我們乘坐高鐵，享受着安全、快捷、舒适的服務，欣賞着窗外美麗的風景，閱讀着手中的書籍時，很少想到此時此刻，一台神秘的車載設備正在為列車安全、高效地運行保駕護航。它就是中國通号為高速鐵路裝備的車載自動防護設備ATP（Automatic Train Protection）。

近日，從萬裡之外的歐洲傳來的一個消息，讓我國鐵路通信信号系統一片歡騰：由中國通号自主研發的車載ATP（列車自動防護）産品獲得歐盟TSI認證證書，标志着中國通号車載ATP産品成為我國首個獲得歐洲權威測試機構認可并通過歐盟TSI認證的列控車載産品，中國高鐵列控核心産品獲得進入歐盟乃至全球的海外“通行證”。

草編在充滿自豪感與榮譽感的同時，也是翻閱了大量的資料、查找了很多信息，究竟這台神秘的ATP設備是什麼？有什麼本領？占據什麼優勢？“走出去”的過程中發生了哪些事？

1車載ATP是什麼？

高鐵以它風馳電掣的速度真真切切地縮短了空間距離，改變和影響着我們的生活。在列車運行途中，有一套保障列車運行安全和提高運輸效率的關鍵技術裝備，它就是列車超速防護系統，簡稱“車載ATP”。

2ATP包括哪些子系統？

車載ATP是列車運行控制系統的核心安全設備，包括車載主機、無線傳輸單元、應答器信息接收單元、軌道電路信息讀取器（TCR）、測速測距單元、人機交互接口單元（DMI）、列車接口單元（TIU）、司法記錄單元（JRU）等多個子系統。

3這些子系統有什麼功能？

車載主機是車載ATP的核心處理單元，實現車載ATP的核心安全控制功能。如果将一列車比作一個人，車載ATP就是人的大腦，無線傳輸單元、應答器信息接收單元等就是五官和四肢，從地面獲取線路數據和控制信息，從列車獲取牽引、制動、方向的狀态信息。司法記錄單元好比飛機上的黑匣子，記錄着車載ATP的運行數據。高鐵列車上裝備的車載ATP一般支持CTCS-2級和CTCS-3級兩個運行等級。以CTCS-2級運行時，最高允許速度可以達到每小時300公裡；以CTCS-3級運行時，最高允許速度可以達到每小時350公裡。

4ATP如何保障行車安全？

列車進站時，地面信号燈依次發生變化，司機不斷複述着地面信号燈的顔色，逐漸施加制動，降低列車運行速度，保證不會超過允許速度。即使是在大霧天或大雨天，司機無法看到列車前方的任何信息，但是隻要車載ATP能夠從地面獲取行車許可、線路數據等信息，就能通過自己的邏輯保證列車行車安全，不超過允許速度，不越過行車許可終點。在風、雨、雪等惡劣天氣條件及施工情況下，車載設備收到臨時限速信息時，會計算新的控車曲線，保證列車按照限速命令通過臨時限速區段，以确保列車的行車安全。

5ATP如何提高運行效率？

列車停靠在車站，司機給車載ATP設備上電，通過人機交互界面輸入司機号、車次号、列車長度等關鍵信息，等待發車。按照規定，司機一般以C2等級部分模式發車，在部分模式下列車的允許速度是每小時45公裡，出站經過應答器轉為完全模式，在C2等級完全模式下，列車最高允許速度是每小時300公裡。車載設備根據行車許可、線路數據和列車性能計算出目标距離連續速度控制模式曲線，司機根據曲線控制列車速度。當列車超速時，車載設備施加一次制動，列車安全平穩地降低速度或停車，提高了旅客乘坐舒适度。為了加快列車的運行速度，以C2等級出站的列車在條件滿足時，将自動轉入C3等級，以更快的速度運行，提高列車的運行效率。

6中國通号車載ATP優勢

• 自主知識産權

  自主化車載ATP具有完全自主知識産權，針對所有功能單元故障均可深入分析、快速響應。

• 适用性廣

  自主化車載ATP在歐洲權威測試機構通過了涵蓋2萬餘個測試案例的全功能測試，不但能滿足我國高鐵CTCS-2級和CTCS-3級列車運行控制系統的需要，而且可以滿足目前世界上大多數高速鐵路采用的歐洲ETCS-1級和ETCS-2級列車運行控制系統的需要。

• 自主安全計算機平台技術

  為了滿足鐵路信号列車控制領域的高安全性與高可靠性要求，針對安全計算機平台的采集、計算、通信、驅動以及智能檢測維護等方面，研究人員攻克多項技術難關，開展了系統關鍵信息自記錄與自診斷研究；研制了完全自主知識産權的安全計算機平台，提升了系統安全性和可靠性。

• 車載全功能無縫切換技術

  目前國内外主流車載ATP均采用冷備結構設計，當主系發生故障時，需司機在停車情況下手動切換至備系，會對運營效率産生一定影響。中國通号自主化車載ATP突破了全系統、功能無縫切換技術，主機、BTM等設備出現故障後均可在不停車情況下自動切換到另一系，提升系統可靠性，且對運營效率無任何影響。

• 測速測距技術

  由于不同列車對測速測距的傳感器安裝限制條件不同，中國通号研究人員提出了傳感器可配置的多信息融合算法；針對車載ATP對速度距離信息的高安全性需求，提出了多源安全誤差容限算法和自适應空轉打滑補償算法，并在自主化車載ATP上成功應用，既保證了使用的靈活性，又能有效提高測速測距的精度和安全性。

7ATP研發時發生了哪些事？

在獲得海外“通行證”的背後，中國通号設備研發人員付出了大量心血。在設備研發的關鍵時期，中國通号研究設計院集團研發人員每天都在實驗室奮戰到深夜。對于鐵路運輸來說，安全是第一要務，研發人員們絲毫不敢懈怠。軟件測試中發現了問題，大家群策群力，及時分析原因、修改軟件、重新測試。有的測試場景很難複現，他們就一遍又一遍嘗試，有時甚至要嘗試上百遍，直到複現出故障場景并最終解決問題。這是一群朝氣蓬勃的年輕人，平均年齡不到30歲，大家都為了一個共同的目标，那就是研發出安全、可靠、先進的具有完全自主知識産權的自主化列控設備。

8ATP設備怎樣“走出去”的？

研發成功後，中國通号研發人員攜帶着自主化車載ATP遠渡重洋來到比利時的Multitel實驗室，開展針對歐洲标準的全功能測試，并與Multitel實驗室的測試專家們分析解決測試中遇到的各種問題。遇到棘手的存在争議的問題時，研發人員依據ETCS規範據理力争，與外方專家友好而又激烈地辯論，有時他們讓外方專家信服，有時外方專家讓他們信服，充分展現了中國通号年輕技術人員的深厚技術底蘊和對ETCS規範的熟悉。自主化車載ATP在測試過程中的良好表現，得到了比利時Multitel實驗室專家們的一緻好評。

肩負發展通信信号民族産業的神聖使命，中國通号自主研發的高速鐵路CTCS-3級列控系統打破了國外跨國企業對我國的技術封鎖，達到世界領先水平。目前，中國通号已經順利取得無線閉塞中心（RBC）、地面電子單元（LEU）和車載自動防護設備（ATP）的歐盟TSI認證，為中國高鐵高标準走出去提供先進安全、自主可控的核心技術支持。

來源：CRH草灘微課堂

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