列车自动控制系统(1)
5.4列车自动控制系统(ATC)
四、信号系统基本功能
1、 列车自动监控子系统（ATS） 、 列车自动监控子系统（ ） ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。ATS系统在 系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。 系统在 系统由控制中心 ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能： 系统的支持下完成对列车运行的自动监控， 系统的支持下完成对列车运行的自动监控 实现以下基本功能： 车站设备， （1）通过 ）通过ATS车站设备，能够采集轨旁及车载 车站设备 能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状 提供的轨道占用状 进路状态、 态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行 的基础信息。 的基础信息。 （2）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 ）根据联锁表、计划运行图及列车位置， 传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。 令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。 （3）列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列 ）列车识别跟踪、传递和显示功能。 车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪， 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 自动生成或调度员人工设定、 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。 发送识别号等信息。 发送识别号等信息 （4）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 ）列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。 车运行实际的偏离情况， 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。 车停站时分，控制发车时间。 中央故障情况下的降级处理， （5）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， ） 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 对列车运行进行调整， 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。 自动信号控制，由车站人工进行进路控制。
中职教育-《城市轨道交通行车组织》课件：单元3 列车自动控制系统(1)人民交通出版社.ppt
（2）信号机的设置
• 城市轨道交通的信号机设置不同于铁路， 规定在ATC控制区域的线路上道岔区设防 护信号机或道岔状态表示器，其他类型的 信号机可根据需要设置。
• 进段信号机灯光配列可同防护信号机，亦可采 用双机构（两个二显示）带引导机构，自上而 下灯位为黄、绿、红、黄、月白。
d.出段（场）信号机 • 出段（场）信号机采用三显示机构，红、
绿，带调车白灯。 e.调车信号机 • 调车信号机采用二显示机构，自上而下 灯位为白、蓝（或红） f.通过信号机 • 若采用自动闭塞，其通过信号机为三显 示机构，自上而下灯位为黄、绿、红。
3. ATS子系统
• ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制， 辅助调度人员对全线列车进行管理，其功能包 括：调度区段内列车运行情况的集中监视与控 制，监测进路控制、列车间隔控制设备的工作， 按行车计划自动控制道旁信号设备以接发列车， 列车运行实迹的自动记录，时刻表自动生成、 显示、修改和优化，运行数据统计及报表自动 生成，设备运行状态监测，设备状态及调度员 操作记录，运输计划管理等，还具有列车车次 号自动传递等功能。
度命令运行；
• 月白色—运行前方道岔在侧股（反位），按ATP 速度命令运行，一般限制速度为．30 km/h；
• 红色＋月白色—引导信号，准许列车在该信号 机处继续运行，但需准备随时停车，仅对防护 站台的信号机设引导信号。
• 站台还设有发车表示器，发车前5s闪白光，发 车时间到亮白色稳定光，列车出清后灭灯。
• 此外，在ATC范围内的各正线控制站各设一套联锁设 备，用以实现车站进路控制。联锁设备接收车站值班 员和ATS控制。考虑到运用的灵活性，正线有岔站原 则上独立设置联锁设备，当然也可以采用区域控制方 法。
列车运行自动控制系统—CBTC系统
