ATP模式

ATP也就是列车超速防护设备，是许多高速铁路发达国家已经广泛采用的设备，也是我国高速铁路建设必不可少的车载安全设备。它的首要任务是实时监督列车的运行速度，并根据列车运行的限制条件，自动控制列车的制动系统，实现列车的超速防护。ATP设备各工作模式特点及转换条件车载ATP系统功能框图车载ATP子系统，是确保列车运行安全的关键设备，它与地面ATP设备相配合，完成速度或距离信号的接收和解译，实现超速防护、制动保证，零速检测、车门控制、后退防护等等。我们以车载设备的ATP系统为例，对其系统能能进行分析,其车载ATC系统功能框图（一）ATP信号的接收和解译•地面ATP子系统，通过钢轨向列车发送速度命令和门控命令，其载频为2250HZ，车载ATP接收线圈，以耦合方式，从钢轨接收经低频调制的ASK车载信号，通过滤渡器、解调器，提供一个固定的电平方波，送至速度信号译码CPU，该CPU译出的速度或门控命令，再送至系统处理CPU。（二）超速防护•ATP子系统的主要功能是实现列车的超速防护，保证列车不会超出“速度命令”所规定的速度，该功能由超速控制器CPU来完成。超速控制器的CPU，接收来自系统处理CPU的限制速度信息，和来自速度传感器的列车实际信息，如果列车的实际速度超出ATP限速，出现超速状态，在自动模式下，列车将自动调整速度，在人工模式时由司机采取措施减速。（三）列车门的开、闭控制•当列车到达对位停车点，列车对位天线检测到由站台对位线圈送出的13.235KHz的频率，证明列车已正确地在站台对位，列车ATO子系统发出“列车进行全常用制动”的指令，并生成一个列车停稳信号给ATP子系统。ATP子系统接收到该指令后，施加全常用制动，并检测到速度为零。这时，ATP子系统生成一个列车“对位”信号，给车载ATO子系统，并通过车载对位天线，送出载频为21.945KHz、调制低频为77Hz的“对位”信号。地面对位线圈接收并译出上述“对位”信号，使车站ATP模块，通过站台区域的轨道电路，送出打开列车门信号，其载频为2250HZ，调制频率为4.5Hz（左门）或5.54Hz（右门）。•当停站计时结束，车站ATP模块，停止发送打开车门信号，使列车相应的门控继电器失磁，司机可按压车门关闭按钮，门控电路启动列车门关闭程序。列车启动列车门关闭程序的同时，列车ATP子系统，中止发送开启屏蔽门信号，使站台屏蔽门控制继电器失磁，启动站台屏蔽门关闭程序。•在人工模式的情况下，司机必须以人工控制方式，将车停于对位停车点，当列车对位表示灯点亮，证明列车正确对位，在确认对位停车后，司机可按压站台侧门控按钮，才能打开车门；关闭车门也由司机控制。（四）后退防护和无意识运行的防护•司机手柄所处的位臵决定了列车的运行方向，而如果检测到并确认列车的实际运行方向与司机手柄位臵不一致，则应施加紧急制动予以防护。不论在自动模式还是人工模式，都由超速防护系统提供后退防护。另外当列车制动停车以后，施加全常制动，在尚未收到速度命令的情况下，列车无意识运行，只要检出车速超过3km/h，那么车载ATP子系统，实施紧急制动予以防护。（五）ATP的冗余工作•车载ATC系统，一般在列车头、尾两端A型车，各设2套独立的ATP子系统，除车载ATP接收线圈，和车辆接口的输出继电器共用外，ATP子系统完全是双套的。二套ATP子系统的工作模式，有平行模式、ATP1模式、和ATP2模式。平行模式是常用的工作模式，选择开关臵于“平行”位臵，二套ATP子系统同时工作；但ATO子系统，只从ATP1接收数据，而且ATP1的DC/DC电源，供车载ATO/ATS/ATP1子系统的工作，ATP2的DC/DC电源，只供ATP2子系统工作，ATP1模式和ATP2模式下，仅被选择的ATP子系统工作，另一套ATP子系统断电不工作，工作的ATP子系统，提供DC/DC电源给车载ATO、ATS模块工作；但是一套ATP子系统工作，另一套ATP子系统不工作的模式，是不可取的；平行、互为备用的冗余模式，是合理的DMI信息屏的显示及操作DIM信息屏主界面A区警示信息A区显示的信息内容包括：A1区：ATP设备触发制动之前的预警时间；A2区：目标距离；A1区的大小为54*54（像素）。