300T型ATP設備多普勒雷達參數(shù)標定方法的改進

易 晟 上海鐵路局南京電務段

300T型ATP設備多普勒雷達參數(shù)標定方法的改進

易 晟 上海鐵路局南京電務段

針對300T型ATP設備多普勒雷達參數(shù)動態(tài)標定過程較長影響動車組交路編排運用的問題，改進為雷達參數(shù)靜態(tài)標定方法，節(jié)省人力、物力、財力、縮短雷達參數(shù)標定時間，有利于鐵路正常運輸生產(chǎn)。

ATP設備；多普勒雷達參數(shù)；動態(tài)標定；靜態(tài)標定

隨著中國高速鐵路、客運專線和城際鐵路建設的迅猛發(fā)展，動車組運用交路越發(fā)密集，動車組的安全、正點是確保鐵路正常有序運輸?shù)年P鍵。多普勒雷達是用于確保動車組高速運行時安全性和可靠性的測速測距設備，為確保多普勒雷達測速測距精度，需要定期或在特殊條件下（如更換故障多普勒雷達時）重新標定雷達參數(shù)。

1 背景

現(xiàn)階段采用的多普勒雷達參數(shù)動態(tài)標定方法，需路局專門安排動車組上線進行動調(diào)試驗。調(diào)試期間可能受到測試環(huán)境等因素的影響，存在一定的失敗概率。

以南京電務段為例，其配屬300T型ATP設備65組，在2013年一整年內(nèi)共計標定雷達參數(shù)12件，雷達設備更換后，因動車組運行交路密度大，等待路局安排動車組動調(diào)試驗，耽誤動車組上線運行時間20天，嚴重影響動車組運用計劃安排，且浪費人力、物力、財力等資源。為縮短多普勒雷達參數(shù)標定時間，提高動車組上線運用效率，南京電務段2014年首先采用了雷達參數(shù)靜態(tài)標定方法。該方法無需安排動車組上線動調(diào)試驗，在動車所檢修庫內(nèi)及可進行雷達參數(shù)校準。大量減少現(xiàn)場作業(yè)勞動量，節(jié)省維修成本。

由此本文簡要了雷達參數(shù)動態(tài)標定方法的流程，詳細闡述了雷達參數(shù)靜態(tài)標定方法的原理與操作步驟，并對兩種方法的性能進行了對比。

2 多普勒雷達參數(shù)動態(tài)標定方法

雷達參數(shù)動態(tài)標定流程如圖1所示。

圖1 雷達參數(shù)動態(tài)標定流程

路局安排動車組上線動調(diào)試驗時，需在線路長度為1 000 m以內(nèi)線路坡度不大于0.5%的直軌道內(nèi)進行動車組運行，司機操作以15 km/h左右速度前進500 m，期間司機以I級牽引勻加速加速至20 km/h并保持恒速5 s，隨后司機以I級制動減速至動車組停車。停車后讀取雷達校驗數(shù)據(jù)，并進行修改，復核完畢后動態(tài)標定結束。

3 多普勒雷達參數(shù)靜態(tài)標定方法

3.1 靜態(tài)標定準備工作

多普勒雷達是基于向軌面以特定的傾斜角度發(fā)射微波和接收微波發(fā)射的原理。雷達參數(shù)靜態(tài)標定前，雷達需安裝到位，具體技術要求如下：

雷達表面劃分中心線；調(diào)整雷達下表面和軌道上表面夾角在8°-10.2°；雷達距離軌面高度需在規(guī)定范圍。各車型雷達安裝標準如表1所示。

表1 雷達距離軌面高度

查詢ATP設備速度傳感器所對應車輪的輪徑值并且核對ATP設備中的參數(shù)，如不一致則需按照車輛提供的最新輪徑值進行修改；軌道與車輛應保持平行，車輛轉向架之間不得有碰撞或傾角變化；用于測量的多普勒雷達表面必須保持清潔；多普勒雷達下方的軌面表面必須保持清潔。

