1.产品概况

CTCS3-300T型车载ATP设备是高速铁路列车控制系统的重要、关键设备，关系到列车的运行安全。目前该设备主要应用于时速300公里/小时的客运专线上。随着国家十二五规划的启动及铁路运输事业的发展，该设备具有较好的市场前景。

2010年3月12日，公司与庞巴迪公司签订了《中国动车组自动列车防护（ATP）控制单元测试设备和FAI材料采购及技术服务合同》，标志着公司对庞巴迪车载ATP设备的国产化工作已正式确定和启动。这对公司进入高铁领域的市场有重要的意义。

2010年11月4日，公司与庞巴迪公司于签订了《中国动车组自动列车防护（ATP）控制单元采购合同》及《ATP特殊部件采购框架协议》。

2011年3月30日，车载ATP国产化项目于按期完成首件认证工作。并于3月31日获得庞巴迪公司颁发的生产制造许可证。

2012年3月29日，股份公司对我公司《CTCS3-300T型车载ATP设备产业化项目》进行审查验收。与会专家经认真讨论，一致认为上通公司提供的审查验收资料齐全，测试结果合格，同意通过项目审查验收。

2.主要组成部分

CTCS3-300T型车载ATP设备硬件包含车载安全计算机（VCU）、应答器信息接收模块（BTM）、安全输入输出接口（VDX）、轨道电路信息接收单元（TCR）、测速测距单元（SDU）、安全传输单元（STU-V）、列车接口单元（DI/DX）、司法记录单元（JRU）、车载无线电台（GSM-R）以及人机界面（DMI）设备。

其中车载安全计算机可配置为CTCS-3控制单元（ATPCU）、CTCS-2控制单元（C2CU）、速度处理单元（SDP）和网关（TSG），CTCS-3控制单元负责在CTCS-3线路正常运行时的核心控制功能，同时也会监控CTCS-2控制单元的工作状态，CTCS-2控制单元负责C2级运行时的核心控制功能,速度处理单元用于处理来自SDU的速度脉冲信号，网关用于处理不同总线之间的信息传输。

CTCS3-300T型车载ATP车载设备采用分布式结构，包括profibus总线、信号MVB总线和车辆MVB总线，其中profibus总线用于VCU设备之间的通信，信号MVB总线用于VCU、SDU、VDX、BTM、TSG设备间的通信，车辆MVB总线用于DMI、JRU、TSG、DI、DX设备间通信。

CTCS3-300T车载设备与动车组的接口采用继电器或MVB总线方式，系统整体结构如下图所示：

CRH1/2型车载ATP系统结构

CRH3型车载ATP系统结构

其中各子模块功能如下：

1)车载安全计算机单元（ATPCU）

ATP CU是CTCS-3主机控制核心单元，接收RBC传来的数据，结合BTM传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控列车运行。

2)CTCS-2专用传输模块（C2CU） 

C2CU是CTCS-2主机控制核心单元，接收BTM传来的数据，结合TCR传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控列车运行。

3)列车网关（TSG） 

TSG列车总线转换网关，用于连接车载设备Profibus总线和车辆MVB总线。在CRH2型车上主要是用于DMI数据与ATPCU和C2CU之间数据交互。

4)速度距离处理单元（SDP） 

SDP单元接收从SDU传来的原始脉冲记数，经过运算处理得到当前列车运行的速度和距离数据，再通过通信总线发送给CTCS-3主机控制单元和CTCS-2主机控制单元。

注：以上四个单元（ATPCU\C2CU\TSG\SDP）在硬件上是完全一样的，通过烧写不同软件实现不同的功能。 

5)测速测距单元（SDU） 

SDU单元为速度传感器和测速雷达信号部分提供电源，当列车运行时，SDU模块能够接收速度传感器和测速雷达发出的脉冲信号，并将脉冲信号转换成数字数据通过MVB总线发送给速度距离处理模块SDP。 

