列车的自动防护和自动驾驶技术
列车自动控制系统(1)
• FEP：车站前端处理器，连接VICOS。
• COM服务器：用于无线子系统。
• 轨旁电子单元：与信号机相连，向应答器发送报文。
• 车载无线单元：建立轨旁和车上的无线通信。
16
各部分说明-4
• 车载ATP：速度监督。
• 车载ATO：列车自动驾驶系统。
• 车载OPG：里程脉冲发生器，通过计算车轮旋转来测量 速度和距离。
d c
车站接 口箱
轨旁连接盒
PIIS
e
12
信号系统组成-2
bc d
a
e
PSD , EMP, 防淹门
道岔转辙 机
B 1 = 固定数据应答器 B 2 = 可变数据应答器
LEU
B2
B1
轨道
轨旁设备
雷达天线
空气间隙
OPG
雷达
应答器天线
司机
车载设备
COM( 无线)
车辆总线
ATP
ATO
HMI
紧急制动 常用制动
• 点式通信：不依赖于连续通信通道, 可以采用基于应答 器的点式通信通道从轨旁向车上传输数据；
• 移动闭塞运行：配合连续通信通道，列车根据移动闭塞 原理分隔，在ATP/ATO控制下实现最小行车间隔；
• 固定闭塞运行：配合点式通信通道，列车根据固定闭塞 原理分隔，并受ATP/ATO控制。固定闭塞运行可以作为移 动闭塞运行的后备模式；
高速铁路信号控制技术
高速铁路信号控制技术
随着科技的发展和人们对高速交通工具的需求不断增长，高速铁路系统成为现代社会的重要交通基础设施。而高速铁路的安全性和可靠性则离不开高效的信号控制技术的支持。本文将介绍高速铁路信号控制技术的原理和应用。
一、高速铁路信号控制技术概述
高速铁路信号控制技术是指通过信号设备和相关系统，对高速铁路列车的运行状态进行监控和控制，确保列车的安全运行。它包括列车位置检测、信号灯控制、列车间隔控制等多个方面的技术。
1. 列车位置检测技术
高速铁路信号控制系统需要准确获得列车的位置信息，以便及时采取控制措施。列车位置检测技术通常采用轴旋转编码器、轴位传感器等装置，通过检测车轮周围的信号变化来确定列车的位置。
2. 信号灯控制技术
高速铁路信号灯控制技术是确保列车通行安全的重要手段之一。通过设置信号灯，在不同的区段和交叉口进行信号的显示和控制，以指示列车运行状态和允许/禁止通行的信息。
3. 列车间隔控制技术
高速铁路的列车间隔控制技术是实现列车安全运行和保证列车运行效率的关键技术之一。它通过调整列车间的时间和距离，确保列车之间的安全间隔。
二、高速铁路信号控制技术的应用
高速铁路信号控制技术在实际运营中发挥着重要作用，可以提高铁路运输的效率和安全性。以下是几个常见的高速铁路信号控制技术应用的示例。
1. 自动驾驶列车控制系统
自动驾驶列车控制系统是将高速铁路信号控制技术与自动驾驶技术相结合的应用。通过利用先进的传感器和控制系统，实现列车的自动驾驶和运行控制，减少人为操作的风险，提高列车的运行效率。
2. 高速列车防护控制系统
城市轨道交通列车自动控制系统简介-精选文档
城市轨道交通列车自动控制系统简介
、前言
随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。
二、列车自动控制系统的组成
列车自动控制（ATC系统由列车自动防护系统（ATP、列车自动驾驶系统（ATO和列车自动监控系统（ATS三个子系统组成。
一列车自动防护( ATP-Automatic Train Protection
系统
列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间
隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。
二列车自动驾驶系统 ( AT0?CAutomatic Train Operation
列车自动驾驶子系统（ATO与ATP系统相互配合，负责车
站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动
