CRH380BG型动车组300T型ATP车载设备的技术改造

吴广荣 姜 波

（1.辽宁铁道职业技术学院，辽宁锦州 121000 2.中国铁路沈阳局集团有限公司，沈阳 110001）

列车速度不断提升，对列车的运行安全提出了更高要求。目前，ATP作为列车运行控制系统的主体设备，是确保动车组安全快速运行的核心设备。在目前高速铁路的运用中，动车组ATP车载设备的安全性仍然有许多不容忽视的问题，这些问题亟待解决。相信随着中国高速铁路进入新的发展纪元，通过不断吸收先进经验，积累实作技能，动车组ATP车载设备必将实现高可靠性、安全性、及时性。本文从对CRH380BG动车组ATP车载设备故障的技术改造入手，对由于动车组ATP车载设备故障造成更换动车组进行分析，希望能为相关的工作人员提供一定参考。

1 CRH380BG动车组AG型“双叉”继电器改造

1.1 基本原理

如图1所示，此300T型ATP设备，采用ATP-A与ATP-B双系冷备，但工作时，两系共用一套继电器。正常情况下，在动车组运行中，ATP对AG型继电器接点进行周期回读检测，一旦发现接点断开或接触不良，ATP会立即输出制动停车信息，此时，需重启ATP进行自检确认设备良好，动车组方可继续运行。如果继电器发生不可恢复故障（如接点接触电阻大于105 mΩ），ATP将自检失败导致死机，只能更换动车组。

1.2 问题分析

在没有技术改造前，由于AG型继电器采用“单触点”设计结构，导致在动车组高速运行振动环境下，接点就会存在瞬间断开或接触电阻不良问题，从而造成ATP自检系统回读错误，输出制动停车信息。此继电器有如下3点弊端：一是单接点没有安全冗余，接点回读错误，立即导致故障；二是接点片宽，弹性不良，在外界环境振动时，易于产生接触不良；三是ATP双系使用一套继电器，一旦发生不可恢复继电器故障，就必须更换动车组。

2013年哈大高铁刚开通，由于均是新造出厂动车组，继电器故障相对不明显，2014年度就发生12件继电器故障，其中有4次更换动车组。

1.3 改进方案

针对AG型继电器的“单触点”设计结构存在的缺陷，建议采用“双叉”继电器，即接点为双触点，有效克服了“单触点”继电器的两项缺点：一是双触点结构，在动车组运行外界环境振动的环境下，两个接点均同时断开或接触不良的概率几乎为零；二是“双叉”继电器接点片宽度不足原来的二分之一，弹性好，在外界振动时，仍可靠接触。

经2015年初步试验，收到良好效果，全年发生6件继电器故障（均为AG型）。2015年底全部完成改造后，2016～2017年，仅发生1件由于继电器原因导致的ATP故障。

2 CRH380BG动车组ATP安全数据输入输出模块、接口继电器冗余改造

2.1 基本原理

如图2所示，CRH380BG动车组300T型ATP设备采用双系冷备，并共用一套安全数据输入输出（VDX）模块和接口继电器，运用中只要一个VDX模块或者一台继电器发生不可恢复故障，ATP将自检失败导致死机，只能更换动车组。

2.2 问题分析

CRH380BG动车组300T型ATP虽然主体设计是双系冷备，其中一套故障可以人工转为备用系，但是其中VDX、接口继电器却是共用的，无论使用哪一个系工作，要求VDX模块和继电器均必须处于良好状态。实践证明，2013年至今，由于ATP故障导致更换CRH380BG动车组的多为是VDX模块、继电器故障。共计11件（其中VDX模块7件，继电器4件）。

2.3 改进方案

针对CRH380BG动车组300T型ATP设备VDX模块、继电器单套设计结构存在的缺陷，建议利用动车组高级修时机，将VDX模块、继电器改造为双套化，消除由于VDX模块、继电器单套故障引发更换动车组风险。

目前，编号为58开头的CRH380BG和谐号、复兴号动车组新造出厂时，ATP设备VDX模块、继电器已经实现双套化，方案成熟、可以推广，如图3所示。哈大线CRH380BG动车组VDX模块、继电器双套化的有17组，还有83组需要进行改造。

3 CRH380BG动车组300T型ATP总线改造

3.1 基本原理

如图4所示，CRH380BG动车组300T型ATP设备（简称ATP）主机与人机接口（简称DMI）通信是借用动车组车辆总线（简称MVB）实现的（虚线部分为车辆设备）。车辆MVB总线有A、B两个通道，ATP主机与DMI通信使用其中A通道。

3.2 问题分析

一是当车辆MVB总线A通道发生故障时，车辆设备可以转换B通道通信，ATP则无法继续工作，必须更换动车组。二是车辆MVB总线上设备较多，经常发生瞬间通信中断，导致ATP故障，需动车组列车停车和重启ATP，对运输产生较大干扰。

2013年哈大高铁开通以来，共发生25件DMI与ATP通信中断故障，其中车辆MVB导致故障不能恢复8件。

3.3 改进方案

针对ATP主机与DMI通信借用车辆MVB总线不合理问题，建议在ATP主机与DMI之间设置独立双路总线，提高ATP的可靠性、可用性。国产复兴号动车组已经采用此方案，建立利用动车组高级修时机，有针对性地对和谐号CRH380BG动车组进行改造如图5所示。

通过上述3种情况的分析可知，在目前高铁动车组的运用中，动车组ATP车载设备的安全性及可靠性仍然存在一些影响动车组正常运行的问题，通过不断吸收先进经验，且经过技术改造，相信随着中国铁路的不断发展，动车组ATP车载设备必将实现高可靠、高安全，进而实现高速列车的安全正点运行。