3章列车运行自动控制ATC系统

列车自动控制（ATC）系统基本原理丁太生---编辑主要内容一、ATC系统综述二、ATP子系统基本原理三、ATO子系统基本原理四、ATS子系统基本原理一、ATC系统综述丁太生--讲新加坡无人驾驶地铁车辆广州下月上路的无人驾驶地铁车辆列车自动防护系统ATP列车自动驾驶系统ATO列车自动监视系统ATSAutomaticTrainProtectionAutomaticTrainOperationAutomaticTrainSupervisionATC系统的组成和功能不同闭塞制式的ATC系统按照闭塞模式，城市轨道交通的ATC可以分为3.移动闭塞2.准移动闭塞1.固定闭塞不同闭塞制式的ATC系统7轨道电路工作稳定性容易受环境影响，如道床阻抗变化、牵引电流干扰等1.固定闭塞存在以下缺点轨道电路传输信息量小。利用轨道电路难以实现车队的信息传输闭塞分区长度是按照不利条件设计的，分区较长，且一个分区只能被一列车占用，不利于缩短列车行车间隔。无法知道列车在哪一分区内的具体位置。不同闭塞制式的ATC系统（1）基本概念2.移动闭塞前行列车后续列车移动定位方式与地面通信移动定位方式与地面通信地面控制中心感应环线或无线通信不同闭塞制式的ATC系统（2）移动闭塞的特点制动的起点和终点是动态的，与轨旁设备数量及行车间隔关系不大没有固定分区，行车间隔是动态的，并随前一列车的移动而移动，速度限制连续变化。列车间隔按照后续列车在当前速度下所需的制动距离加上安全余量计算而得。可实现车地双向通信，易于实现无人驾驶。舒适先进可实现较小的行车间隔高效灵活安全不同闭塞制式的ATC系统（3）移动闭塞的技术优势安全关联计算机采用3取2或2取2冗余配置，可保证故障安全。数据通信对所有的子系统透明可以与无人驾驶结合，避免司机误操作或延误，从而提高效率车地双向通信，实时提供列车的位置及速度等信息。模块化设计，核心部分采用软件实现，硬件数量大大减少CBTC（communicationsbasedtraincontrol）不同闭塞制式的ATC系统后续列车制动曲线保护段后续列车先行列车（5）移动闭塞系统的ATC分类不同闭塞制式的ATC系统基于电缆环线基于无线通信和传输媒介直接序列扩频跳频扩频方式点式应答器自由空间波裂缝波导管漏泄电缆等按无线扩频通信方式按传输媒介按传输速率分类不同结构的ATC1.点式ATC系统无源，高信息容量，安装灵活，结构简单。价格明显低于连续式ATC在北京5号线有应用难以适应行车密度大的情况点式ATC系统不同结构的ATC中央处理单元应答器天线测速传感器LEU车载设备地面设备信号机或联锁设备ATP总线(1)点式ATC的基本结构不同结构的ATC点式ATC系统设备①地面应答器评估100KHz发生器50kHz100kHz850kHz50kHz100kHz850kHz50KHz发生器发送/接收监视通道能量通道车载应答器数据传输轨旁应答器ZUB车载单元信号模块不同结构的ATC应答查询器（TI及应TI天线负责与轨旁信标通信并确定列车的轨道位置，处理信标发出的消息并传送给车载控制器）不同结构的ATC.A型应答器（无源设备）(1)用于确定列车位置(2)当一辆列车驶过应答器，它会收到一条标识应答器的消息.B型应答器（有源设备）(1)信号机B信标（安装于信号机旁与信号机相联锁）(2)进路B信标（安装于道岔前，指示是否需要侧向速度通过道岔）不同结构的ATC②轨旁电子单元LEU将不同的信号显示转化为电码并发送至列车。③车载设备a、车载应答器b、测速传感器c、中央处理单元d、驾驶台上的显示五、不同结构的ATC2.