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車載ATP是什么?高鐵安全高效運行全靠它!| 科普

車載ATP是什么?高鐵安全高效運行全靠它!| 科普

2017-05-18 通號 軌道世界
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車載ATP是什么?高鐵安全高效運行全靠它!| 科普

當我們乘坐高鐵,享受著安全、快捷、舒適的服務,欣賞著窗外美麗的風景,閱讀著手中的書籍時,很少想到此時此刻,一臺神秘的車載設備正在為列車安全、高效地運行保駕護航。它就是中國通號為高速鐵路裝備的車載自動防護設備ATP(Automatic Train Protection)。

喜訊

4月28日,從萬里之外的歐洲傳來的一個消息,讓我國鐵路通信信號系統(tǒng)一片歡騰:由中國通號自主研發(fā)的車載ATP(列車自動防護)產(chǎn)品獲得歐盟TSI認證證書,標志著中國通號車載ATP產(chǎn)品成為我國首個獲得歐洲權威測試機構認可并通過歐盟TSI認證的列控車載產(chǎn)品,中國高鐵列控核心產(chǎn)品獲得進入歐盟乃至全球的海外“通行證”。

小編在充滿自豪感與榮譽感的同時,也是翻閱了大量的資料、查找了很多信息,究竟這臺神秘的ATP設備是什么?有什么本領?占據(jù)什么優(yōu)勢?“走出去”的過程中發(fā)生了哪些事? 

車載ATP是什么?

高鐵以它風馳電掣的速度真真切切地縮短了空間距離,改變和影響著我們的生活。在列車運行途中,有一套保障列車運行安全和提高運輸效率的關鍵技術裝備,它就是列車超速防護系統(tǒng),簡稱“車載ATP”。

ATP包括哪些子系統(tǒng)?

車載ATP是列車運行控制系統(tǒng)的核心安全設備,包括車載主機、無線傳輸單元、應答器信息接收單元、軌道電路信息讀取器(TCR)、測速測距單元、人機交互接口單元(DMI)、列車接口單元(TIU)、司法記錄單元(JRU)等多個子系統(tǒng)。

這些子系統(tǒng)有什么功能?

車載主機是車載ATP的核心處理單元,實現(xiàn)車載ATP的核心安全控制功能。如果將一列車比作一個人,車載ATP就是人的大腦,無線傳輸單元、應答器信息接收單元等就是五官和四肢,從地面獲取線路數(shù)據(jù)和控制信息,從列車獲取牽引、制動、方向的狀態(tài)信息。司法記錄單元好比飛機上的黑匣子,記錄著車載ATP的運行數(shù)據(jù)。高鐵列車上裝備的車載ATP一般支持CTCS-2級和CTCS-3級兩個運行等級。以CTCS-2級運行時,最高允許速度可以達到每小時300公里;以CTCS-3級運行時,最高允許速度可以達到每小時350公里。

ATP如何保障行車安全?

列車進站時,地面信號燈依次發(fā)生變化,司機不斷復述著地面信號燈的顏色,逐漸施加制動,降低列車運行速度,保證不會超過允許速度。即使是在大霧天或大雨天,司機無法看到列車前方的任何信息,但是只要車載ATP能夠從地面獲取行車許可、線路數(shù)據(jù)等信息,就能通過自己的邏輯保證列車行車安全,不超過允許速度,不越過行車許可終點。在風、雨、雪等惡劣天氣條件及施工情況下,車載設備收到臨時限速信息時,會計算新的控車曲線,保證列車按照限速命令通過臨時限速區(qū)段,以確保列車的行車安全。

ATP如何提高運行效率?

列車??吭谲囌?,司機給車載ATP設備上電,通過人機交互界面輸入司機號、車次號、列車長度等關鍵信息,等待發(fā)車。按照規(guī)定,司機一般以C2等級部分模式發(fā)車,在部分模式下列車的允許速度是每小時45公里,出站經(jīng)過應答器轉(zhuǎn)為完全模式,在C2等級完全模式下,列車最高允許速度是每小時300公里。車載設備根據(jù)行車許可、線路數(shù)據(jù)和列車性能計算出目標距離連續(xù)速度控制模式曲線,司機根據(jù)曲線控制列車速度。當列車超速時,車載設備施加一次制動,列車安全平穩(wěn)地降低速度或停車,提高了旅客乘坐舒適度。為了加快列車的運行速度,以C2等級出站的列車在條件滿足時,將自動轉(zhuǎn)入C3等級,以更快的速度運行,提高列車的運行效率。