等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成；通过轨道
电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系
统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。
三）自动监控（ATS-Automatic Train Super
-vision ）系统
列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，
ATP列车自动防护系统
原理和功能列车自动防护（ATP）
ATP是整个ATC系统的基础。ATO和A TS子系统都依托于ATP子系统的工作。列车自
动防护系统（ATP）亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。ATP自动检测列车实际运行位置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。
列车自动驾驶（ATO）
列车自动驾驶是一种完整的闭环自动控制系统，即列车一方面检测本列车的实际行车速度，另一方面连续获取地面给予的最大允许车速，经过计算机的解算，并依据其他与行车有关的因素如机车牵引特性、区间坡道、弯道等，求得最佳的行车速度，控制列车加速或减速，甚至制动。在列车自动驾驶系统中，司机起监督作用，因此要求这种系统获得最大允许车速的信道和求解最佳速度的机车计算机等，要有更高的可靠性和实用性。目前列车自动操纵已应用在地下铁道和市郊或两市之间直达的客运干线上。随着微型计算机技术飞速发展，我国已经自主研发完成故障-安全型的列车自动操纵系统。ATO辅助ATP工作，接受来自ATP的信息，其中有ATP速度指令、列车实际速度和列车走行距离。此外还从ATS 子系统和地面标志线圈接受到列车运行等级等信息。根据以上信息，ATO通过牵引/制动线控制列车，使其维持在一个参考速度上运行；并在设有屏蔽门地站台准确停车。自动监控系统（A TS）：
列车自动监督(ATS)
列车自动防护系统的功能有哪些
列车⾃动防护系统的功能有哪些
列车⾃动防护系统是列车控制系统中最重要的部分。地铁列车相关的所有⾃动化控制功能，均以列车⾃动防护系统为前提。要说列车⾃动防护系统需要先从列车的⾃动控制系统说起。下⾯是店铺整理的⼀些列车⾃动防护系统的功能，希望对⼤家有所帮助!
列车⾃动防护系统的功能具体如下：
列车⾃动控制系统就是轨道列车的基本运⾏控制系统，作⽤就是负责列车运⾏的控制，主要是保证⾏车安全。
不管是我们⽇常乘坐的⾼铁和动车，还是每天都会见到的地铁列车，都需要装备列车⾃动控制系统。
没有装备列车控制系统的轨道列车是不允许上线运营的(特殊情况除外，如奔跑在中国偏远地区的⽼线路所使⽤的没有装备机车信号的⽼式电客车及其他特殊的轨道车辆)。
装备了列车⾃动控制系统的轨道列车，速度等级和运⾏安全会得到质的提⾼，所以，把经常会把列车⾃动控制系统⽐作列车的⼤脑。
列车⾃动控制系统，主要包括列车⾃动防护(Automatic Train Protection- ATP)、列车⾃动驾驶(AutomaticTrain Operation-ATO)、列车⾃动监控(Automatic Train Supervision —ATS)三个⼦系统，它是⼀套完整的管理、控制、监督系统。
上⾯这段话在信号专业学⽣的教材中可以经常看到。
从系统的重要程度上说，列车⾃动防护系统是最重要的，⽽后两个是可有可⽆的，也就是说，列车可以没有ATO的功能，可以没有ATS的功能，但是不能没有ATP。
这⼀点，从他的名称上可以看出来——⾃动防护系统。
第06章 列车自动驾驶(ATO)系统教材