连续式ATC系统采用轨道电路的连续式ATC系统采用轨间电缆的ATC系统无线ATC系统速度码模式距离码模式二、ATP系统一、ATP的基本概念车载ATP主机接口电路牵引系统制动系统牵引指令制动指令速度输入速度传感器地面信号速度控制车轴二、ATP的设备组成设于控制站的轨旁单元；设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元；车载ATP设备；与ATS、ATO、联锁设备的接口设备。三、ATP的主要功能ATP系统具有下列主要功能：检测列车位置、停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门控制、记录司机操。轨旁功能传输功能车载功能三、ATP的主要功能ATP车载设备功能监督功能速度监督功能方向监督功能车门监督功能紧急制动监督功能后退监督报文监督功能设备监督功能主控钥匙开关主控钥匙开关打开，接点闭合，ATP检测到DC110V电压，ATP激活；主控钥匙开关没打开，接点没闭合，ATP检测不到DC110V电压，ATP未激活。车辆ATP车载单元+110V主控钥匙开关双通道ATP接口车辆ATP车载单元左门锁闭右门锁闭+24V门控接点左右两边门都关闭，两锁闭继电器接点闭合，送回24V电压给ATP，否则，不能送回24V电压，ATP车载单元通过检测是否送回该电压来判断两车门是否关闭。ATP接口车辆ATP车载单元+24V强行开门按钮强行开门按钮ATP车载单元向强行开门按钮接点输送24V电压，当强行按钮被按压，接点闭合，24V电接地，ATP车载系统通过检测该电压是否接地来判断强行开门按钮是否被按压。ATP接口车辆的紧急制动状态车辆+110V紧急制动ATP车载单元由车辆向ATP车载单元输入电压，当电压为DC110V时是非紧急制动状态，当电压为0V时，是紧急制动状态，车载ATP单元通过检测该电压来判断是否处于紧急制动状态。ATP接口自动折返按钮ATP车载单元向自动折返按钮送24V电压，当按压自动折返按钮，接点闭合，24V电接地；当没有按压按钮，接点不闭合，24V电不接地。ATP车载单元通过检测该电压是否接地来判断自动折返按钮是否被按压。车辆+24V自动折返按钮ATP车载单元ATP接口——对列车执行适当操作3、ATP静态输出车载ATP单元在激活状态下，根据相关的检测结果（包括检测到按钮动作及车辆运行状态）会发生一定动作，诸如启动紧急制动，允许开车门，开启ATP安全责任灯等。ATP接口1、紧急制动车辆+110VATP车载单元运行错误时启动，出现故障时启动，从车辆给110V到ATP车载单元，如没有启动紧急制动，K6、K7闭合，送回110V电压，车辆不能启动紧急制动。如果启动紧急制动，K6、K7不闭合，不能送回110V电压，车辆启动紧急制动。K6.K7继电器ATP接口2、允许开门（允许开左门和允许开右门）车辆ATP车载单元+110V允许开左门+110V允许开右门列车停在停车窗内，ATP根据由轨旁设备发来的报文决定允许开哪侧旅客车门，只有在停车窗内或者按压强行开门按钮，ATP才允许开门，ATP送电压给车辆上相关继电器，当送的是110V时候，车门打开，否则，车门不能打开。ATP接口三、ATO子系统的工作原理ATSATPATO定位系统驱动、制动控制设备列车数据测速传感器ATO子系统的主要功能1、速度调节功能2、车站程序对位停车控制3、列车自动运行模式四、ATS子系统基本原理ATS系统的组成ATS主要功能22113581635列车运行调整服务操作列车监视跟踪旅客信息显示系统仿真演示运行报告监控与报警进路自动调整时刻表处理列车确实位置识别ATS基本原理1.自动列车跟踪2.自动排列进路3.时刻表系统4.列车自动调整5.控制和显示6.记录功能7.列车运行图显示8.培训/演示丁太生编辑