300T型ATP设备多普勒雷达参数标定方法的改进

易 晟 上海铁路局南京电务段

300T型ATP设备多普勒雷达参数标定方法的改进

易 晟 上海铁路局南京电务段

针对300T型ATP设备多普勒雷达参数动态标定过程较长影响动车组交路编排运用的问题，改进为雷达参数静态标定方法，节省人力、物力、财力、缩短雷达参数标定时间，有利于铁路正常运输生产。

ATP设备；多普勒雷达参数；动态标定；静态标定

随着中国高速铁路、客运专线和城际铁路建设的迅猛发展，动车组运用交路越发密集，动车组的安全、正点是确保铁路正常有序运输的关键。多普勒雷达是用于确保动车组高速运行时安全性和可靠性的测速测距设备，为确保多普勒雷达测速测距精度，需要定期或在特殊条件下（如更换故障多普勒雷达时）重新标定雷达参数。

1 背景

现阶段采用的多普勒雷达参数动态标定方法，需路局专门安排动车组上线进行动调试验。调试期间可能受到测试环境等因素的影响，存在一定的失败概率。

以南京电务段为例，其配属300T型ATP设备65组，在2013年一整年内共计标定雷达参数12件，雷达设备更换后，因动车组运行交路密度大，等待路局安排动车组动调试验，耽误动车组上线运行时间20天，严重影响动车组运用计划安排，且浪费人力、物力、财力等资源。为缩短多普勒雷达参数标定时间，提高动车组上线运用效率，南京电务段2014年首先采用了雷达参数静态标定方法。该方法无需安排动车组上线动调试验，在动车所检修库内及可进行雷达参数校准。大量减少现场作业劳动量，节省维修成本。

由此本文简要了雷达参数动态标定方法的流程，详细阐述了雷达参数静态标定方法的原理与操作步骤，并对两种方法的性能进行了对比。

2 多普勒雷达参数动态标定方法

雷达参数动态标定流程如图1所示。

图1 雷达参数动态标定流程

路局安排动车组上线动调试验时，需在线路长度为1 000 m以内线路坡度不大于0.5%的直轨道内进行动车组运行，司机操作以15 km/h左右速度前进500 m，期间司机以I级牵引匀加速加速至20 km/h并保持恒速5 s，随后司机以I级制动减速至动车组停车。停车后读取雷达校验数据，并进行修改，复核完毕后动态标定结束。

3 多普勒雷达参数静态标定方法

3.1 静态标定准备工作

多普勒雷达是基于向轨面以特定的倾斜角度发射微波和接收微波发射的原理。雷达参数静态标定前，雷达需安装到位，具体技术要求如下：

雷达表面划分中心线；调整雷达下表面和轨道上表面夹角在8°-10.2°；雷达距离轨面高度需在规定范围。各车型雷达安装标准如表1所示。

表1 雷达距离轨面高度

查询ATP设备速度传感器所对应车轮的轮径值并且核对ATP设备中的参数，如不一致则需按照车辆提供的最新轮径值进行修改；轨道与车辆应保持平行，车辆转向架之间不得有碰撞或倾角变化；用于测量的多普勒雷达表面必须保持清洁；多普勒雷达下方的轨面表面必须保持清洁。

3.2 静态标定的操作方法

测量前需将数字角度测量仪校准为绝对零度。

（1）测量多普勒雷达倾斜角。将数字角度测量仪放置在靠近雷达尾部。如多普勒雷达前部低于后部，则该倾斜角为正，反之为负。

（2）因人为的摆放偏差，需连续三次测量雷达安装角度。重复上述步骤三次，建议每次测量后都翻转角度测量仪180°进行下一次测量。

（3）如果三次测量结果之间的最大偏差大于0.04°，则该三次结果无效，继续测量直到三次测量结果之间最大偏差小于或等于0.04。

（4）计算三次测量的平均值，结果记为aradar。

（5）按照以上的方法同理测量轨道倾斜角度，角度测量仪放置在雷达天线的正下方的铁轨上，测量结果记为arail。

如果|aradar-arail|大于1°，应调整多普勒雷达的安装，然后重新进行上述测量。

如果|aradar-arail|小于1°，则正确的雷达脉冲应为：

其中PRnominal为标准雷达脉冲，标准值为：26172。

（6）通过专用笔记本修改配置ATP设备雷达脉冲参数，并进行复核，确认无误后，静态标定结束。

3.3 静态标定的注意事项

雷达倾斜安装静态标定时，测量角度需要注意的事项：

（1）对于倾斜安装这种特殊的情况，数字角度测量如果要达到上述测量步骤中所需求精度，必须使数字角度测量仪的方向精确地平行于雷达外壳。因此，在测量前，需要在雷达的防护罩表面的中心位置标示一条直线。当测量角度时，数字角度测量仪与该直线对齐。

（2）如果车辆安装的雷达没有添加中心线，则须在进行雷达静态标定时，先添加中心线。将该工装放置在雷达底部，对齐边缘，使用记号笔划一条中心线。

（3）如果静态标定没有对准中心线，会对角度测量带来偏差；假设数字角度测量仪与中心直线偏差了16.7°，雷达以12°的倾斜角度安装。这将会带来 (12°×（16.7/90）=2.2°）大于4%的测量误差。

4 静态标定技术优势

（1）2014年 以 来 对 CRH2C、CRH380A/AL、CRH380B等多种车型动车组的ATP设备雷达进行静态标定试验，经过半年多的的试用，动车组在酷暑、暴雨等恶劣天气下运行，均未出现过ATP设备测速误差较大的安全问题。

（2）采用雷达参数静态标定方法，不再需要动车组上线动态调试进行雷达参数动态标定，减轻机务、车辆、电务部门的劳动工作量，动车组满足上线运行质量，确保动车组运输畅通。新型雷达参数标定方式比以往的动态参数标定方式更具准确性、实施性，具有良好的安全效益。

（3）采用雷达参数静态标定方法，缩短了动车组扣修时间，减少了对于动车组上线运营安排的影响；减少了动车组上线动调试验的劳动工作量；减少了动车组上线动态试验对于相关器具设备（受电弓、轮轴、转向架、雨刮器、轧片等）造成消耗；减少了动车上线动调试验对于大量电力资源使用，具有极大的经济效益。

5 结束语

雷达参数静态标定方式简单易操作，在动车所检修库内即可完成，且无需安排上线动调试验，大量减少现场作业劳动量，节省维修成本。随着雷达参数静态标定方法的普及，可在全路电务系统推广应用，具有广阔的推广应用前景。

[1]铁运[2012]211号CTCS-3级列控车载设备技术规范（暂行）

[2]铁总运[2014]198号CTCS-3级列控车载设备技术规范（暂行）补充规定

[3]上海德意达DRS05系列雷达静态标定操作手册

责任编辑：宋 飞

来稿时间：2015-5-22