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2．巡航／惰行功能 巡航／惰行功能的任务是按照时刻表自动实现列 车区间运行的惰行控制，同时节省能源，保证最大能 量效率。ATO巡航／惰行功能协同ATS中的列车自动 调整(ATR)功能，并通过确定列车运行时间和能源优化 轨迹功能实现巡航／惰行功能。 列车运行时间是指由ATO和ATR功能确定的列车 运行时间。当列车在ATO功能下，从报文给定的列车 运行时间中减去通过计时器测定的已运行时间，以确 定到下一站有效的可用时间。能源优化轨迹的计算要 考虑加速度、坡度制动以及曲线制动。一般系统所需 要的轨遒曲线信息都储存在ATO存储器中。借助此信 息，并使用最大加速度，惰行／巡航功能计算出到下 一停车点的速度距离轨迹。
信号与通信概论 第 6 章 列 车 自 动 驾 驶 系 统
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2．列车自动折返控制 自动折返是一种特殊情况下的驾驶模式，在折返 站使用，这种驾驶模式下无需司机控制，而且列车上 的全部控制台将被锁闭。列车收到折返许可后，自动 进入自动折返模式。授权经驾驶室人机接口( MMI)显 示给司机，司机必须确认这个显示，并得到授权，锁 闭控制台。 若采用ATO自动运行折返模式，在司机按压ATO 启动按钮后，列车自动驶入折返轨，并改变车头和轨 道电路发送方向；在折返轨至发车站台的进路排列完 成后，再次按压ATO启动按钮，列车自动驶入发车站 台，并精确地停在发车站台，此时，ATO车载设备即 退出自动折返模式。 若采用ATO无人自动折返模式，只有在司机下车 后按压站台上的无人折返按钮后，才能实施自动列车 折返运行。无人自动折返功能的输入是来自车载速度 ／距离功能的列车当前的速度和位置以及ATP速度曲 线，输出使列车制动和牵引的控制命令。
列车智能驾驶关键技术与发展趋势
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关于列车自动防护(ATP)系统的功能
关于列车自动防护（ATP）系统的功能
它的主要功能有：
一、列车定
定位的任务就是确列车在路网中的地理置。通常，ATP系统都是利用查应答器及测速电机和雷达完成列定位的。安装在线路上某些位的应答器用于列车物理置的检测，每个应答器发送一个包识别编号（ID）的答器报文，由列车接收。在ATP车载计算机单元的线路数据库存有应答器的位置，这样列车就知它在线路上的确切位。由测速电机和雷达执行车位移测量。列车定位误差来自应答器检测精度、答器安装精度和位移测量度。
二、速度和离测量
列车实际运速度是施行速度控制的依据，速度量的准确性直接影响速度控制效果。列位置直接关系到列运行的安全，通过确定列车实际位置，才能保证列车之间的运间隔，以及能够在抵障碍物或限制区之前停下或速。
三、ATP督功能
ATP监督负责保证列车行的安全。各监督功能管列车安全的一个方面，并在它自己权限内产生紧急制动；所有的监督能，在信号系统范围内提供了最可能的列车防护。各种监督功能间的操作是独立的，且同时进行
ATP监督包括速监督、方向监督、车监督、紧急制动监督、后退监督报文监督、设备监督等。
四、超速防
城市轨道交通中的速度限制分两种：一种是固定速度制，如区间最大允许速度、车最大允许速度；另种是临时性的速度限制例如线路在维修时临时置的速度限制。
固定限是在设计阶段设置，ATP车载设备都储存着整条线路上的固定限速信息。
五、停车点防护
停车点有时就危险点，危险点在任何情况都是不能越过的，因为会导致危险情况。例站内有车时，车站起点即是必须停车点在停车点的前方通常还设置一防护段，ATP系统通过算得出的紧急制动曲线即以该护区段入口点为基础，保证列车不越入口点。
列车自动防护系统
列车自动防护系统(ATP)
