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2020/2/1212020/2/122项目七ATC系统概述[知识要点]1．掌握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。2．掌握ATC系统的组成及基本功能。3．掌握ATC系统与其他系统的接口。2020/2/123[理论内容]一、ATC系统的作用列车自动控制系统简称为ATC系统(AutomaticTrainControlsystem)。城市轨道交通的运营线路封闭，它的主要作业是运送旅客，运营线路不长，站与站之间的距离较短，列车以中低速行驶，这些特点为线路上的列车进行安全高效运营提供了有利条件。因此在城市轨道交通中，ATC系统的作用是保障列车行车安全和提高运营效率。列车自动控制系统2020/2/124城市轨道交通ATC系统的特点•传统信号系统是通过设置在地面的色灯信号机来传递不同的行车命令，这种制式基本上是依赖司机进行速度控制和调整，依靠司机保证行车安全。•ATC系统将机车信号作为主体信号，传递给列车的信号是具体的速度或距离信息，列车按调度人员设置的时刻表，实现自动运行、自动折返、自动调整停站时分，以及运用程序定位实现列车在车站的停车控制。2020/2/125ATC系统的组成•ATC系统的设备组成现场轨旁设备、车载信号设备、控制中心及车站信号设备•ATC系统的功能组成ATO、ATS、ATP2020/2/126ATC系统结构2020/2/1272020/2/1281．保障行车安全列车行车安全是由列车自动控制系统中的列车自动防护系统，即ATP系统来完成。ATP系统与列车的牵引制动系统一道控制列车运行速度，防止列车超速行驶。设备在故障情况下遵循故障导向安全原则，确保运营安全。•列车自动防护（ATP）•系统—TBS100型车载设备•列车自动防护（ATP）•系统—FS-2500型轨道电路•列车自动防护位置检测•（ATPTD）地面系统2020/2/129北京首都机场线将建国内第一条无人驾驶地铁2．提高运营效率列车自动控制系统能实现列车自动驾驶，列车根据运营计划自动完成运营作业，可以有效减少列车驾驶员、调度和车站人员的工作强度，确保列车正点运营，有效提高运营作业效率。我国首套列车自动控制系统2020/2/1210二、ATC系统构成1．按设备功能划分ATC系统从功能分主要包括三个子系统。1)列车自动防护子系统(AutomaticTrainProtection，简称ATP)，主要作用是防止列车追尾、冲突事故的发生，并控制列车的运行速度不超过允许的最高速度；2020/2/1211车载ATC2020/2/1212ATP——列车自动防护子系统•ATP子系统是ATC系统的核心和关键。•ATP子系统具有实现列车的间隔控制、超速防护、进路的安全监控、车门和站台屏蔽门的控制等功能。2020/2/1213列车自动防护（ATP）接收天线2020/2/1214列车自动防护（ATP）接收天线2020/2/12152)列车自动运行系统(AutomaticTrainOperation，简称ATO)，主要作用是实现列车自动驾驶，并使列车在设定的车站自动停车；列车自动运行（ATO）系统机车信号设备-自动停车装置2020/2/12162020/2/1217ATO——列车自动运行子系统•ATO子系统主要用于实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制。•使用ATO子系统后，可以使列车经常处于最佳运行状态，避免了不必要的、过于剧烈的加速或减速，因此明显提高了乘坐的舒适度，提高了列车准点率及减少轮轨磨损。•ATO子系统与列车的再生制动相配合，可以节省电能的消耗。2020/2/12183)列车自动监控系统(AutomaticTrainSupervision，简称ATS)，主要作用是对线路上运行的所有列车进行监督和管理，控制列车根据列车运行图完成运营作业。2020/2/1219ATS——列车自动监控子系统•ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅助行车调度人员对全线列车运行进行管理。•它给行车调度人员显示全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时及时做出反应（提出调整建议或者自动修整运行图）。•通过ATO的接口，向旅客提供运行信息通报（列车到达、出发时间、运行方向、中途停靠站名……）。2020/2/1220三个子系统的功能既能相对独立，又紧密相连，通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。2020/2/1221中央控制室2020/2/12222020/2/1223车站控制室2020/2/12242．按设备安装位置划分按设备安装位置可分成以下三部分：1)轨旁设备：包括线路上、信号设备室内信号设备，如图7-1中的车站联锁、轨旁设备等；图7-1ATC系统组成及安装位置图ATO车站环路接口柜ATO数据通信设备ATO车站设备和轨旁设备2020/2/1225轨旁设备1、区域控制器(1)移动授权单元(2)基于计算机的联锁系统或计算机联锁(3)监督和控制信号机和道岔(4)监督站台屏蔽门、防淹门、站台紧急停车按钮和计轴区域2、计算机联锁(1)电子联锁模块(2)看门狗继电器机架（一旦出现故障，或两个安全控制命令出现不一致，它就会断开有故障的安全控制命令上的所有输出和电源）(3)运行和通信模块(4)维护辅助系统2020/2/1226AP轨旁天线3、轨旁数据通信系统(1)AP轨旁无线单元/接入点（在列车和其他子系统间发送和接收信息）(2)AP轨旁天线（AP轨旁无线单元与列车进行无线通信）2020/2/1227地面应答器车站列控中心车站联锁轨道电路LEU地面应答器车站列控中心车站联锁轨道电路LEU地面应答器列控中心TCC区域联锁ZPW2000轨道电路LEU无线闭塞中心RBC中央联锁调度中心CTCGSM-R固定网络无线闭塞中心RBC无线接收模块2020/2/12282)车载设备：指安装在车上的信号设备，如图7-1中的车载ATP、车载ATO等；图7-1ATC系统组成及安装位置图车载ATP、车载ATO2020/2/12293)控制中心设备：指安装在控制中心的ATS设备，如图7-l中的调度员终端、服务器等。