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摘要：随着人们生活水平的提高，交通行业快速进步。列车超速防护ATP系统能够保障高速铁路的安全运行，这一系统以故障导向安全作为基础，属于目前高速动车组列车运行控制系统的主流关键技术。此技术具有高度自动化、自诊断功能、自动化检测等特点。
关键词：高速动车组；运行控制；超速防护；故障导向安全
引言
列车运行控制系统是为了列车安全高效运行而设计研发的。传统铁路控制信号利用地面信号显示传递行车命令，列车司机按行车规则进行操作确保列车安全运行。随着技术的发展，铁路的运行速度也在不断地提升。现在铁路信号已经发展到以车载信号为主的行车方式。地面信号自动监控列车的当前速度，并由车载列车控制系统实现安全控车。分散自律调度集中和微机监测等系统被广泛应用在现代高速铁路信号控制领域。为适应中国铁路速度提升的要求，实现普速铁路与高速铁路之间的互连互通，最高速度为350km/h的列车运行控制需求已经成为铁路信号控制系统的目标。
1ATP系统工作原理
1.1结构原理
从ATP系统的实际情况来看，应答器、轨旁电子单元、信号机、联锁设备等都属于其重要的组成部分。从前文的内容可以知道，地面设备与车载设备的作用存在很大的不同。地面设备主要发挥提供信息的作用，而车载设备则是发挥处理地面设备传送或者提供的信息。地面设备所提供或者传送的信息经过安全计算机便可以为生成控车曲线提供基础的数据，这样一来列车的运行的安全以及效率便可以得到充分保障。ATP的结构原理如图1所示。
1.2机控和人控
机控模式与人控模式显然不同，在应用过程中存在很大的区别。一般机控所对应的是紧急制动曲线、强常用制动线、弱常用制动线等。列车运行的过程中一般都是按照紧急制动曲线运行的，这样操作能够最大程度保障列车运行的安全性。后两种制动曲线则主要是发挥调整实际运行曲线的作用，同样能够保障列车运行的安全性。在机控优先的时候，控制系统自动完成列车运行控制，并不需要人力参与。所以从这一点来看，机控优先其实就是节省劳动力，避免人为操作的失误，整体上来看列车运行的质量被大幅度提升了。机控优先的模式中司机已经不是发挥主导作用，而是辅助自动控制系统完成列车驾驶工作。一般只有在列车运行出现了突发情况，十分紧急的时候司机才会起到介入处理的作用。人控优先模式与机控模式相比列车司机占据着重要的地位，需要以其主观能动性在紧要关头进行手动操作降速处理。在实践中列车遇到了紧急制动的情况时，需要结合具体的情况采取措施。
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图1ATP结构原理
2 ATP系统技术特点
2.1自动化检测
ATP系统之所以在现在应用范围这么广，而且效果还这么好，是因为它本身具有高度自动化，加上自诊断功能强，自动化检测水平高。所以在实践中列车运行的过程中出现了故障，此系统可以立即做出反应，进行降级处理。在ATP系统的应用过程中，故障发生后系统可以尽快实现自我完全隔离，最大程度保障列车运行的安全水平。在故障发生的时候，产生的各种信息可以立即传送给系统，那么便可以尽快找到故障发生的点以及故障发生的原因，对于更换故障模块速度的提升具有重要意义。我国目前针对高速动车组列车超速防护的研究越来越深入，为列车运行安全创造了有利条件。现如今高速铁路通信信号相关控制技术的革新和发展速度快，超速防护系统会不断地完善和优化，那么我国的高速动车的发展前景也会越来越好。经过不断地优化和完善，我国经济方面也会因为高速动车列车发展的进步取得更显著的成就。
2.2速度距离模式曲线控制
现如今列车都是以速度距离模式曲线运行的，之所以这种曲线控制发挥着重要的作用，主要是因为其与目标速度、目标距离、线路参数、列车参数、制动性能等因素有关，在这样的数据和信息基础之上形成的曲线，具有指导实践的意义。通过曲线还可以更加客观全面地反映列车在各个点应当保持的速度。列车已经设置了具体的控制系统，所以当有了这一模式曲线之后便可以更加快速地得出列车所处位置所允许的运行速度，那么便可以避免列车超速。在应用了这一系统之后列车在紧急制动的情况下，或者采用常用制动的情况均可以最大程度保障列车停靠的安全性。
3 发展设想
3.1 ATP设备现有情况
列控车载设备安装在动车组上，运用时不断地从地面、无线网络和动车组接收和发送大量的数据信息，同时动车组日常运用时在不同的线路上运行，甚至是跨运行等级运行，列控车载设备同多个厂家或多个型号的设备交换数据，所以列控车载设备的正常使用与其它不同的接口设备是分不开的。综上，缩短故障处理时间，进而达到减少列控车载设备故障发生，降低其对高铁运输的影响及干扰。
3.2降低数据下载的劳动强度，提高实时性
既有的数据下载采用人工下载方式，待动车组返回检修库时，工作人员需要手持移动存储设备上车进行数据的下载。每列动车组两端相距甚远，加上需要对多组列车下载数据，将造成工作人员重复往返于列车与分析中心之间。针对此现象可启用无线传输系统，及时准确回传数据进行预分析处理。
3.3 ATP过分相电路闭环设计，减少故障率
现行各类型ATP在“GFX禁止信号”及“过分相控制信号”电路上皆未对输出到车辆的实际状态采集反馈信号（个别型号ATP仅对自身输出状态采集了反馈信号），因此ATP过分相处理电路可考虑采用闭环设计。由车辆侧向ATP侧提供回采信号，当ATP检测到输出信号与回采信号不一致时，则将“GFX禁止信号”及“过分相控制信号”置为无效状态并提示司机，后续动车组使用车辆磁钢过分相功能实现自动过分相，如图2所示。
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图2 ATP过分相处理信号回采示意图
结语
科学技术推动了各行各业的发展，就铁路行业而言，不仅提高铁路运行的速度，还提高铁路运行安全控制水平。高速动车组列车已经成为了我国现如今人们日常出行的选择，在这样的情况下不断地开发设计超速防护系统显得尤为重要。列车超速防护系统（AutomaticTrainProtection）的出现满足了现在铁路运输的需求，为我国的经济发展、社会稳定创造了有利条件。
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