中國通號車載ATP優(yōu)勢

  • 自主知識產(chǎn)權

    自主化車載ATP具有完全自主知識產(chǎn)權,針對所有功能單元故障均可深入分析、快速響應。

  • 適用性廣

    自主化車載ATP在歐洲權威測試機構通過了涵蓋2萬余個測試案例的全功能測試,不但能滿足我國高鐵CTCS-2級和CTCS-3級列車運行控制系統(tǒng)的需要,而且可以滿足目前世界上大多數(shù)高速鐵路采用的歐洲ETCS-1級和ETCS-2級列車運行控制系統(tǒng)的需要。

  • 自主安全計算機平臺技術

    為了滿足鐵路信號列車控制領域的高安全性與高可靠性要求,針對安全計算機平臺的采集、計算、通信、驅(qū)動以及智能檢測維護等方面,研究人員攻克多項技術難關,開展了系統(tǒng)關鍵信息自記錄與自診斷研究;研制了完全自主知識產(chǎn)權的安全計算機平臺,提升了系統(tǒng)安全性和可靠性。

  • 車載全功能無縫切換技術

    目前國內(nèi)外主流車載ATP均采用冷備結構設計,當主系發(fā)生故障時,需司機在停車情況下手動切換至備系,會對運營效率產(chǎn)生一定影響。中國通號自主化車載ATP突破了全系統(tǒng)、功能無縫切換技術,主機、BTM等設備出現(xiàn)故障后均可在不停車情況下自動切換到另一系,提升系統(tǒng)可靠性,且對運營效率無任何影響。

  • 測速測距技術

    由于不同列車對測速測距的傳感器安裝限制條件不同,中國通號研究人員提出了傳感器可配置的多信息融合算法;針對車載ATP對速度距離信息的高安全性需求,提出了多源安全誤差容限算法和自適應空轉(zhuǎn)打滑補償算法,并在自主化車載ATP上成功應用,既保證了使用的靈活性,又能有效提高測速測距的精度和安全性。

ATP研發(fā)時發(fā)生了哪些事?

在獲得海外“通行證”的背后,中國通號設備研發(fā)人員付出了大量心血。在設備研發(fā)的關鍵時期,中國通號研究設計院集團研發(fā)人員每天都在實驗室奮戰(zhàn)到深夜。對于鐵路運輸來說,安全是第一要務,研發(fā)人員們絲毫不敢懈怠。軟件測試中發(fā)現(xiàn)了問題,大家群策群力,及時分析原因、修改軟件、重新測試。有的測試場景很難復現(xiàn),他們就一遍又一遍嘗試,有時甚至要嘗試上百遍,直到復現(xiàn)出故障場景并最終解決問題。這是一群朝氣蓬勃的年輕人,平均年齡不到30歲,大家都為了一個共同的目標,那就是研發(fā)出安全、可靠、先進的具有完全自主知識產(chǎn)權的自主化列控設備。

ATP設備怎樣“走出去”的?

研發(fā)成功后,中國通號研發(fā)人員攜帶著自主化車載ATP遠渡重洋來到比利時的Multitel實驗室,開展針對歐洲標準的全功能測試,并與Multitel實驗室的測試專家們分析解決測試中遇到的各種問題。遇到棘手的存在爭議的問題時,研發(fā)人員依據(jù)ETCS規(guī)范據(jù)理力爭,與外方專家友好而又激烈地辯論,有時他們讓外方專家信服,有時外方專家讓他們信服,充分展現(xiàn)了中國通號年輕技術人員的深厚技術底蘊和對ETCS規(guī)范的熟悉。自主化車載ATP在測試過程中的良好表現(xiàn),得到了比利時Multitel實驗室專家們的一致好評。

肩負發(fā)展通信信號民族產(chǎn)業(yè)的神圣使命,中國通號自主研發(fā)的高速鐵路CTCS-3級列控系統(tǒng)打破了國外跨國企業(yè)對我國的技術封鎖,達到世界領先水平。目前,中國通號已經(jīng)順利取得無線閉塞中心(RBC)、地面電子單元(LEU)和車載自動防護設備(ATP)的歐盟TSI認證,為中國高鐵高標準走出去提供先進安全、自主可控的核心技術支持。

素材來源:中國通號

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