控制中心设备2020/2/1230三、ATC系统功能1．ATP系统ATP系统由地面设备、车载设备组成，通过对列车运行速度的控制，保证列车在允许的运行速度值范围内运行，确保列车一旦超过规定速度，立即施行制动。主要实现以下功能：移动闭塞原理2020/2/12312020/2/1232移动授权限制2020/2/12331)自动连续地对列车位置进行检测，并向列车发送必要的速度、距离、线路条件等信息，以确定列车运行的最大安全速度。提供列车速度保护，在列车超速时提供常用制动或紧急制动，保证前行与后续列车之间的安全间隔，满足正向行车时的设计行车间隔和折返间隔。对反向运行列车能进行ATP防护。2)确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间具有足够的安全距离，以及防止列车侧面冲撞等。3)防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允许速度。ATP的主要功能有：列车速度的监控和限制、车轮打滑的探测和修正、倒车检测、零速度检测、常规自检、为驾驶员提供显示（包括声音和视频报警、当前和目标速度显示、其他显示等）、故障检测和数据记录等。2020/2/12344)为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。5)根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电路发码方向。6)任何车-地通信中断以及列车的非预期移动(含退行)、列车完整性电路的中断、列车超速(含临时限速)、车载设备故障等均将产生安全性制动。7)实现与ATS的接口和有关的交换信息。8)系统的自诊断、故障报警、记录。9)列车的实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。具有人工或自动轮径磨耗补偿功能。ATP的主要功能有：列车速度的监控和限制、车轮打滑的探测和修正、倒车检测、零速度检测、常规自检、为驾驶员提供显示（包括声音和视频报警、当前和目标速度显示、其他显示等）、故障检测和数据记录等。2020/2/12352．ATO系统ATO系统是控制列车自动运行和车站自动停车的设备，由车载设备和地面设备组成，在ATP系统的保护下，根据ATS的指令实现列车运行的自动驾驶、车辆识别、速度的自动调整、列车车门控制、性能调整和发车测试等，具体表现为：1)自动完成对列车的起动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。ATO的主要功能有：列车启动、速度调整、惰性、信号停车/起车、车站定点停车、列车识别、故障报告、车门控制、车站屏蔽/安全门控制、旅客信息发布等。2020/2/12362)在ATS监控范围的入口及各站停车区域(含折返线、停车线)进行车一地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对在线列车进行监控。3)控制列车按照运行图进行运行，达到节能及自动调整列车运行的目的。4)ATO自动驾驶时实现车站站台定点停车控制、舒适度控制及节省能控制。5)能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。6)与ATS和ATP结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。ATO的主要功能有：列车启动、速度调整、惰性、信号停车/起车、车站定点停车、列车识别、故障报告、车门控制、车站屏蔽/安全门控制、旅客信息发布等。2020/2/12373．ATS系统ATS系统由控制中心、车站、车厂以及车载设备组成，通过ATP系统和ATO系统，实现对列车运行的自动监控，并实现以下基本功能：1)获取控制和监督列车运行的基础信息：通过ATS车站设备获取轨道占用与空闲状态、进路状态、列车识别、信号设备故障等信息；2)实现进路控制：根据联锁表、计划运行图及列车位置自动生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。进路控制包括控制中心自动控制、控制中心人工控制、车站自动控制及车站人工控制几种形式；2020/2/12383)列车识别号跟踪、传递和显示：系统能自动完成正线区段内列车识别号(服务号、目的地号、车体号)跟踪，列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改，也可由列车经车-地通信向ATS发送识别号等信息。4)列车时刻表编制和管理：列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分，控制发车时间。2020/2/12395)列车运行的自动调整及人工调整：在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理，并具有较强的人工介入能力。ATS设在车辆段的终端，向车辆段管理及行车人员提供必要的信息，以便编制车辆运用计划和行车计划。6)列车运行及信号设备的监督和报警：列车运行显示屏及调度台显示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。2020/2/12407)系统故障时降级处理及故障复原处理：ATS中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制，由车站人工进行进路控制。8)培训和演练：能在中央专用设备上提供模拟和演示功能，用于培训及参观。2020/2/12419)为旅客提供向导显示信息：向无线通信、广播、旅客向导系统提供必要的信息，主要内容有列车到达时间、目的地及列车终到、末班列车等。10)数据记录、统计和打印：自动进行运行报表统计，并根据要求进行显示打印。11)与其他系统接口。发车指示器2020/2/1242四、信号系统运营模式1．ATS自动监控模式正常情况下ATS系统自动监控在线列车的运行，自动向联锁设备下达列车进路命令，列车在ATP的安全保护下由驾驶员按规定的运行图时刻表驾驶列车运行。控制中心行车调度员仅需监督列车和设备的运行状况。每天开班前，控制中心调度员选择当日的行车运行图／时刻表，经确认或作