動車組2種ATP系統CTCS2-200H/200C的兼容性設計

劉錦玲（青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司,山東　青島　266111）

動車組2種ATP系統CTCS2-200H/200C的兼容性設計

劉錦玲
（青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司,山東青島266111）

摘要：為了減小更換ATP對車輛設計的影響，車輛系統集成設計時需要同時考慮兼容可能潛在的不同型號ATP的接口。本文針對CTCS2-200H與CTCS2-200C兩種型號ATP系統接口的不同點進行分析研究，結合CRH1動車組機械、電氣的實際接口，制定出了一套簡潔可實施的解決方案。200H型ATP已在CRH1動車組上安裝運行多年，運行狀態良好，而安裝200C型ATP的新一代CRH1已完成廠內試驗，試驗結果滿足相關技術要求。

關鍵詞：動車組;ATP;CTCS2;200C;200H;WSP;兼容設計;系統集成

0　背景

安裝在動車組上的列控車載設備（下稱ATP），不屬于動車組車輛的供貨范疇，屬于客戶單獨招投標設備，經常出現同一型號動車組中安裝不同型號ATP系統的情況，而且不同型號的ATP系統，接口也各有不相同。為減小動車組的設計因不可控的ATP型號更換或不確定ATP型號而導致，后期動車組車輛設計發生重大的更改，在動車組車輛設計中需要盡可能的兼容考慮潛在ATP系統的機械及電氣接口。

1　CRH1新一代動車組可能安裝的兩種ATP系統介紹

在CRH1新一代動車組可能會安裝CTCS2-200H型(以下簡稱200H)和CTCS2-200C型(以下簡稱200C)兩種型號的ATP系統。

200H型ATP系統主要由主機、DMI(顯示器)、NFB盤（電源分配盤），速度傳感器、BTM天線，TCR天線，TCR接線盒、插接件及相關電纜等組成。

200C型ATP系統主要由主機、DMI(顯示器)、BTM主機、工礦繼電器接口盒，速度傳感器、BTM天線，TCR天線，TCR接線盒、插接件及及相關電纜組成。

2　200H型ATP與200C型ATP的主要不同分析及動車組接口兼容設計策略

2.1ATP速度傳感器不同

為了減小安裝ATP速度傳感器的軸發生空轉對ATP測速系統的影響，最好將速度傳感器安裝于不帶動力的拖車轉向架軸端上。同時為了減小速度傳感器受車輛電磁環境的影響，要求從ATP速度傳感器到主機的電纜要盡量的短。ATP主機要求安裝在頭車上，而CRH1新一代動車組頭車為動車，所以距離主機最近的拖軸為第2車的1、2軸，但是2車轉向架軸端傳感器已經布置滿，已安裝了包括WSP速度傳感器、GB(接地)、回流等多種傳感器，沒有空余的軸端安裝ATP速度傳感器，且接地/回流的軸端不適合安裝測速傳感器。只能考慮在安裝WSP的軸端上安裝，同時還需要兼容兩種ATP速度傳感器的安裝。200H型ATP的速度傳感器采用測速發電機形式，傳感器外形為方形，要求的測速齒輪模數為2.5，齒數為72。

200C型ATP速度傳感器采用光電型6通道轉速傳感器（TQG15F-Tn型）。

WSP速度傳感器采用霍爾型速度傳感器，模數為2，齒數為80，這三種速度傳感器的測速原理完全不同。

動車組接口兼容設計策略：基于此，為滿足以上3種速度傳感器同時安裝在一個軸端，車輛設計出了一個特殊的復合測速齒輪，大齒輪部分配合安裝在車軸上，用于ATP速度傳感器；小齒輪配合安裝在大齒輪上用于WSP速度傳感器；200C的速度傳感器的中心榫配合安裝在測速齒輪中心孔上，200H的速度傳感器配合安裝在端蓋上。同時車輛設計了一個端蓋帶有兩種傳感器的接口，如果安裝200C,則200H的接口用空板補上，如果安裝200H，則200C的接口用白板堵上。詳細信息參考圖3所示。

2.2與車輛控制器的接口不同

（1）ATP系統與車輛控制器的信號接口，包括“前向”、“后向”及手柄信號“牽引”、“制動”、“零位”等。200H型ATP與車輛的接口為DC110V電平信號，而200C型ATP系統接口為DC24V，且CRH1新一代動車組ATP控制柜附近沒有DC24V電源線路。

動車組接口兼容設計策略：統一車輛與ATP的電平接口

經過調查，在200C控制機柜內部可提供DC24V電源供電，為此，設計了一個工況繼電器轉換盒，用于將車輛提供的DC110V電平信號轉換為DC24V電平信號，以提供給200CATP控制柜，從而保證了車輛側與兩家的ATP接口一致，如圖1所示。

（2）200H輸出的給車輛的SB1、SB4、SB7及過分相信號都為有源DC110V電平信號；而200C輸出的給車輛的SB1、SB4、SB7及過分相信號都為無源的干觸點信號，需要車輛多提供幾路DC110V電源輸入。

動車組接口兼容設計策略：統一車輛與ATP的電平接口

為了統一車輛接口，200C工況電器轉換盒內增加分線端子，使得DC110V電源輸入從200C內部提供，從而保證了車輛側與兩家的ATP接口一致。

（3）200H型ATP與車輛的TCMS接口有牽引切除TCO信號, 而200C型ATP不提供牽引切除信號。

動車組接口兼容設計策略：統一車輛與ATP的信號接口

經過分析，ATP輸出牽引切除指令的主要目的是為了避免在ATP輸出制動的同時，車輛施加正向牽引。ATP輸出任何級別的制動時都會攜帶輸出切牽引指令，并且在輸出高級制動的同時會攜帶低級的制動指令，所以在200CATP輸出的常用制動SB1級指令后并接出切牽引指令，這樣就可以做到車輛的接口不用改變，200C的核心控制邏輯也不需要更改，且保證了車輛側與兩家的ATP接口一致如圖2所示。

2.3車下TCR電纜布線方案不同

200H的TCR信號走線路徑為從TCR分線箱到ATP主機,然后由ATP主機內部并出FSK信號LKJ2000監控裝置；而200C的TCR相關信號走線路徑為一路從TCR分線箱直接到ATP，另外一路從TCR分線箱直接到LKJ2000監控裝置機柜，LKJ2000監控裝置機柜位于司機室，因此兩種ATP的TCR電纜安裝方案不同，會導致車下線槽的安裝、車下電纜的布置方案等不同。

動車組接口兼容設計策略：經過分析，調整200C的TCR電纜線為兩路都先到ATP柜附近，在ATP柜附近增加過渡端子，然后從過渡端子排再布線到LKJ2000監控裝置，這樣可以保證兩家ATP的布線路徑基本一致，統一了車下線槽的安裝、車下電纜的布置等方案，見下圖4所示。

3　結論

目前200H型ATP已在CRH1動車組上安裝運行多年，運行狀態良好，而安裝200C型ATP的新一代CRH1目前已完成設備安裝及廠內試驗，試驗結果顯示，車輛功能正常，ATP功能正常，兩者達到了良性匹配，并滿足相關技術要求。

參考文獻：

[1]鐵總運（2014）29號,CTCS2級列控車載設備暫行技術規范[S],中國鐵路總公司,2014(02).

[2]殷勤,CRH2型動車組與CTCS2-200C型列控車載設備良性配合之探討[J].鐵道通信信號,2012(06).

[3]鄭燕,200C-ATP測速系統速度傳感器報警故障分析及解決方案[J].機車電傳動,2011(06).