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
城轨列车运行自动控制系统第1次作业
一、单项选择题(只有一个选项正确，共 1道小题)1.按照信号的接收效果，可以将其分为( )(A) 视觉信号与听觉信号(B) 移动信号、固定信号和手信号 (C) 地面信号和车载信号(D) 昼间信号、夜间信号和昼夜信号 你选择的答案：未选择［错误］ 正确答案：A 解答参考：不算完成］(A) 固定通信和移动通信 (B) 公用移动通信和专用移动通信二、不定项选择题(有不定个选项正确，共 2. 地面信号机设置的原则是( (A) 设置于列车运行方向的右侧 (B) 设置于列车运行方向的左侧 (C) 信号机不得侵入设备限界 (D) 选择合适的信号机柱 你选择的答案：未选择［错误］ 正确答案：A C D解答参考：9道小题))［不选全或者选错，不算完成 ］3. 查询应答器的作用包括( (A) 列车定位信标(B) 线路地理信息车-地通信的信道 (C) 列车速度检测(D) 临时限速信息的传输通道 你选择的答案：未选择［错误］ 正确答案：A B D解答参考：)［不选全或者选错，不算完成 ］4. 在城市轨道交通中，列车的测速方式有哪几种？( 算完成］ (A) 测速发电机 (B) 轮轴脉冲速度传感器 (C) 多普勒雷达 (D) 光电编码器你选择的答案：未选择［错误］ 正确答案：A B C解答参考：)［不选全或者选错，不5.无线通信系统按照不同的分类方式可以分为( )。
［不选全或者选错,(C) 单向通信和双向通信(D) 单工制和双工制你选择的答案：未选择［错误］正确答案：A B C D解答参考：6. 在城市轨道交通中，列车的测速方式有哪几种？() ［不选全或者选错，不算完成］(A) 测速发电机(B) 轮轴脉冲速度传感器(C) 多普勒雷达(D) 光电编码器你选择的答案：未选择［错误］正确答案：A B C解答参考：7. 无线通信系统按照不同的分类方式可以分为( )。
［不选全或者选错，不算完成］(A) 固定通信和移动通信(B) 公用移动通信和专用移动通信(C) 单向通信和双向通信(D) 单工制和双工制你选择的答案：未选择［错误］正确答案：A B C D解答参考：8. ATC系统的控制等级包括( )。
列车运行自动控制系统..
心从CTC或TDCS获得统一时钟，并按统一时钟进行系
统管理和控制。车站列控中心设备影响时间不大于1S。 车站列控中心设备采用统一的标准，具有通用性。在 CTC或TDCS的车站车务终端上设有特定的列控中心人 机界面，包括输入、确认等，与既有车站车务终端的
相关内容进行统一。
（2）主要功能：
a：临时限速功能 b：接车进路信息预告功能
列控系统地面设备
室内设备
车站列控中心地面设备 Nhomakorabea应答器室外设备
轨道电路
学习要求
一、车站列控中心技术特点 二、应答器工作原理
三、级间切换
一.车站列控中心
（1）简介：
车站列控中心（简称TCC）是地面列车运行控制的核心， 传输车站连锁、列车超速防护系统所需要的全部地面信息，
通过驱动接口控制相应的道岔、信号机及轨旁设别。采用
（5）系统接口
1）与CTC/TDCS接口（P口）
列控中心与CTC/TDCS系统的接口属于安全通信接口，采
用标准异步RS422串行接口，与CTC/TDCS的双机之间形
成交叉互连的冗余通道。 列控中心主要功能需求 ①从TDCS、CTC中获取调度命令，包括接发车信息、临时 限速信息（起点里程、长度、速度、车次、起止时间等）、
提高常用制动减压量控制精度；制动缸压力信号 主要在机车单机运行时作为状态记录依据。 ⑦指针式速度指示：采用ZL型或EQG3/8型双针 速度表，双针速度表的实际速度与限制速度指 针依靠装置主机驱动。双针速度表照明电源采 用机车照明电源。
课后思考
1、了解LKJ2000型监控装置发展概述。 2、掌握系统方框图的组成？各起什么作用？
②屏幕显示器：有屏幕显示器和数码显示器，屏幕显示器以 屏幕滚动方式显示实际运行速度轨迹曲线及模式限制速度 曲线，以图形、符号和文字形式显示地面信号机的位置、 种类以及运行线路的曲线、坡道、桥梁、隧道及道口信息。
列车运行自动控制系统的组成
列车运行自动控制系统的组成
列车运行自动控制系统通常由以下几部分组成：
1. 轨道信号系统：包括信号机和轨道电路，用来指挥、监控列车的运行状态和速度。
2. 列车控制中心：负责传输和处理轨道信号系统发送的指令，控制列车的起动、行驶和停车等操作。
3. 信号设备：包括信号灯、车站显示屏、列车接收器等，用来向列车驾驶员和乘客发送运行信息。
4. 列车自动控制装置：位于列车上的设备，通过接收来自信号系统的信号，控制列车的运行速度和停车。
5. 信息传输系统：用来传输轨道信号和列车运行数据的系统，可以采用有线或无线通信技术。
6. 列车位置和速度检测系统：通过安装在轨道上的传感器，监测列车的位置和速度，并将数据传输给列车控制中心。
以上是列车运行自动控制系统的主要组成部分，不同的列车类型和运营模式可能会有所不同。
第章列车自动控制系统
⑤固定闭塞系统无法知道列车在分区内的具体位置，因此列车 制动的起点和终点总在某一分区的边界。为充分保证安全，在滞 后速度控制模式下，需要在两列车间增加一个“防护区段”，但这 将使得列车间的安全间隔较大，影响线路的使用效率。
