，積累實(shí)作技能，相信隨著中國高速鐵路進(jìn)入新的發(fā)展紀(jì)元，動(dòng)車組ATP車載設(shè)備必將實(shí)現(xiàn)高可靠性和故障處理及

時(shí)性。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李瑞榮，張中央.動(dòng)車組操縱與安全[M].西南交通大學(xué)出版社，2008.

[4] 趙蕾，馬文俊.快速搭建高鐵車載ATP設(shè)備知識(shí)框架初探[J].西鐵科技，2011（1）.

[5] 楊愛國.動(dòng)車組ATP車載設(shè)備故障分析技巧[J].西鐵科技，2007（S2）.