300T型ATP设备D电缆固定支架的研制

陈惠冬 上海铁路局上海电务段

300T型ATP设备D电缆固定支架的研制

陈惠冬 上海铁路局上海电务段

阐述ATP(AutomaticTrain Protection)设备在高铁事业中扮演的重要角色，剖析当前ATP故障原因及类型以确立课题研究方向,通过研制D电缆固定支架达到改善当前ATP设备运行质量的目的。

ATP；300T；D电缆；固定支架

中国高铁技术正日益成熟，在中国高铁事业蓬勃发展的大趋势下，动车组的安全、正点是确保铁路正常有序运输的关键，作为高铁动车组运行的控制系统，CTCS3-300T型列控车载设备扮演着至关重要的角色。

目前，上海管内已开通运营多条高铁线路，ATP设备也已经过了重重考验。为了适应在高速运行里程下对ATP设备更可靠更稳定的要求，仍然需要对300T型ATP设备进行软件升级及设备改造，不断提高车载ATP设备运用质量，进一步保证安全运行任务。

1 研究背景

以上海电务段为例，其配属的CTCS3-300T设备动车组达到57组，为全局最多，在2012年一整年内其300T设备发生各类故障103件，其中BTM故障占所有故障的38%。月平均故障停车21次，累计延时126min，严重干扰了高铁运输秩序。

引发BTM故障的原因有以下三种：

（1）BTM自检测试超时，主要是因为设备上电时，BTM自检测试与上次成功自检测试的间隔时间即将超过120h。

（2）状态端口无效，主要是因为BTM在数据处理上存在缺陷导致状态数据异常。

（3）BSA临时性错误，BSA即应答器服务有效性。经过长期的跟踪分析我们发现主要是由于安装上存在缺失引发的。

其中BSA临时性错误是引发BTM故障的主要原因，前两类原因在设备使用中经过多次的软件升级已经很少发生。

针对BTM故障，尤其是BSA临时性错误引发的这类故障，目前的处理极其费时费力。故障涉及三大部件：BTM数据处理单元、CAU数据接收天线、二者之间的连接电缆（即D电缆）。而不管哪个部件有异常都会导致BSA临时性错误。由于处理手段的局限性，现在采用的手段就是更换三大部件，而设备在车上的位置却极不利于更换，整个更换过程甚至会耗费一天的时间。

在日常ATP设备的故障处理及维护过程中，我们发现很大一部分BSA临时性错误是由BTM单元与CAU天线连接电缆（即D电缆）的安装缺陷引发的：列车运行中D电缆极易受到外界干扰，雨水、冰冻会造成电缆接头的氧化，列车震动、摇晃时会导致其接触不良，影响设备间的通信，从而导致BTM故障。

由此，本文尝试加强D电缆的固定效果以减少外界对D电缆的干扰，从而减少BTM故障发生率。

2 支架方案选择

结合现场故障处理及维护的实际情况，考虑三种D电缆加固方案：

（1）海绵加塞：在连接的位置处填充海绵，将D电缆周围空间填满达到防震目的（如图1）。

（2）橡胶固定：设计橡胶固定支架，将填充设计加固，形成固定保护套（如图2）。

图1 海绵填充

图2 橡胶固定

（3）金属支架：利用设备上的现有两个固定螺丝，设计金属支架，将固定设备直接加装在CAU天线上，与天线组合成一体，使其更加牢固。

根据这三种方案，我们分别对D电缆进行了加固，并进行了实际效果检查，结果表明：

方案1中，材料选取广泛，非常容易实施安装，可以完全将空间填充。但缺点也很多，在恶劣的环境下，不能有效发挥特点，容易吸水、积灰、风化，吸水形成潮湿环境对D电缆的工作影响大，易积灰对连接头的干扰大，材料易损耗风化使用寿命短。

方案2中，设计简单易制作，投入的成本比较少，搭建起来比较简单且容易安装，但是在实施中我们发现，因安装牢固性不好，D电缆在列车运行中仍会晃动，而且产生的粉尘对电缆接头是个污染源，会造成电缆接头接触不良，对于故障控制改善不大。

相比较前两个方案，方案3中的支架使用性较强，固定性高。安装更加牢固，可以利用CAU天线现有的螺丝孔进行设计，不易晃动，也比较方便安装，对于D电缆的固定效果很好，而且金属材质耐用性好，寿命长，不会产生污染，可以很大程度上控制电缆的晃动，降低BTM故障的发生（见表1）。

表1 三种方案的优劣性比较

3 金属固定支架设计

本文对所需的相关图纸进行搜集整理，并根据安装要求设计了结构设计图（如图3所示）、模拟图。

图3 支架结构设计图

根据在BTM设备上收集的尺寸数据，我们开始制作各部件及整体实物（如图4、5、6所示）。

图4 支架侧面示意图

图5 支架盖板侧面示意图

图6 金属固定支架实物

4 实物效果验证

选取上海虹桥动车所380BL高铁动车组安装金属固定支架。上海虹桥动车所配置有65列300T型ATP设备，截止2014年8月30日，已改造59列，并进行上电测试，确认整套ATP设备工作良好（如图7）。支架安装条件如下：

图7 D电缆支架安装

（1）在安装D电缆支架前，必须确保车辆无电；

（2）在整个安装过程中禁止插拔D电缆；

（3）做好电缆接头的防水措施；

（4）所有螺丝必须加放松标记；

（5）安装需要确保车辆下方有地沟。

安装完成后，由数据分析员每日做好59组动车的跟踪运行情况分析，做好BTM故障统计。通过我们的统计可知，与安装前比较，2014年1月至8月59组列车发生的BTM故障明显减少了，BTM故障发生率降低了85.7%，从21件/月降低到2件/月；达到了预期效果。

5 结束语

通过300T型ATP设备D电缆固定支架的研制及使用，有效减少了BTM故障发生率、列车库内存放时间及扣车件数，提高了列车运营质量。同时，随着故障率的降低，减少了备品的需求数量，为企业节约了大量的备品购置费用。

责任编辑：王华窦国栋来稿日期：2014-11-07