列车自动防护系统(Automatic train pro—tectlon)，简单地说，是列车司机的辅助设备。该设备监督信号显示和列车限制速度，并且与司机的操作进行比较，当运算的结果表明列车不捌动就不能安垒停车时，向司机发出警告，如果司机再不采取措施，列车将自动制动。随凿廉价高性能微处理器的问世，ATP的研制工作取得巨大进展，功能日益增加。车载设备做到故障一安垒并能进行自检。便宜的存储器使存储进路及车辆性能的能力不再受到限制，这使ATP 系统所具备的“知识”达到了可以与司机媲美的水平。速度反馈及防滑装置使ATP 系统能够调整粘着度ATP 系统定期计算距离，制动控制比人工操作更准确，重复性更好，理论更符合实际。1．ATP系统的类型
ATP系统主要分为连续式和点式两大类。
连续式系统在轨道与列车间连续进行有关信号显示的通信。实现的主要手段是电码轨道电路或者是沿轨道铺设的感应电缆。点式ATP 系统只在专用的信号点实现轨道与列车间的数据传输。当列车通过该点时，车载设备可以从地面应答器或者感应环线取得数据，车上需要安装接收线圈或传感器，一旦传输中断或接收信号错误，安全系统保证使列车停车。点式和连续式ATP 系统都有同样的安全标准。连续式ATP 系统更接近司机操纵的灵活性，因此在繁忙的路网更受青睐。装
有连续式ATP系统的列车接近停车信号时，信号显示连续传给车载计算机，司机可以在某个适当距离开始制动，一旦司机发现信号转变为注意信号就可以缓解，甚至加载。点式ATP 系统就不如连续式那么灵活。例如列车接近信号时，信号点传送的是停车信号，车载计算机算出制动地点及所需制动率。但当信号变为注意信号时，翠载计算机的数据能未更新，司机必须保持制动，直到通过下一个信号点接收到前方信号的新数据之后才能缓解。显然这会影响繁忙区段的通过能力，西屋公司最早在19f~8年在伦敦地铁维多利亚线上使用了连续式列车自动控制系统。西屋的邈项技术进一步开发后又用于马德里地铁，香港地铁和新加坡城市交通系统。该系统地面信号通过一组特定频率或编码对载频进行调整，每个编码表示一组最高安全速度和目标速度。新加坡地铁共有4种编码可供使用。在普通铁路线上ATP 并不是自动驾驶系统的一部分，而只对司机安全行车起辅助作用。这种条件下选择点式或连续式ATP系统并非那么严格。安装连续式虽好，但费用比点式高得多。普通线路采用点式ATP系统对列车运行和通过能力一般不会产生不利影响。为克服点式系统在繁忙线路上限制通过能力的缺点，已研究出一种插入法，即在关键区段，主信号点与信号机间增设应答器，这样车上ATP设备在接近信号机时就可更新数据。还可以用另一种方法：在关键区段安装短电码轨道电路。这种连续插入方法的缺点是车上要安装两种接收线圈分别采集应答器和轨道发送的信息。插入
ATP列车自动防护系统
2018/5/27
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图8—4阶梯曲线
阶梯曲线控制速度的方式所需要的硬件结构简单，容易实现。 在图8-4中列车以不超过S1速度值运行，运行速度从S1变为S2时， 使得列车的运行速度发生突变，这时强烈的减速会给列车上的乘 客一种冲击，容易产生不适感。速度变化越大，冲击感越强，不 利于旅客乘车的舒适度。
2018/5/27
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速度距离模式控制速度的方式，需要比较复杂的软件和 硬件支持，系统调试过程比较复杂。列车平滑减速运行，运行 速度没有发生突变，列车运行速度控制稳定，可以有效提高列 车乘客的舒适度。 防止列车超速运行是列车自动防护系统最重要的功能， 也是城轨信号系统保障列车运行安全的核心。列车自动防护系 统对列车速度的有效控制，保持列车速度运行不超过所允许的 速度范围，能有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高作业效率， 避免人工操作带来的安全隐患．保障列车安全运行。