制动预警时间应在此区域中心以灰色方块图标显示。方块图标的大小取决于距离触发制动的预期时间。一旦距离触发制动的预期时间低于8秒，方块图标将开始变大直至最大尺寸。当列车处于CSM区时，如果ATP制动预警时间大于8秒时，DMI在A1区不显示任何图标；如果ATP制动预警时间小于或等于8秒时，DMI应当在A1区按相应比例显示制动预警图标。当列车处于TSM区时，如果ATP制动预警时间大于8秒，DMI在A1区显示最小的制动预警图标（最大图标的10％），如果制动预警时间小于或等于8秒时，DMI应当在A1区按相应比例显示制动预警图标。A2区的大小为54*222（像素）。该区域使用两种表示方法同时表示目标距离：柱状光带表示法以及数字表示法。柱状光带位于该区域的下部，光带正上方为数字表示区。柱状光带的左侧为坐标系，该坐标系采用对数坐标，最大的显示范围是1000米。当目标距离大于1000米时，柱状光带的高度保持不变，只用数字标出实际目标距离，数字表示法可表示的最远距离为8000米。：A2区仅当列车处于TSM区时才有相应的显示，在CSM区时并不显示。A3=54*24（保留）1120A2区显示示意图B区速度信息•列车当前速度以数字的方式显示在B1区，同时，速度表的指针也指示了列车的当前速度（并以不同的颜色和表圈以不同的形状来表示紧急程度）。B区中的细分区域的大小（像素）及显示内容如下：•B1、50*50以数字方式显示列车当前速度；•B2、36*36以速度表盘的方式表示各种速度；•B3、36*36（保留）•B4、36*36（保留）•B5、36*36（保留）•B6、36*36（保留）•B7、36*36以文字图标的方式ATP设备所处的控制模式；如上所述，列车实际运行速度采用双显示备份表示。一种表示方式是采用速度表的表示方法，速度表的指针指向刻度盘的当前速度。表盘的刻度为0～400km/h；另一种表示方式是数字表示的方法，在速度表的中间区（B1区）以数字的形式表示出当前速度值。根据不同的情况，在速度表盘上以不同颜色的光带显示目标速度、允许速度、SBI速度和EBI速度1.在列车未超速情况下，显示器以不同颜色的光带在速度表的表圈上显示目标速度和允许速度。在允许速度处，光带的宽度是正常光带宽度的两倍，形成“钩”状光带。2.在CSM区，列车未超速情况下，目标速度以深灰色（DarkGrey）显示；允许速度以灰色(Grey)显示。3.在TSM区，列车未超速情况下，允许速度以黄色（Yellow）显示。4.列车速度超过允许速度、但未超过SBI情况下，开始以光带方式显示SBI速度，从允许速度到SBI之间光带的宽度为正常光带宽度的两倍，显示颜色为橙色（Orange）。同时速度表指针指向列车当前速度。5.列车速度超过SBI速度、但未超过EBI情况下，以光带方式显示EBI速度，从允许速度到EBI之间光带的宽度为正常光带宽度的两倍，显示颜色为红色（Red）。同时速度表指针指向列车当前速度。6.列车速度超过EBI速度后，以光带方式显示EBI速度，从允许速度到EBI之间光带的宽度为正常光带宽度的两倍，显示颜色为红色（Red），超出EBI部分不显示光带，同时速度表指针指向列车当前速度。在不同状态下速度表的显示方式如表8-1所示：各种情况下速度表的表示方法序号运行情况速度表的显示说明11.CSM区；2.A：目标速度Objs3.B：允许速度P；4.C：SBI或EBI，当前情况下不显示；2同上；31.TSM区；2.A：目标速度ObjS；3.B：允许速度；4.C：SBI或EBI，当前情况下不显示；序号运行情况速度表的显示说明4同上；51.超过允许速度，尚未触发常用制动；2.A:目标速度ObjS；3.B:允许速度P；4.C:SBI;6同上；71.