6)安全数字输入输出（VDX） 

列车接口，用于列车超速时，输入输出安全相关的信号，如：紧急制动，全常用制动，紧急制动反馈等。 

7)数字输入（DI） 

列车接口，用于采集列车输入信号，包括驾驶室激活、向前、向后、睡眠信号等。

8)数字输入输出（DX） 

列车接口，用于采集列车输入信号，和输出控制列车的其他信号，如：切断牵引。 

9)STU-V是安全无线传输系统

由一个COMC和一个GCD组成。STU-V软件负责对无线数据进行加密和安全传输。其中COMC负责数据的安全传输，GCD负责对数据进行加密解密

10)无线通信电台（GSM-R） 

用于将接收到的RBC信息进行解调处理，通过RS422通信接口与车载ATP中的GCD单元相连，再通过STU-V实现与车载ATP之间的数据交互。

11)无线通信电台天线（GSM-R天线）

GSM-R天线安装在列车顶部，按冗余方式设置。两个天线之间的间距不得小于2.5m。

工作频率870～960Mhz

12)司法记录单元（JRU）  

用于记录列车运行中，车载设备采集的原始信息和车载设备输出的控制信息。 

13)轨道电路读取器（TCR） 

用于接收轨道电路信息，并将该信息通过RS422接口传送给主机C2CU

14)轨道电路读取器天线（TCR天线） 

用于感应轨道电路信息。TCR天线安装在列车运行头部第一轮对前钢轨的正上方，其周围一定范围内保证无金属或磁性材料。

15)车轮速度传感器 

通过检测轮轴转速的方式，得到当前列车运行速度。

16)雷达速度传感器

雷达速度传感器安装在车体底部，靠近转向架附近，按双套设置，在雷达的照射波束间不应有任何障碍物或可移动物体存在。

当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射频率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。 

17)应答器传输模块（BTM） 

BTM单元实现对应答器信息的接收，并将接收到的1023位应答器报文进行校验解码，转换为830位的信息报文发送给主机单元 。

工作方式电磁感应式信号调制方式FSK接收频率载波频率 4.234 MHz+/-200kHz

移频 282.24 kHz  速率564.48 kbps

功率载频27.095 MHz+/-5kHz

18)紧凑型天线装置（CAU ）

CAU安装在动车组头部距离车头一定范围内，按双套设置，车体底部的横向中心线上，其周围一定范围内保证无金属或磁性材料。采取措施实现BTM对BTM天线的检测。

工作方式电磁感应式信号调制方式FSK接收频率载波频率 4.234 MHz+/-200kHz

移频 282.24 kHz  速率564.48 kbps

功率载频27.095 MHz+/-5kHz

19)人机界面（DMI） 

显示列车当前速度、最大限速、目标速度、目标距离等驾驶信息；

列车相关数据的输入。 

安装在便于司机操作和观察的位置。

20)冗余开关 

冗余开关有三档，用于选择系统1、系统2和系统关闭电源。

开关处在1位时选择系统1工作，开关处在2位时选择系统2工作，开关处在0位时，系统断电。

21)隔离开关 

隔离开关有两档，开关处在1位时，设备正常工作；开关处在2位时，设备断电，并切除ATP设备输出控制。 

左-冗余开关 右-隔离开关

2.产品特色

1)系统采用分布式体系结构，各输入输出单元通过总线与核心处理单元进行通信，具有良好的抗干扰性和可扩展性。

2)关键设备采用冗余结构，如VCU、BTM、CAU、SDP、DMI等采用冷备，速度传感器、雷达、TCR、GSMR以及天线等采用热备，具有高可靠性和高可用性。

3)系统具备完善的功能，300T型车载ATP负责接收地面数据命令信息，通过对列车行车许可、线路参数、列车信息进行综合处理，按照目标距离连续速度控制模式，生成最不利速度控制曲线，通过声光报警、切除牵引力、常用制动(弱/中/强)、紧急制动对列车速度进行防护，保证列车安全运行。

4)系统同时兼容CTCS3和CTCS2级信号制式，可以对多种车辆类型提供接口适配，在多种线路和多种车型的环境下具有`广阔的应用空间。

5)系统具有高安全性，300T型车载ATP系统符合安全完整度等级SIL4的要求，系统的安全部件的设计采用故障导向安全的原则。

6)系统具有高可维护性以及完善的配套检测设备，具有辅助分析、记录下载分析、记录统计等功能。

3.产品主要性能指标

300T型车载ATP产品主要环境应用指标如下表所示:

项目		指标
主电源	电压	110VDC+25%/-30%
	功率	最大500W
环境	工作温度	-25℃—+70℃（车内设备，DMI除外）； -40℃—+70℃（车外设备）
	防护等级	IP20（车内设备，DMI除外）； IP40（DMI）； IP65（车外天线）。
	冷却	无需主动冷却
	大气压力	海拔高度不超过2500m
	冲击振动	GB/T25119-2010A级别

产品电磁兼容性能指标如下表所示:

项目		试验位置	试验等级	性能判据
抗扰度试验	静电放电	设备机柜	6KV接触放电; 8KV空气放电。	B
	射频电磁场辐射	设备机柜	80MHZ-1GHZ，10V/m; 800-960MHZ， 1400-2000MHZ： 20V/m 1khz,80%AM。	A
	电快速脉冲群	设备电源线信号线	2KV5/50ns 5KHZ重复频率	A
	浪涌	设备电源线	线间1KV 线地2KV	B
	射频场感应的传导骚扰	设备电源线 信号线	10V，150KHZ-80MHZ 1khz,80%AM	A
发射试验	传导发射	设备电源线	A
	辐射发射	设备机柜	A

4.应用线路

目前CTCS3-300T型车载ATP设备应用的线路包括：武广客专、郑西客专、胶济客专、沪宁城际、沪杭城际、京沪高铁、哈大客专、京石武客专等多条线路。

5.产品实物

CTCS-300T型车载ATP设备