动车组自动控制系统发展现状及改进分析
来源:用户上传
作者:
摘 要 ATP是列车运行自动控制系统的基础，CCU是列车控制和监控功能的核心。列控系统的车载信号是列车行车的凭证，防止列车超速、冒进，结合列车速度控制系统，实现减速、缓解、加速的自动控制与自动驾驶，接受地面信息及车载设备实时处理，保证列车运行安全。本文介绍列控的功能作用，分析ATP与CCU的关键技术，针对CCU与ATP的端口实际运用存在的问题提出改进设计和解决办法。
关键词 ATP CCU 列控系統 解决办法
国内主流的轨道交通领域中，全面应用了列车运行控制系统ATC，装备高端水平的ATS、ATP和ATO系统，实现全线运营的列车监控和追踪、自动排进路、运行自动调整、列车自动防护、自动驾驶，列控系统装备达到了自动化的水平。
1列控系统发展现状分析
以下把列控系统简称ATP/LKJ。在160公里以下使用LKJ，200公里以上使用ATP，两个等级列控会随着列车前进的速度相互切换。在CTCS-2ATP列控子系统工作启动后，ATP车载设备可提供CTCS-2ATP全部功能，LKJ只用于记录器使用。
列控系统类似于人的大脑，CCU类似于人的神经，大脑一切行为通过神经系统控制，下面以八节编组为例说明：
一列八节编组的动车组有两个中央控制单元，分别为CCU1＼CCU2 、CCU1＼CCU2可以自动切换，MVB总线为一条主线，从一车直通八车，类似于人的神经主动脉，八节车辆MVB总线分别在列车总线上连接，车辆总线MVB连接着各个车辆的空调、转向架、边门等所有的车载部件的控制电路。
当车在正常状态/故障状态，一切的车载部件的状态都通过车辆总线传输到列车总线，再传输到CCU以数字的形态通过人机界面HMI显示出来。
当车上有某一个部件如火警、转向架轴温过高、制动失效等，危及行车安全的故障发生时通过MVB传给CCU，CCU会下发指令让车组停下来;而当列车收到危机信号时，立刻触发至列控系统ATP＼LKJ。
ATP＼LKJ因车组运行危险自动与车站动调行调，运算出合理命令，给车组下达命令的同时中央控制单元CCU触发一区紧急措施，或者相对应的技术处理。
总结：ATP＼LKJ是列车的大脑，CCU就是列车的神经，两者密不可分，相互依靠。
2列车运行自动控制系统实际运用问题
列控系统存在的缺点：超速防护系统ATP与CCU目前发现存在的问题，两者端口不一致，CCU处理完的信息未能准确监测到ATP端口位置，CCU找不到列控传输的信号端口。以下通过一个实例说明ATP与CCU并存的关系：
CRH380BL-3554车组担当005次列车运行，CRH380BL-3554车组从沈阳站动车，16车为主控端，一路正常运行至北京西。
17时50分，CRH380BL-3554车组从北京西开车，01车为主控端。
17时55分， CRH380BL-3554运行至北京西至涿州东区间时，司机通知随车机械师HMI报355401车“自ATP通信故障”（代码6148），HMI上显示限速100km/h的图标。
17时56分，随车机械师赶到司机室确认代码和限速图标后，立即向应急指挥中心汇报。
17时57分，随车机械师通知跟车ATP人员进行处理。
18时00分，ATP人员检查后通知随车机械师故障原因不明。
18时34分，CRH380BL-3554车组限速100km/h到达涿州东站。
19时03分，CRH380BL-3554车组从涿州东站开车。
19时07分，司机通知随车机械师HMI报355401车“自ATP通信故障”（代码6148）。19时08分，随车机械师与ATP人员进行确认。
19时18分，CRH380BL-3554车组限速100km/h到达高碑店东站。19时26分，ATP人员将ATP的C3模式切除。
19时44分，CRH380BL-3554车组从高碑店东站动车，后续运行良好。
原因分析：
当ATP处于C2模式下，CCU不对ATP2端口的进行监测，而当ATP处于C3模式下，CCU则对ATP2端口的信息进行监测，如果CCU未监测到该端口的信息时，则认为ATP系统异常。
当CRH380BL-3554车01端的ATP由C2转到C3控制模式时，CRH380BL-3554车主控端01车CCU没有监测到ATP侧ATP2端口的信息，认为ATP工作状态不正常，造成车组报6148故障（自ATP通信故障），并将车组限速到100km/h。
3改进方案
（1）就此ATP与CCU的端口协议，双方厂家定一个规范的协议，制定ATP与CCU信息渠道，确保双方的交换、监测和工作标准，并修订完善ATP与CCU的通信，减少信息交换与监测的异常，保证列车无限速行驶状态，正常运行。
（2）研发一个CCU与ATP的设备传输端口，保证CCU能准确采集到ATP的信息，实行监测。
改进方案：①在CCU与ATP的中间加一个辅助设备，连接两个端口设计成直通一体化，负责识别两端口的信号，精准搜素，连接传输。②在CCU旁加装一个ATP与CCU故障自动修复系统，针对监测、传输、控制、记录等有可能出现的故障，将其扼杀在摇篮里，具备自动修复、维护功能。
参考文献
[1] 罗伟，李秋梅.高速动车组技术[M].成都：西南交通大学出版社，2015.
[2] CRH3列车运行控制系统[D].成都：西南交通大学，2015.
[3] CRH3A动车组网络控制系统[D].成都：西南交通大学，2017.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15196646.htm