触发常用制动,尚未触发紧急制动；2.A：目标速度ObjS；3.B：允许速度P；4.C：EBI序号运行情况速度表的显示说明8同上；91.人控优先，触发紧急制动；2.A:目标速度ObjS；3.B:允许速度P；4.C:SBI;10同上；当车载设备处于侧线发车的部分监控模式、引导模式、目视行车模式和调车模式，应当显示最大允许速度(P速度)，最大速度指示显示在B2区，以灰色单线方式显示，其尺寸和形状与“钩”状光带相同。当速度超过该最大允许速度后，显示方式、颜色与上表中超速后的显示方式相同。B7区以字符图标的方式表示ATP的控制模式。ATP控制模式与表示图标如表8-2所示：控制模式与显示对应关系表序号模式图标显示字符1完全监控模式完全2部分监控模式部分3调车模式调车4目视行车模式目视5引导模式引导6机车信号模式LKJ7待机模式待机8隔离模式隔离C区设备状态C1～C7区保留。C8区：该区域以文字的方式显示ATP设备所处的CTCS等级。CTCS等级与显示文字对应的关系如表8-3所示：CTCS等级与显示文字对应关系序号文本等级1CTCS0CTCS0级2CTCS1CTCS1级3CTCS2CTCS2级C9区：以图标的方式显示制动状态。DMI根据ATP设备的制动状态显示图标。如果ATP处于非制动非允许缓解状态，则该区域不显示任何图标。制动图标与制动状态对应关系如表8-4所示：图标与制动等级对应关系表序号图标含义1紧急制动2常用制动（1、4、7级）3允许缓解D区距离信息在CTCS2级时，D1区用于显示距离坐标。坐标系的原点位于D1区的左下角，它始终以列车当前所在位置为参考原点，即列车始终位于坐标系的原点。该坐标系的横坐标为距离（单位：米），采用对数坐标，最远显示前方8000米内的相关信息。坐标系的纵坐标为速度（单位：公里/小时），它表示线路的最大允许运行速度。D6区以白色短实线标识出MRSP的变化点，所谓的MRSP的变化点是指相邻的两个不同的MRSP的位置坐标的交接点。D7区显示列车前方8000米范围内的MRSP，为清楚起见，以数字的方式显示速度坐标。D9区以黄色实线表示列车前方的第一个起模点（CSM区与TSM区的交接点）。同时，将起模点的指示线向下延长到坐标显示区，以便于司机可以清楚地了解到起模点的具体坐标位置。同时，为了给司机作出明显的提示，从起模点到下一个MRSP以斜线相连接，表示一个降速过程，便于司机驾驶。D区的显示示意如图8-8所示：D区显示示意图•当列车运行于CTCS0/1级时，D区用于显示机车信号。机车信号的显示标准符合TB/T3060的相应规定，显示方式如图8-9示：•其中机车信号的圆心的坐标为(456，221)：半径为：32像素。机车信号定义与显示图标的对应关系如表8-5所示：机车信号机车信号与显示对应关系表序号机车信号规定显示备注1L52L43L34L25L6LU7LU28U922序号机车信号规定显示备注10U2S以1Hz的频率闪动11U312UU13UUS以1Hz的频率闪动14HB以1Hz的频率闪动15HU16H1725.7Hz1827.9Hz2E区报警信息•E区用来显示机控/人控优先、文本信息、车次号、时间等信息。•车载ATP设备在运行过程中存在机控/人控优先不同控制状态，这两种优先状态可以通过ATP机柜内部的跳线来实现初始化设置，也可以由车载ATP设备在运行过程中根据具体情况进行实时的切换。•E5区以图标方式表示机控优先和人控优先。在机控优先情况下，显示图标“机控”，当车载ATP设备提示司机介入时，E5区的图标更换为“人控”。人控/机控优先图标如图8-10所示。机控人控控/机控表示图标•E19、E20、E21、E22、E23区用于显示各种文本信息。文本信息采用滚动方式显示，最后收到的信息总是以高亮的方式显示于E19区，之前的信息依次下移。司机可以通过可扩展功能键中的上、下翻页键查询之前的所有信息。•E16a区显示当前的列车车次号。•E17区显示当前时间。F区可扩展功能键信息•可扩展功能键信息用于指示当前状况下