我们乘坐高铁，享受着安全、快捷、舒适的服务，欣赏着窗外美丽的风景，阅读着手中的书籍时，很少想到此时此刻，一台神秘的车载设备正在为列车安全、高效地运行保驾护航。它就是中国通号为高速铁路装备的车载自动防护设备ATP（Automatic Train Protection）。
近日，从万里之外的欧洲传来的一个消息，让我国铁路通信信号系统一片欢腾：由中国通号自主研发的车载ATP（列车自动防护）产品获得欧盟TSI认证证书，标志着中国通号车载ATP产品成为我国首个获得欧洲权威测试机构认可并通过欧盟TSI认证的列控车载产品，中国高铁列控核心产品获得进入欧盟乃至全球的海外“通行证”。
草编在充满自豪感与荣誉感的同时，也是翻阅了大量的资料、查找了很多信息，究竟这台神秘的ATP设备是什么？有什么本领？占据什么优势？“走出去”的过程中发生了哪些事？
1车载ATP是什么？
高铁以它风驰电掣的速度真真切切地缩短了空间距离，改变和影响着我们的生活。在列车运行途中，有一套保障列车运行安全和提高运输效率的关键技术装备，它就是列车超速防护系统，简称“车载ATP”。
2ATP包括哪些子系统？
车载ATP是列车运行控制系统的核心安全设备，包括车载主机、无线传输单元、应答器信息接收单元、轨道电路信息读取器（TCR）、测速测距单元、人机交互接口单元（DMI）、列车接口单元（TIU）、司法记录单元（JRU）等多个子系统。
3这些子系统有什么功能？
车载主机是车载ATP的核心处理单元，实现车载ATP的核心安全控制功能。如果将一列车比作一个人，车载ATP就是人的大脑，无线传输单元、应答器信息接收单元等就是五官和四肢，从地面获取线路数据和控制信息，从列车获取牵引、制动、方向的状态信息。司法记录单元好比飞机上的黑匣子，记录着车载ATP的运行数据。高铁列车上装备的车载ATP一般支持CTCS-2级和CTCS-3级两个运行等级。以CTCS-2级运行时，最高允许速度可以达到每小时300公里；以CTCS-3级运行时，最高允许速度可以达到每小时350公里。
4ATP如何保障行车安全？
列车进站时，地面信号灯依次发生变化，司机不断复述着地面信号灯的颜色，逐渐施加制动，降低列车运行速度，保证不会超过允许速度。即使是在大雾天或大雨天，司机无法看到列车前方的任何信息，但是只要车载ATP能够从地面获取行车许可、线路数据等信息，就能通过自己的逻辑保证列车行车安全，不超过允许速度，不越过行车许可终点。在风、雨、雪等恶劣天气条件及施工情况下，车载设备收到临时限速信息时，会计算新的控车曲线，保证列车按照限速命令通过临时限速区段，以确保列车的行车安全。
5ATP如何提高运行效率？
列车停靠在车站，司机给车载ATP设备上电，通过人机交互界面输入司机号、车次号、列车长度等关键信息，等待发车。按照规定，司机一般以C2等级部分模式发车，在部分模式下列车的允许速度是每小时45公里，出站经过应答器转为完全模式，在C2等级完全模式下，列车最高允许速度是每小时300公里。车载设备根据行车许可、线路数据和列车性能计算出目标距离连续速度控制模式曲线，司机根据曲线控制列车速度。当列车超速时，车载设备施加一次制动，列车安全平稳地降低速度或停车，提高了旅客乘坐舒适度。为了加快列车的运行速度，以C2等级出站的列车在条件满足时，将自动转入C3等级，以更快的速度运行，提高列车的运行效率。
6中国通号车载ATP优势
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自主知识产权
自主化车载ATP具有完全自主知识产权，针对所有功能单元故障均可深入分析、快速响应。
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适用性广
自主化车载ATP在欧洲权威测试机构通过了涵盖2万余个测试案例的全功能测试，不但能满足我国高铁CTCS-2级和CTCS-3级列车运行控制系统的需要，而且可以满足目前世界上大多数高速铁路采用的欧洲ETCS-1级和ETCS-2级列车运行控制系统的需要。
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自主安全计算机平台技术
为了满足铁路信号列车控制领域的高安全性与高可靠性要求，针对安全计算机平台的采集、计算、通信、驱动以及智能检测维护等方面，研究人员攻克多项技术难关，开展了系统关键信息自记录与自诊断研究；研制了完全自主知识产权的安全计算机平台，提升了系统安全性和可靠性。
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车载全功能无缝切换技术
目前国内外主流车载ATP均采用冷备结构设计，当主系发生故障时，需司机在停车情况下手动切换至备系，会对运营效率产生一定影响。中国通号自主化车载ATP突破了全系统、功能无缝切换技术，主机、BTM等设备出现故障后均可在不停车情况下自动切换到另一系，提升系统可靠性，且对运营效率无任何影响。
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测速测距技术
由于不同列车对测速测距的传感器安装限制条件不同，中国通号研究人员提出了传感器可配置的多信息融合算法；针对车载ATP对速度距离信息的高安全性需求，提出了多源安全误差容限算法和自适应空转打滑补偿算法，并在自主化车载ATP上成功应用，既保证了使用的灵活性，又能有效提高测速测距的精度和安全性。
7ATP研发时发生了哪些事？
在获得海外“通行证”的背后，中国通号设备研发人员付出了大量心血。在设备研发的关键时期，中国通号研究设计院集团研发人员每天都在实验室奋战到深夜。对于铁路运输来说，安全是第一要务，研发人员们丝毫不敢懈怠。软件测试中发现了问题，大家群策群力，及时分析原因、修改软件、重新测试。有的测试场景很难复现，他们就一遍又一遍尝试，有时甚至要尝试上百遍，直到复现出故障场景并最终解决问题。这是一群朝气蓬勃的年轻人，平均年龄不到30岁，大家都为了一个共同的目标，那就是研发出安全、可靠、先进的具有完全自主知识产权的自主化列控设备。
8ATP设备怎样“走出去”的？
研发成功后，中国通号研发人员携带着自主化车载ATP远渡重洋来到比利时的Multitel实验室，开展针对欧洲标准的全功能测试，并与Multitel实验室的测试专家们分析解决测试中遇到的各种问题。遇到棘手的存在争议的问题时，研发人员依据ETCS规范据理力争，与外方专家友好而又激烈地辩论，有时他们让外方专家信服，有时外方专家让他们信服，充分展现了中国通号年轻技术人员的深厚技术底蕴和对ETCS规范的熟悉。自主化车载ATP在测试过程中的良好表现，得到了比利时Multitel实验室专家们的一致好评。
肩负发展通信信号民族产业的神圣使命，中国通号自主研发的高速铁路CTCS-3级列控系统打破了国外跨国企业对我国的技术封锁，达到世界领先水平。目前，中国通号已经顺利取得无线闭塞中心（RBC）、地面电子单元（LEU）和车载自动防护设备（ATP）的欧盟TSI认证，为中国高铁高标准走出去提供先进安全、自主可控的核心技术支持。
来源：CRH草滩微课堂
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