胡繼平

摘 要：在當(dāng)前時(shí)代下，高速鐵路的發(fā)展建設(shè)非常迅速，高速鐵路能夠?qū)勺鞘兄g的列車運(yùn)行時(shí)間有效的縮短，加快鐵路的速度，而且具有非常強(qiáng)的安全性。在高速鐵路中，由于其具有非?？斓男旭偹俣龋渲械墓╇娤到y(tǒng)是由多個(gè)不同區(qū)域變電所提供的，并通過(guò)接觸網(wǎng)對(duì)高速鐵路進(jìn)行供電。在高速鐵路的供電系統(tǒng)中，采用的是空氣分割的原理，對(duì)每一段供電區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的分離，保證各個(gè)變電所之間的供電不會(huì)出現(xiàn)沖突等問(wèn)題，這就需要高鐵動(dòng)車組進(jìn)行過(guò)分相操作，確保高速鐵路動(dòng)車組在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)任何電力方面的問(wèn)題，保證高速鐵路的運(yùn)行質(zhì)量。本篇文章主要針對(duì)高鐵信號(hào)ATP設(shè)備自動(dòng)過(guò)分相的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析和研究，并加以闡述，希望對(duì)我國(guó)高鐵動(dòng)車組ATP設(shè)備的應(yīng)用有所加強(qiáng)，促進(jìn)自動(dòng)過(guò)分相的質(zhì)量和效果。

關(guān)鍵詞：高鐵信號(hào)；ATP設(shè)備；自動(dòng)；過(guò)分相；優(yōu)勢(shì)

高速鐵路動(dòng)車組的電能供應(yīng)是由多個(gè)變電所組成的，每個(gè)變電所負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)域，在高鐵動(dòng)車組運(yùn)行的時(shí)候，應(yīng)避免兩個(gè)區(qū)域之間的電位不一致造成動(dòng)車組中的用電設(shè)備出現(xiàn)損壞的問(wèn)題，而且也應(yīng)該確保三相電力機(jī)車的供電系統(tǒng)非常穩(wěn)定，避免出現(xiàn)相間短路的情況。高速鐵路的電力接觸網(wǎng)采用的是分段供電的方式，每段供電局域之間都有一定的分離，這段分離的、不具備電能的區(qū)間就叫做分相區(qū)。過(guò)去的高鐵動(dòng)車組在過(guò)分相的時(shí)候，全部相關(guān)操作都是動(dòng)車組的司機(jī)完成的，通常情況下，每個(gè)分相區(qū)之間的距離應(yīng)該在兩千兩百二十五千米，對(duì)于每小時(shí)二百五十千米的動(dòng)車組來(lái)說(shuō)，分相區(qū)應(yīng)控制在三百米只五百米之間，手動(dòng)過(guò)分相的相關(guān)操作會(huì)對(duì)動(dòng)車組司機(jī)造成巨大的影響，導(dǎo)致其精力不能夠集中，過(guò)度疲勞，有時(shí)還存在操作拖延等問(wèn)題，如果司機(jī)操作失誤的話，就會(huì)造成相關(guān)設(shè)備的破壞，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，因此，就需要一種非常高效的自動(dòng)過(guò)分相設(shè)備，提高高速鐵路的運(yùn)行質(zhì)量。

1 ATP自動(dòng)過(guò)分相方案

1.1 ATP系統(tǒng)

列控車載設(shè)備是列車控制系統(tǒng)中對(duì)列車進(jìn)行操縱和控制的主體，是CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)中保證行車安全的核心關(guān)鍵設(shè)備。它根據(jù)接收的地面信息及無(wú)線信息生成列車速度控制曲線，并與列車實(shí)際速度進(jìn)行比較，監(jiān)控列車運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)、人機(jī)界面自動(dòng)過(guò)分相等功能。在時(shí)速三百千米每小時(shí)的高鐵線路中，主要有兩種控制等級(jí)模式，一種是CTCS-3級(jí)，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)信息交互，來(lái)控制列車行車；另一種是CTCS-2級(jí)，通過(guò)地面點(diǎn)式應(yīng)答器速度傳感器和軌道電路，進(jìn)行控車。

1.2 ATP過(guò)分相系統(tǒng)架構(gòu)

ATP自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)主要由車載ATP裝置，地面無(wú)線控制中心（簡(jiǎn)稱RBC，Radio Block Center）、地面應(yīng)答器裝置、速度傳感器等構(gòu)成，通過(guò)RBC及地面應(yīng)答器傳送過(guò)分相信息。ATP向車輛管理單元輸出2個(gè)信號(hào)：過(guò)分相使能信號(hào)和過(guò)分相控制信號(hào)。這2個(gè)信號(hào)都只包括2種狀態(tài)：“有效”和“無(wú)效”。車輛管理單元應(yīng)根據(jù)ATP輸出的過(guò)分相使能信號(hào)，來(lái)判斷過(guò)分相是由ATP控制還是由車輛自身控制。如果過(guò)分相使能信號(hào)為控制過(guò)分相；如果過(guò)分相使能由車輛控制過(guò)分相?！坝行А保瑒t由ATP信號(hào)為“無(wú)效”，則由車輛控制過(guò)分相。