在上图模式曲线的每点，都对应有一个速度值，如果列 车运行速度超过了在该点所对应的速度值，列车自动防护系 统实时向列车的制动系统发出常用制动命令，对列车施加制 动力，使列车运行速度降到模式曲线的下方，保证列车以允 许的速度运行，确保列车安全运行；如果列车运行速度持续 超过模式曲线所规定的速度值，运行在模式曲线的上方，若 所持续的时间超过系统设定的时间，列车自动防护系统将对 列车实施紧急制动，强制列车停车，以防止意外事故的发生。
自动驾驶技术在现代有轨电车中的应用张清泉
自动驾驶技术在现代有轨电车中的应用张清泉
发布时间：2021-10-14T12:19:24.637Z 来源：《基层建设》2021年第16期作者：张清泉
[导读] 在高铁已实现自动驾驶，地铁已实现全自动运行（可无人驾驶），汽车自适应巡航控制已成熟且已开展自动驾驶道路测试的背景下
深圳市现代有轨电车有限公司广东省深圳市 518000
摘要：在高铁已实现自动驾驶，地铁已实现全自动运行（可无人驾驶），汽车自适应巡航控制已成熟且已开展自动驾驶道路测试的背景下，作为运量介于地铁和公交车之间，且大部分、甚至全部区域享有独立路权在轨道上行驶的有轨电车，却仍然以人工目视驾驶。除路口等共享路权的区域外，至少应可以实现与地铁相同的自动驾驶；共享路权区域，在环境和设备正常时，也可以与汽车一样实现司机监视下的“自适应巡航控制”，从而实现全程自动驾驶。
关键词：有轨电车；自动驾驶；5G网络切片
1代有轨电车技术特征
根据《城市公共交通分类标准》（CJJ/T114—2007），有轨电车是一种低运量的城市轨道交通，轨道主要铺设在城市道路路面上，与其他地面交通混合运行，根据街道条件可分为3种情况：混合车道、半封闭专用车道、全封闭专用车道。根据《城市有轨电车规划设计导则》，有轨电车系统是线路主要铺设在道路路面上，以地面线为主（地面线长度占比不低于80%），采用沿轨道行驶的电力牵引车辆，依靠司机瞭望驾驶，按城市公共汽电车模式组织运营的公共交通系统。可以看出，有轨电车系统是一种以地面线路为主、人工驾驶的低运量轨道交通系统，建设和运营成本较低，同时其运营模式和交通特征具有道路交通属性，相比地铁、轻轨，其建设门槛较低、建设速度较快，因此受到很多城市的青睐。
列车自动防护系统的功能有哪些
列车自动防护系统的功能有哪些
列车自动防护系统的功能具体如下：
列车自动控制系统就是轨道列车的基本运行控制系统，作用就是负责列车运行的控制，主要是保证行车安全。
不管是我们日常乘坐的高铁和动车，还是每天都会见到的地铁列车，都需要装备列车自动控制系统。
没有装备列车控制系统的轨道列车是不允许上线运营的(特殊情况除外，如奔跑在中国偏远地区的老线路所使用的没有装备机车信号的老式电客车及其他特殊的轨道车辆)。
装备了列车自动控制系统的轨道列车，速度等级和运行安全会得到质的提高，所以，把经常会把列车自动控制系统比作列车的大脑。
列车自动控制系统，主要包括列车自动防护(automatic train protection- atp)、列车自动驾驶(automatictrain operation-ato)、列车自动监控(automatic train supervision —ats)三个子系统，它是一套完整的管理、控制、监督系统。
上面这段话在信号专业学生的教材中可以经常看到。
从系统的重要程度上说，列车自动防护系统是最重要的，而后两个是可有可无的，也就是说，列车可以没有ato的功能，可以没有ats的功能，但是不能没有atp。
这一点，从他的名称上可以看出来——自动防护系统。
重要性说完了，再说说列车自动防护系统(以下简称atp)的作用。
从字面意思上理解，列车自动防护系统，重点是防护，而且还是自动防护。那么用它来防护什么呢?为什么要防护呢?
地铁属于城市轨道交通系统，只要是交通系统都必然有一定的运行规则和规定。
开车的朋友们都知道，想要开车，首先有驾照，而学驾照的第一关就是学习交规。交规就是我们行人和车辆在公路上行使的规则。正如一个司机开小汽车行驶在马路上需要遵守交通规则一样，地铁列车司机在驾驶地铁列车的过程中同样需要看交通信号，这个信号就是下面要说的地铁信号。
请对列车自动防护系统进行简单总结