1．掌握自动闭塞与移动闭塞的区别： 2．掌握ATC系统的分类及原理： 3．掌握点式和连续式ATC系统特点； 4．掌握不同的驾驶模式在列车驾驶过程中 的使用：
5．掌握ATC系统控制模式的种类。
4.1 ATC系统的组成和功能
列车自动控制（ATC）系统包括三 个子系统：列车自动防护ATP系统、列 车自动驾驶ATO系统和列车自动监控 ATS系统。
区间闭塞的基本原则是在铁路区间或闭塞分区 内任何时刻只允许有一辆列车运行。
实现区间闭塞的基本方法有时间间隔法和空间 间隔法两种类型。时间间隔法是当先行列车发出后 ，隔一定时间再发出同方向的后续列车，以实现相 继追踪列车间的隔离。这种方法的主要缺点是不能 确保安全，如当先行列车运行不正常时（晚点或中 途停车等），有可能发生后续列车撞上前行列车的 追尾事故。为了克服时间间隔法的缺陷提出了空间 间隔法，即先行列车与后续列车间隔开一定空间的 运行方法。空间间隔法能较好地保证行车安全而被 广泛采用，逐步形成了铁路区间列车运行的闭塞制 度。
移动闭塞技术在对列车的安全间隔
控制上更进列车实时的速度和位置动态地计算 列车的最太制动距离。列车的长度加上 这一最大制动距离并在列车后方加上一 定的防护距离，便组成了一个与列车同 步移动的虚拟闭塞分区（见图4-5）。由 于保证了列车前后的安全距离，两个相 邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同 时前进，使列车能以较高的速度和较小 的间隔运行，从而提高运营效率。
城市轨道交通信号系统ATC
城市轨道交通信号系统ATC城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号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。
城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：— 列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）— 列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）— 列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统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。
一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。
2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
第三讲-1列车自动控制系统(ATC)概述
4.1.4 ATC系统的分类
1.固定闭塞ATC系统：
按制动方式又可分为 （1）速度码模式（台阶式）点式：
◆ 每个分区只能传递一个速度码 ◆是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少， 对应每个闭塞分区智能传送一个信息代码，控制方式可 成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可以 分为有绝缘和无绝缘轨道电路。每个分区只能传递一个 速度码。轨道电路传输的信息及该区段所规定的出口速 度命令码。
◆ 在高级系统失灵时，低级系统仍能完成运转。
引 子 列车自动控制系统 ATC综述
一、城轨交通信号系统的构成 ◆城市轨道交通的信号系统通常由列车运
行自动控制系统（ATC）和车辆段信号控 制系统两大部分组成，用于列车进路控 制、列车间隔控制、调度指挥、信息管 理、设备工况监测及维护管理，由此构 成了一个高效的综合自动化系统。
(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 节省能源控制。
(5) 根据停车站台的位置及停车精度，自动对车门进行控制。 (6) 与ATS和ATP结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。
4.1.3 列车自动监控系统（ATS）
引子 列车自动控制系统 ATC综述
2. ATC的作用 ◆它能替代司机的部分甚至全部作用，大大地提高行
车的效率和安全性，使得人为疏忽、设备故障而产 生的事故率降至最低。 ◆它是实现列车自动防护、自动驾驶、列车自动跟踪 、列车自动调度的控制系统。 ◆避免了不必要的过于剧烈的加速和减速，显著地提 高了旅客的舒适度，提高了列车的准点率，减少了 轮轨磨损。 ◆节约了列车能耗，提高了线路的利用率和行车安全 可靠性。
列车模拟运行
列车自动控制系统(ATC)
列车自动控制系统(ATC)(1)——概念介绍发布时间：2008-05-13 点击次数：21422008年4月28日，一场近10年来中国铁路行业罕见的列车相撞事故在胶济铁路上瞬间发生，给国家和人民生命财产安全造成重大损失。
“通过调阅T195次列车运行记录监控装置数据，该列车实际运行速度每小时超速51公里。