3.2 靜態(tài)標定的操作方法

測量前需將數(shù)字角度測量儀校準為絕對零度。

（1）測量多普勒雷達傾斜角。將數(shù)字角度測量儀放置在靠近雷達尾部。如多普勒雷達前部低于后部，則該傾斜角為正，反之為負。

（2）因人為的擺放偏差，需連續(xù)三次測量雷達安裝角度。重復上述步驟三次，建議每次測量后都翻轉角度測量儀180°進行下一次測量。

（3）如果三次測量結果之間的最大偏差大于0.04°，則該三次結果無效，繼續(xù)測量直到三次測量結果之間最大偏差小于或等于0.04。

（4）計算三次測量的平均值，結果記為aradar。

（5）按照以上的方法同理測量軌道傾斜角度，角度測量儀放置在雷達天線的正下方的鐵軌上，測量結果記為arail。

如果|aradar-arail|大于1°，應調(diào)整多普勒雷達的安裝，然后重新進行上述測量。

如果|aradar-arail|小于1°，則正確的雷達脈沖應為：

其中PRnominal為標準雷達脈沖，標準值為：26172。

（6）通過專用筆記本修改配置ATP設備雷達脈沖參數(shù)，并進行復核，確認無誤后，靜態(tài)標定結束。

3.3 靜態(tài)標定的注意事項

雷達傾斜安裝靜態(tài)標定時，測量角度需要注意的事項：

（1）對于傾斜安裝這種特殊的情況，數(shù)字角度測量如果要達到上述測量步驟中所需求精度，必須使數(shù)字角度測量儀的方向精確地平行于雷達外殼。因此，在測量前，需要在雷達的防護罩表面的中心位置標示一條直線。當測量角度時，數(shù)字角度測量儀與該直線對齊。

（2）如果車輛安裝的雷達沒有添加中心線，則須在進行雷達靜態(tài)標定時，先添加中心線。將該工裝放置在雷達底部，對齊邊緣，使用記號筆劃一條中心線。

（3）如果靜態(tài)標定沒有對準中心線，會對角度測量帶來偏差；假設數(shù)字角度測量儀與中心直線偏差了16.7°，雷達以12°的傾斜角度安裝。這將會帶來 (12°×（16.7/90）=2.2°）大于4%的測量誤差。

4 靜態(tài)標定技術優(yōu)勢

（1）2014年 以 來 對 CRH2C、CRH380A/AL、CRH380B等多種車型動車組的ATP設備雷達進行靜態(tài)標定試驗，經(jīng)過半年多的的試用，動車組在酷暑、暴雨等惡劣天氣下運行，均未出現(xiàn)過ATP設備測速誤差較大的安全問題。

（2）采用雷達參數(shù)靜態(tài)標定方法，不再需要動車組上線動態(tài)調(diào)試進行雷達參數(shù)動態(tài)標定，減輕機務、車輛、電務部門的勞動工作量，動車組滿足上線運行質量，確保動車組運輸暢通。新型雷達參數(shù)標定方式比以往的動態(tài)參數(shù)標定方式更具準確性、實施性，具有良好的安全效益。

（3）采用雷達參數(shù)靜態(tài)標定方法，縮短了動車組扣修時間，減少了對于動車組上線運營安排的影響；減少了動車組上線動調(diào)試驗的勞動工作量；減少了動車組上線動態(tài)試驗對于相關器具設備（受電弓、輪軸、轉向架、雨刮器、軋片等）造成消耗；減少了動車上線動調(diào)試驗對于大量電力資源使用，具有極大的經(jīng)濟效益。

5 結束語

雷達參數(shù)靜態(tài)標定方式簡單易操作，在動車所檢修庫內(nèi)即可完成，且無需安排上線動調(diào)試驗，大量減少現(xiàn)場作業(yè)勞動量，節(jié)省維修成本。隨著雷達參數(shù)靜態(tài)標定方法的普及，可在全路電務系統(tǒng)推廣應用，具有廣闊的推廣應用前景。

[1]鐵運[2012]211號CTCS-3級列控車載設備技術規(guī)范（暫行）

[2]鐵總運[2014]198號CTCS-3級列控車載設備技術規(guī)范（暫行）補充規(guī)定

[3]上海德意達DRS05系列雷達靜態(tài)標定操作手冊

責任編輯：宋 飛

來稿時間：2015-5-22