请对列车自动防护系统进行简单总结
列车自动防护系统是一种用于保障列车运行安全的重要装置。它在列车运行过程中，通过对列车状态和运行环境的监测，能够及时发现并处理可能发生的危险情况，从而有效防止事故的发生。
列车自动防护系统能够实时监测列车的各项参数，包括列车速度、制动状态、车门状态等。通过传感器和监控设备，系统能够准确地获取这些信息，并进行实时的分析和处理。一旦发现列车出现异常情况，如超速、制动失效等，系统会立即采取相应的措施，例如自动刹车、报警等，以确保列车运行安全。
列车自动防护系统还能够监测列车所处的运行环境，包括轨道状态、信号灯状态等。通过与信号系统的联动，系统能够准确判断列车所处的位置和行驶方向，从而确保列车按照规定的路线和时刻表进行运行。如果系统发现列车偏离了预定的轨道或出现信号异常，它会立即发出警报并采取相应的措施，如紧急制动、联络调度员等，以避免事故的发生。
列车自动防护系统还能够对列车进行远程监控和管理。通过与调度中心的通信，系统能够及时接收和发送各种信息，如列车位置、运行状态、乘客数量等。这样，调度员可以随时了解列车的运行情况，并根据需要进行指挥和调度。同时，系统还能够对列车进行远程诊断和维护，及时发现和修复潜在的故障，确保列车的正常运行。
列车自动防护系统是一种为了保障列车运行安全而设计的重要装置。它通过实时监测列车状态和运行环境，及时发现并处理可能发生的危险情况，有效防止事故的发生。在未来，随着科技的不断进步，列车自动防护系统将会进一步完善和发展，为列车运行提供更加可靠和安全的保障。
高铁工作原理
高铁工作原理
高铁，作为现代化交通工具的代表，其快速、安全、舒适的特
点受到了广大乘客的喜爱。那么，高铁是如何实现这些特点的呢？
接下来，我们就来详细了解一下高铁的工作原理。
首先，高铁的快速运行离不开先进的动力系统。高铁通常采用
电力驱动，通过接触网供电，将电能转化为机械能驱动列车运行。
高铁的动力系统包括牵引变流器、牵引电机、传动系统等组成，其
中牵引变流器起着将接触网提供的交流电转化为适合牵引电机工作
的直流电的作用，牵引电机则将电能转化为机械能，驱动列车行驶。
其次，高铁的安全性能得益于先进的控制系统。高铁列车配备
了自动防护系统、自动驾驶系统等先进装置，能够实现列车的自动
控制、自动监测和自动保护。在运行过程中，这些系统能够实时监
测列车的运行状态，一旦发现异常情况，能够及时采取措施，确保
列车运行安全。此外，高铁的车辆结构设计也经过精密计算和严格
测试，能够在高速运行时保持稳定，确保乘客的安全。
再者，高铁的舒适性得益于先进的悬挂系统和减震装置。高铁
采用空气弹簧悬挂系统和液压减震装置，能够有效减少列车在运行
过程中的颠簸和震动，提高乘坐舒适度。此外，高铁车厢内部的空调系统、隔音隔热装置等设施也能够为乘客提供舒适的乘坐环境。
总的来说，高铁能够实现快速、安全、舒适的运行，得益于先进的动力系统、控制系统和车辆设计。高铁的工作原理是一个复杂的系统工程，其中涉及了多个学科的知识和技术，是现代科技的结晶。相信随着科技的不断进步，高铁将会在未来发展出更加先进、更加便捷的运行方式，为人们的出行带来更多的便利。
列车自动防护(ATP)系统的功能
ATP技术ATP技术，全称是自动超速保护、列车自动保护系统（AutomaticTrainProtection，简称：ATP），亦称列车超速防护系统，是应用于轨道交通装备领域，包括高速机车、动车组和地铁车辆的安全保护记录装置，被称为铁路领域的“黑匣子”，承担着保护铁路装备安全的重任。株洲南车时代电气股份有限公司作为国内领先的轨道交通装备，特别是铁路信息装备提供商，在国内该领域具有领先优势，并在迅速开展该装备的国产化工作。列车自动防护(ATP)系统的功能列车自动防护（ATP）子系统，即列车运行超速防护或列车运行速度监督，是保证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运行的设备，实现列车运行安全间隔防护和超速防护。