1.3 ATP車載設(shè)備過(guò)分相

高鐵動(dòng)車組、車體自動(dòng)過(guò)分相，優(yōu)先由ATP進(jìn)行控制，過(guò)分相使能信號(hào)一直為“有效”，這也是車體主要的自動(dòng)過(guò)分相控制方式。ATP在CTCS-3級(jí)下（第一控制等級(jí)），分相區(qū)信息隨同行車信息通過(guò)無(wú)線GSM-R網(wǎng)絡(luò)從RBC中獲得。在CTCS-2級(jí)下，ATP對(duì)外提供“分相有效”和“分相指令”輸出。

1.4 ATP過(guò)分相的優(yōu)勢(shì)

（1）設(shè)備可靠性高。ATP過(guò)分相裝置實(shí)現(xiàn)了CTCS-3級(jí)和CTCS-2級(jí)設(shè)備的冗余。在各級(jí)別下，硬件裝置都是雙套冗余，有一套故障時(shí)，不影響另一套設(shè)備的使用，這也是高鐵信號(hào)的最基本要求。CTCS-3級(jí)采用基于鐵路專用的GSM-R高頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，CTCS-2級(jí)設(shè)備基于27MHz的激活信號(hào)以及4MHz的回傳信號(hào)進(jìn)行點(diǎn)式通信，相對(duì)于電磁感應(yīng)的信號(hào)，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）距離精度準(zhǔn)確。ATP設(shè)備是高速鐵路動(dòng)車組中非常重要的控車設(shè)施，其能夠確保動(dòng)車組在行駛過(guò)程中的安全性，在這個(gè)過(guò)程中，ATP設(shè)備會(huì)利用地面應(yīng)答器對(duì)距離進(jìn)行高效的校正，而距離校正正式確保行車安全的重要基礎(chǔ)，因此，其在這方面具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

（3）成本費(fèi)用低。在高鐵線路中，ATP硬件裝置、應(yīng)答器裝置、RBC裝置等都是作為行車控車的必備設(shè)備，過(guò)分相功能被包絡(luò)在ATP的整個(gè)功能中，并未額外增加ATP的成本。

（4）人性化強(qiáng)度高。高速鐵路動(dòng)車組在運(yùn)行的時(shí)候，司機(jī)會(huì)通過(guò)人機(jī)交互界面對(duì)列車進(jìn)行控制，過(guò)去的過(guò)分相都是利用司機(jī)的肉眼對(duì)指示牌進(jìn)行查看，再進(jìn)行控制，而人機(jī)交互系統(tǒng)能夠通過(guò)衛(wèi)星定位，利用語(yǔ)音的方式提醒司機(jī)距離過(guò)分相區(qū)域還有多遠(yuǎn)，使司機(jī)的疲勞感有所下降，從而增強(qiáng)了人性化的程度。

2 ATP過(guò)分相系統(tǒng)應(yīng)用

在當(dāng)前時(shí)代中，在高速鐵路動(dòng)車組的時(shí)速超過(guò)三百千米每小時(shí)的線路中，ATP設(shè)備自動(dòng)過(guò)分相已經(jīng)得到了非常普遍的應(yīng)用，而且其對(duì)于高速鐵路動(dòng)車組的行車安全具有非常重要的作用。2011年鐵道部要求時(shí)速在二百五十千米每小時(shí)的高速鐵路動(dòng)車組中增加這項(xiàng)技術(shù)，2014年4月23日在合福線與CHR2型進(jìn)行了自動(dòng)過(guò)分相功能適配的動(dòng)態(tài)測(cè)試，通過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，結(jié)果非常成功。另外，在今后的高速鐵路動(dòng)車組制造的過(guò)程中，都會(huì)對(duì)高鐵信號(hào)ATP設(shè)備自動(dòng)過(guò)分相進(jìn)行有效的設(shè)置，而且時(shí)速為兩百五十千米每小時(shí)的動(dòng)車組也會(huì)具有自動(dòng)過(guò)分相功能，對(duì)過(guò)去的過(guò)分相方式進(jìn)行改變和完善，并形成高速鐵路自動(dòng)過(guò)分相的主流系統(tǒng)。

3 總結(jié)

通過(guò)上文中的分析和介紹，我們能夠了解到，ATP設(shè)備是高速鐵路動(dòng)車組中非常重要的組成部分，其能夠有效對(duì)車輛的行車進(jìn)行保護(hù)。在ATP設(shè)備中，應(yīng)充分加入能夠自動(dòng)過(guò)分相的技術(shù)，保證高速鐵路動(dòng)車組在過(guò)分相的時(shí)候非常安全，車組中的用電設(shè)備也不會(huì)存在損壞等情況，從而提高了高速鐵路動(dòng)車組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，加快我國(guó)高速鐵路的發(fā)展和建設(shè)速度。高鐵信號(hào)ATP設(shè)備的自動(dòng)過(guò)分相操作能夠有效降低司機(jī)的疲勞程度，為高鐵的安全運(yùn)行提供重要的基礎(chǔ)保障，而高鐵信號(hào)車載設(shè)備在自動(dòng)過(guò)分相中有著非常關(guān)鍵的意義，因此，應(yīng)不斷加強(qiáng)高鐵信號(hào)ATP設(shè)備自動(dòng)過(guò)分相的水平和質(zhì)量。

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