地面控制自动过分相技术因其具有失电时间短、机车失速少和牵引力不间断等优点,符合我国电气化铁路高速化和重载化的发展方向。目前,国内对地面控制自动过分相技术的研究主要集中在换相开关结构、过电压抑制和机车位置检测等方面,关于逻辑控制系统的研究较少。逻辑控制系统作为地面控制自动过分相系统的核心,负责过分相装置的信息采集、处理和运算,对机车过分相时的安全运行至关重要。而传统的逻辑控制系统采用单一结构设计,存在故障频发、单机运行无备用和输出信息无法校验等缺点,无法有效保证机车过分相时的行车安全。因此,急需设计具有安全冗余功能的地面控制自动过分相逻辑控制系统。根据对常用安全冗余结构工作原理和设计思路的分析,采用安全性和可靠性最高的二乘二取二安全冗余结构,对地面控制自动过分相逻辑控制系统进行设计。逻辑控制系统作为地面控制自动过分相装置的信息处理与控制终端,需要实现控制和操作过分相装置的功能,主要包含有硬件功能和软件功能两个部分。通过对逻辑控制系统硬件功能的需求分析,依据硬件设计原则,进行主控单元微处理器的选型,并对包括比较电路、切换电路、通信电路和驱采电路等各个模块的硬件电路进行设计和说明,分别实现了输出信息校验、主备切换、信息交互和驱动采集功能。依据逻辑控制系统软件设计原则和功能需求,对逻辑控制系统的软件通信协议和各个工作模式下的工作处理流程进行设计,并对所设计各工作模式下的工作流程进行详细叙述。建立地面控制自动过分相逻辑控制系统的可靠性框图和故障树模型,对设计的逻辑控制系统进行可靠性与安全性分析,数据计算结果表明该逻辑控制系统能够达到铁路供电设备安全标准的要求。设计的地面控制自动过分相逻辑控制系统能够实现机车自动、安全和平稳通过分相区的功能,弥补原有系统无备用和无信息校验的缺点,提高了机车过分相的效率,为地面控制自动过分相逻辑控制系统的研究发展提供了理论依据,并且具有较强的实际应用价值。