动车组2种ATP系统CTCS2-200H/200C的兼容性设计

2015-07-26刘锦玲青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司山东青岛266111

山东工业技术 2015年2期

刘锦玲（青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司,山东　青岛　266111）

刘锦玲
（青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司,山东青岛266111）

摘要：为了减小更换ATP对车辆设计的影响，车辆系统集成设计时需要同时考虑兼容可能潜在的不同型号ATP的接口。本文针对CTCS2-200H与CTCS2-200C两种型号ATP系统接口的不同点进行分析研究，结合CRH1动车组机械、电气的实际接口，制定出了一套简洁可实施的解决方案。200H型ATP已在CRH1动车组上安装运行多年，运行状态良好，而安装200C型ATP的新一代CRH1已完成厂内试验，试验结果满足相关技术要求。

关键词：动车组;ATP;CTCS2;200C;200H;WSP;兼容设计;系统集成

0　背景

安装在动车组上的列控车载设备（下称ATP），不属于动车组车辆的供货范畴，属于客户单独招投标设备，经常出现同一型号动车组中安装不同型号ATP系统的情况，而且不同型号的ATP系统，接口也各有不相同。为减小动车组的设计因不可控的ATP型号更换或不确定ATP型号而导致，后期动车组车辆设计发生重大的更改，在动车组车辆设计中需要尽可能的兼容考虑潜在ATP系统的机械及电气接口。

1　CRH1新一代动车组可能安装的两种ATP系统介绍

在CRH1新一代动车组可能会安装CTCS2-200H型(以下简称200H)和CTCS2-200C型(以下简称200C)两种型号的ATP系统。

200H型ATP系统主要由主机、DMI(显示器)、NFB盘（电源分配盘），速度传感器、BTM天线，TCR天线，TCR接线盒、插接件及相关电缆等组成。

200C型ATP系统主要由主机、DMI(显示器)、BTM主机、工矿继电器接口盒，速度传感器、BTM天线，TCR天线，TCR接线盒、插接件及及相关电缆组成。

2　200H型ATP与200C型ATP的主要不同分析及动车组接口兼容设计策略

2.1ATP速度传感器不同

为了减小安装ATP速度传感器的轴发生空转对ATP测速系统的影响，最好将速度传感器安装于不带动力的拖车转向架轴端上。同时为了减小速度传感器受车辆电磁环境的影响，要求从ATP速度传感器到主机的电缆要尽量的短。ATP主机要求安装在头车上，而CRH1新一代动车组头车为动车，所以距离主机最近的拖轴为第2车的1、2轴，但是2车转向架轴端传感器已经布置满，已安装了包括WSP速度传感器、GB(接地)、回流等多种传感器，没有空余的轴端安装ATP速度传感器，且接地/回流的轴端不适合安装测速传感器。只能考虑在安装WSP的轴端上安装，同时还需要兼容两种ATP速度传感器的安装。200H型ATP的速度传感器采用测速发电机形式，传感器外形为方形，要求的测速齿轮模数为2.5，齿数为72。

200C型ATP速度传感器采用光电型6通道转速传感器（TQG15F-Tn型）。

WSP速度传感器采用霍尔型速度传感器，模数为2，齿数为80，这三种速度传感器的测速原理完全不同。

动车组接口兼容设计策略：基于此，为满足以上3种速度传感器同时安装在一个轴端，车辆设计出了一个特殊的复合测速齿轮，大齿轮部分配合安装在车轴上，用于ATP速度传感器；小齿轮配合安装在大齿轮上用于WSP速度传感器；200C的速度传感器的中心榫配合安装在测速齿轮中心孔上，200H的速度传感器配合安装在端盖上。同时车辆设计了一个端盖带有两种传感器的接口，如果安装200C,则200H的接口用空板补上，如果安装200H，则200C的接口用白板堵上。详细信息参考图3所示。

2.2与车辆控制器的接口不同

（1）ATP系统与车辆控制器的信号接口，包括“前向”、“后向”及手柄信号“牵引”、“制动”、“零位”等。200H型ATP与车辆的接口为DC110V电平信号，而200C型ATP系统接口为DC24V，且CRH1新一代动车组ATP控制柜附近没有DC24V电源线路。

动车组接口兼容设计策略：统一车辆与ATP的电平接口

经过调查，在200C控制机柜内部可提供DC24V电源供电，为此，设计了一个工况继电器转换盒，用于将车辆提供的DC110V电平信号转换为DC24V电平信号，以提供给200CATP控制柜，从而保证了车辆侧与两家的ATP接口一致，如图1所示。

（2）200H输出的给车辆的SB1、SB4、SB7及过分相信号都为有源DC110V电平信号；而200C输出的给车辆的SB1、SB4、SB7及过分相信号都为无源的干触点信号，需要车辆多提供几路DC110V电源输入。

动车组接口兼容设计策略：统一车辆与ATP的电平接口

为了统一车辆接口，200C工况电器转换盒内增加分线端子，使得DC110V电源输入从200C内部提供，从而保证了车辆侧与两家的ATP接口一致。

（3）200H型ATP与车辆的TCMS接口有牵引切除TCO信号, 而200C型ATP不提供牵引切除信号。

动车组接口兼容设计策略：统一车辆与ATP的信号接口

经过分析，ATP输出牵引切除指令的主要目的是为了避免在ATP输出制动的同时，车辆施加正向牵引。ATP输出任何级别的制动时都会携带输出切牵引指令，并且在输出高级制动的同时会携带低级的制动指令，所以在200CATP输出的常用制动SB1级指令后并接出切牵引指令，这样就可以做到车辆的接口不用改变，200C的核心控制逻辑也不需要更改，且保证了车辆侧与两家的ATP接口一致如图2所示。

2.3车下TCR电缆布线方案不同

200H的TCR信号走线路径为从TCR分线箱到ATP主机,然后由ATP主机内部并出FSK信号LKJ2000监控装置；而200C的TCR相关信号走线路径为一路从TCR分线箱直接到ATP，另外一路从TCR分线箱直接到LKJ2000监控装置机柜，LKJ2000监控装置机柜位于司机室，因此两种ATP的TCR电缆安装方案不同，会导致车下线槽的安装、车下电缆的布置方案等不同。

动车组接口兼容设计策略：经过分析，调整200C的TCR电缆线为两路都先到ATP柜附近，在ATP柜附近增加过渡端子，然后从过渡端子排再布线到LKJ2000监控装置，这样可以保证两家ATP的布线路径基本一致，统一了车下线槽的安装、车下电缆的布置等方案，见下图4所示。