通过ATP子系统检测列车位置并向列车传送ATP信息（目标速度信息或目标距离信息），列车收到ATP信息，自动实现速度控制，确保列车在目标距离内不超过目标速度的前提下安全运行。 它的主要功能有： 一、列车定位 定位任务确定列车在路网中地理位置通常ATP系统都是利用查询应答器及测速电机和雷达完成列车定位安装在线路上某些位置应答器用于列车物理位置检测每个应答器发送包括识别编号（ID）应答器报文由列车接收在ATP车载计算机单元线路数据库里存有应答器位置列车就知道它在线路上确切位置由测速电机和雷达执行列车位移测量列车定位误差来自应答器检测精度、应答器安装精度和位移测量精度二、速度和距离测量 列车实际运行速度是施行速度控制依据速度测量准确性直接影响到速度控制效果列车位置直接关系到列车运行安全通过确定列车实际位置才能保证列车之间运行间隔以及能够在抵达障碍物或限制区之前停下或减速 三、ATP监督功能 ATP监督负责保证列车运行安全各监督功能管理列车安全并在它权限内产生紧急制动；所有监督功能在信号系统范围内提供了最大可能列车防护各种监督功能之间操作是独立且同时进行 ATP监督包括速度监督、方向监督、车门监督、紧急制动监督、后退监督、报文监督、设备监督等 四、超速防护 城市轨道交通中速度限制分为两种：是固定速度限制如区间最大允许速度、列车最大允许速度；另是临时性速度限制例如线路在维修时临时设置速度限制 固定限速是在设计阶段设置ATP车载设备中都储存着整条线路上固定限速区信息 五、停车点防护 停车点有时危险点危险点在任何情况下都是越过这会导致危险情况例如站内有车时车站起点即是必须停车点在停
列车自动防护系统
制定和完善列车自动防护系统的安全 管理制度和操作规程，明确各级管理 人员和操作人员的职责和权限。
加强列车自动防护系统的安全监管，确保 系统在设计、制造、安装、调试、验收等 各个环节都符合相关法规和标准的要求。
建立列车自动防护系统的安全风险评估 机制，定期对系统进行全面的安全风险 评估，识别潜在的安全隐患和风险点。
功能
ATP系统的主要功能包括超速防护、列车间源自文库控制、车门和屏蔽门控制、临时限 速设置等。通过实时监测列车速度和位置，ATP系统能够确保列车在规定的速度 范围内运行，并在必要时采取紧急制动措施，确保列车运行安全。
国内外应用现状
国内应用现状
我国自20世纪90年代开始引进和开发列车自动防护系统，目 前已广泛应用于城市轨道交通和高速铁路等领域。国内主要 厂商包括中国南车、中国北车、四方股份等，其产品已达到 国际先进水平。
智能化发展政策
国家鼓励交通运输行业智能化发展，为列车自动防护系统的技术 创新和应用提供了政策支持。
国际合作与标准对接
加强国际合作，推动列车自动防护系统与国际标准的对接，提高 我国列车自动防护系统的国际竞争力。
市场竞争格局及挑战
国内外企业竞争激烈
国内外众多企业纷纷涉足列车自动防护系统领域，市场竞争日益激 烈。
提高运营效率
通过列车自动防护系统的精确控制和调度，城市轨道交通能够实现列车 的准点运行和高效调度，提高线路的运输能力和运营效率。
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列车的自动防护和自动驾驶技术The Automatic Train Protection&Automatic Train Operation Technology
南京电子技术研究所(南京210013) 蔡铭军
【摘要】 介绍在城市轨道交通中应用的先进列车自动防护系统和列车自动驾驶系统技术。
关键词:列车自动防护,列车自动驾驶,轨旁,车载,轨道电路
【Abstract】 T his article intr oduces advanced autom atic train pr otectio n&autom atic train oper ation system technolog y applied in m ass transit.
