我国列控车载设备ATP的现状与发展

闫健

引言：本文针对我国动车组车载ATP系统进行了介绍，从设备组成、工作原理、人才培养等方面深入讨论了我国车载ATP系统的使用现状与发展方向。

一、列控车载设备发展背景

（一）列控车载设备出现

2002年12月在我国召开的国际铁路联盟（UIC）大会上，铁道部向世界宣布了发展中国列车运行控制系统（CTCS）的规划，并提出了符合我国国情的列控系统实施方案。

2007年4月18日全国铁路第六次大面积提速，列车时速提升至200公里，干线部分区段达到时速250公里。随着车速大幅提高，车载设备已经从传统的方式，即以地面信号显示传递行车命令，机车司机按行车规则操作列车运行的方式，发展到了根据地面发送的信息自动监控列车速度，并由列控车载ATP系统实施运行控制的方式。

随着技术装备的更新换代，装备列控车载ATP系统的CRH1/2/3/5型和谐号动车组应运而生，并迅，速在部分繁忙干线上运行。

（二）列控车载设备类型

列车运行控制系统由列控地面设备和列控车载设备构成，是保证列车安全、高效运行的重要信号设备。高速动车组安全控制离不开列控车载ATP系统。目前我国引进开发的车载ATP系统主要有以下几种类型：CTCS-200H型，对应动车组型号为CRH2 A型；CTCS-200C型，对应动车组型号为CRH5 A型；CTCS-300S型，对应动车组型号为CRH2 C型；CTCS-300T型，对应动车组型号为CRH3 C型。

二、列控车载系统组成

（一）列控车载系统总体结构

目前，我国在各个铁路局采用的列控车载系统主要有日本川崎重工的CTCS-200H型、法国CSEE公司的CTCS-200C型、意大利ANSOLDO（安萨尔多公司）的CTCS-300S型、法国庞巴迪公司的CTCS-300T车载ATP系统。这些设备来自不同的国家，不同的制造商，硬件构造虽略有差异，但其系统组成基本一致。外围功能模块包括：人机交互模块、GSM-R无线模块、司法数据记录模块、测速测距模块、点式信息处理模块、连续信息处理模块、司机控制信息输入模块，这些外部模块与核心安全计算机交互后，通过EMU接口发送快速制动、强常用制动、中常用制动、弱常用制动、切除牵引等指令。

三、列控车载系统工作原理

国内先后引进了日本、意大利、法国、加拿大、德国等多个国家的车载ATP系统，虽然地域跨度较大，但工作原理基本相同。现以郑西客运专线CTCS系统为例介绍ATP系统工作原理。

（一）C2等级下车载列控系统工作原理

列控中心TCC是CTCS-2等级下列控系统的控制核心，车站联锁IXL计算机控制的ZPW-2000型轨道电路及调度集中CTC、轨旁电子单元LEU等列控地面子系统的重要设备均与TCC进行通信。车载ATP设备通过司机-车载设备接口（DMI）获得司机号、车次、列车长度、载频等信息；通过与列控中心TCC地面电子单元LEU连接的有源应答器获取临时限速信息及列车进路信息；通过无源应答器获取线路坡度、线路速度、轨道区段、级间转换、特殊区段、调车危险、应答器链接等信息；通过连续信息接收模块获取轨道电路载频及低频信息；通过速度传感器获取测速测距信息，并对其走行误差进行校正；通过司控钥匙及手柄位置激活运用端设备，ATP系统安全计算机（ALM模块）在综合处理上述信息后生成速度距离控制曲线，监督列车运行。

（二）C3等级下车载列控系统工作原理

无线闭塞中心RBC是CTCS-3等级下列控系统的控制核心，分别与调度集中数据通信网、无线闭塞中心/联锁安全数据通信网、列控中心/联锁安全数据通信网、微机监测数据通信网连接，并以GSM-R无线通信和应答器方式实现车-地信息双向传输。

司机开启驾驶台，处于待机状态的ATP系统被唤醒，车载设备自检通过后，提示司机通过DMI输入司机号、车次号、等级信息、列车长度及RBC电话号码等信息，车载设备成功呼叫地面RBC后，在RBC中注册车载设备有效身份，RBC向车载ATP设备发送位置报告参数信息和行车许可请求参数信息，车载ATP向RBC发送列车位置信息，RBC判断列车在其管辖范围内并且位置有效时向车载ATP发送配置参数及C3行车许可信息及线路参数#，车载ATP设备监控列车安全运行。

（三）郑西客专列控车载设备C2、C3模块间的关系

郑西客专CTCS-300S型列控车载设备包括C3主控单元EVC和C2主控单元ALM二者按照自己不同的信息来源同时运行，分别运算生成控制曲线。当C3设备控车时，C2设备仍正常接收地面应答器及轨道电路信息并计算控车曲线。但此结果并不向列车接口及DMI输出，仅作为C3单元的备用系统；当控车权由C3主控单元转交给C2时，马上投入控车并通过DMI向司机显示。两者共用DMI模块、列车接口单元、测速测距模块、点式信息模块。C2单元监督控制功能的实现需要C3主控单元辅助和监管，并负责与DMI人机界面进行通信。C2专用模块或C3专用模块模块故障时不影响另一主控单元的正常工作。

四、列控车载ATP系统维护管理必备知识

列控车载ATP设备管理人才需要较宽广的知识面，必须对机、车、工、电、辆等专业相关知识及规章制度进行全面了解，熟悉机车原理、信号控制、现场总线、车辆制动等方面的基础知识及基本理论，人才培养周期较长。当前恰逢客运专线、高速铁路建设运营的黄金期，有经验、懂管理的复合型列控车载设备维护管理人才极度匮乏。本文从车载设备发展、组成、原理等几个方面进行阐述和对比，初步建立起列控车载设备知识框架。ATP车载设备维护人员仍需从以下几个方面加强学习，逐步提高。

（1）熟悉C2、C3应答器报文定义及运用原则，并能读懂常用报文及有源应答器中进路信息，熟悉车地传输的无线消息格式及内容，并能读懂常用信息包。

（2）掌握移频轨道电路、电码化设备、联锁、闭塞等信号基础知识，了解动车组操作、制动机及机车风路工作原理，熟悉列控车载系统与车辆、通信、机务等结合部设备的工作原理以及列车总线MVB、程序过程总线Profibus、时间距离分配总线CTODL及RS-485/422总线相关知识。

（3）掌握行规、技规、高速铁路管理及应急等基本规章，了解特殊情况下行车组织办法。

（4）多参与车载ATP设备的养护维修工作，做到理论与实际相结合。

参考文献

[1]铁道部.CTCS-3级应答器报文定义及运用原则(v1.0).2008.

[2]铁道部.CTCS-3级列控系统系统需求规范(SRS).2008.

[3]徐啸明.列控车载设备(CTCS2-200H型).中国铁道出版社.2007.