Key words:ATP,ATO,wayside,carborne, track circuit
1 引言
随着工业化程度的提高,市区人口急剧膨胀,城市交通压力越来越大,轨道交通是解决现代城市交通拥挤的有效手段。为提高经济效益和社会效益,对城市轨道交通的运营能力(安全性和载客能力)也提出了越来越高的要求。
提高载客能力,有两种方法:一是增加列车的车辆数目和车辆的空间容量;二是缩短行车间隔,即缩短每两列列车的发车间隔时间,以在同样的线路、同样的车辆数目条件下使载客能力相应提高。在考虑到同样载客能力情况下,方法二可使运营的经济成本降低。正是基于这种考虑,世界上一些著名的轨道交通方面的大公司,如法国的阿尔斯通(ALST OM)、德国的西门子(SIEM ENS)、美国的联合道岔与信号公司(US&S)等相继推出了各自的先进列车自动控制系统(ATC),通过ATC系统来达到减少列车运行间隔时间的目的。列车自动控制系统在技术上日臻完善,已成为城市轨道交通的一个重要环节。
列车自动控制系统(AT C)包括三个子系统:
列车自动防护(AT P)系统——负责列车的安全运行;
列车自动驾驶(ATO)系统——负责列车的全部牵引/制动控制,控制列车的站间运行和站内停车;
列车自动监督(ATS)系统——负责列车的运行监督、控制及管理。
本文主要介绍列车自动防护系统和列车自动驾驶系统。
2 系统的组成及原理
在列车自动控制系统中,轨旁与车载之间信息传输的方式可分为点式传输和连续式传输两种。点式传输是在线路固定位置上放置一些信息传感器,即信标式地面应答器。列车驶过地面应答器上方时接收应答器事先存储的地面信息,由车载计算机计算出在收到下一应答器信息之前的运行曲线。这种传输方式成本低,容易实现,但不能进行实时连续控制。连续式传输是通过沿线敷设的电缆交叉环或多信息轨道电路或无线电台来实现地面与车上的通信。显然,连续式信息传输方式可实现信息的及时更新,车载计算机可实时地计算出运行曲线,比点式传输控制性能更佳,但成本比点式传输方式要高得多。由于连续式传输更适应时代的发展,所以现各大公司基本上均采用以无绝缘音频轨道电路为媒介的连续式信息传输。利用数字编码的无绝缘音频轨道电路作为信息传输通道的列车自动控制系统由车载设备、轨旁设备和控制中心设备三大部分组成,如图1所示。其中,控制中心主要实现A TS的功能,而AT P/ATO的功能则由车载和轨旁部分共同实现。
轨旁AT P系统将线路参数以及其它数据一起通过轨道电路传输给车载AT P系统,车载ATP系统根据线路参数和列车状况计算出列车的最大允许速度曲线,并将此最大允许速度与来自测距脉冲发生器的列车此时刻的实际速度相比较,若超过最大允许速度,则列车报警且启动制动装置。在司机驾驶台上给出了一系列必要的显示,如最大允许速度、
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图1 A T C系统简易框图
实际速度、目标距离、目标速度、驾驶模式、列车折返、开相应侧的车门、关门指令、发车指令、车辆段显示、紧急制动启动、ATP/AT O故障等。
需要强调的是数字编码的无绝缘音频轨道电路,它不仅可检测轨道状态(空闲或占用)并将结果送给联锁系统,而且还可把AT P报文传输给车载AT P系统。这类轨道电路的组成如图2所示。轨道电路发射器连续发送AT P报文,当轨道电路空闲时,轨道电路接收器的接收信号为高电平,检测轨道状态为空闲;当列车驶入该轨道区段时,轨道电路接收器因列车轮对分路使接收信号为低电平,检测轨道状态为占用,同时车载ATP系统开始接收AT P 报文。
3 列车自动防护系统(ATP)
城市轨道交通的最大特点就是运营密度大、列车行车间隔时间短。目前,各大城市的地铁和轻轨在规划与设计中都提出了行车间隔时间设计为90s,实际运行时间为120s的要求。在如此短的行车间隔时间条件下,作为确保行车安全的信号系统,已不能以传统的地面信号显示作为控制行车的主要依据,而必须采用高度可靠、连续不断的速度显示和行车监督、防护的多信息系统。ATP系统在城市轨道交通中承担确保列车行车安全的重要职任,它是ATC 系统中的最重要的一环。在评价ATP系统时,总把其安全性和可靠性放在第一位。
3.1 工作原理
AT P功能是由车载ATP系统和轨旁A TP系统共同实现的。在ATP计算机内,储存了必要的线路固定工程数据,如区间的线路布置、坡度、轨道电路长度、限速等等。AT P计算机根据已有的数据和当时的线路运行状况,按照一定的算法计算列车的最大允许曲线,如图3所示。
前行列车A的位置或危险点经轨道电路传递给运行在线路区间的后续列车B(图3),对列车B 而言,列车A的位置就是危险点,列车B计算出到危险点的最大允许速度。列车A向前运动,则列车B的安全停车点(车站停车点不属于安全停车点)也随之变化,列车B实时计算到停车点的速度—距离曲线,如果列车实际速度高于最大允许速度,那就应先报警,若在规定时间内未将速度降到允许速度以下,则实施紧急制动。
3.2 ATP系统的功能
1)安全性停车点防护
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