”29日，刚刚被任命为济南铁路局局长的耿志修说。
在已经基本实现自动控制的特快列车身上，为什么发生“超速”行驶这样颇为低级的错误呢？列车自动控制系统究竟是怎样工作的，有多大用处，本专题将为您详细介绍。
一、ATC组成及功能列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）一般有一下几个部分组成：1、列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。
ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能：(1)通过ATS车站设备，能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。
(2)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。
(3)列车识别跟踪、传递和显示功能。
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。
(5)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。
(6)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。
列车自动控制系统
列车运行控制系统概况
CTCS系统组成
CTCS地面子系统
➢ 应答器 ➢ 轨道电路 ➢ 无线通信网络（GSM-R） ➢ 列车控制中心（TCT）/无线闭塞中
心（RBC）
CTCS系统组成
车载子系统组成
➢ CTCS车载设备 ➢ 无线系统车载模块
CTCS系统组成
CTCS系统结构示意图
CTCS应用
CTCS应用等级分类 ➢ CTCS应用等级0(L0) ➢ CTCS应用等级1(L1) ➢ CTCS应用等级2(L2) ➢ CTCS应用等级3(L3) ➢ CTCS应用等级4(L4)
CTCS应用等级0
CTCS应用
由通用机车信号+列车运行监 控装置组成，为既有系统。
CTCS应用等级1
CTCS应用
由主体机车信号+安全型运行监控 记录装置组成，点式信息作为连 续信息的补充，可实现点连式超 速防护功能。
CTCS应用等级2
CTCS应用
基于轨道传输信息并采用车-地一 体化系统设计的列车运行控制系 统。可实现行指-联锁-列控一体化、 区间-车站一体化、通信-信号一体 化和机电一体化。
欢迎指导
列车自动控制系统简介
列车自动控制系统分类
➢ 地面设备：产生出列车控制所需要的全部基础数据 ➢ 车载部分：通过媒体将地面传来的信号进行信息处理，
形成列车速度控制数据及列车制动模式，用来监督或 控制列车安全运行
列车自动控制系统
列车自动控制系统组成
➢ 列车自动防护系统 ➢ 列车自动监控系统 ➢ 列车自动运行系统
和轨旁设备。
列车自动控制系统
列车自动控制系统组成示意图
ATS
定位 系统
ATO ATP
驱动、制动 控制设备
城市轨道交通信号系统ATC
城市轨道交通信号系统ATC城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号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。
城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：—列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）—列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）—列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统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。
一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。
2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
列车运行控制系统的五个级别
列车运行控制系统的五个级别
列车运行控制系统的五个级别是：
1. Level 0：无自动化系统。
所有列车运行功能由乘务员手动控制和监控。
2. Level 1：列车操作员辅助系统（ATO）。
该系统通过自动控制列车的加速、制动和保持列车在规定的速度和距离范围内行驶，但乘务员仍需负责开关门、监控列车运行和应对紧急情况。
3. Level 2：有限度的自动列车控制（GoA2）。
列车在ATS（自动列车监控系统）的控制下自动运行，但乘务员仍需负责开关门和处理紧急情况。
4. Level 3：条件自动列车操作（GoA3）。
列车在ATS的控制下自动运行，乘务员只需负责开关门。
该级别下，列车在特定条件下可完全自主地进行加速和制动。
5. Level 4：高度自动列车操作（GoA4）。
列车在ATS的完全控制下自主运行，乘务员不再需要驾驶员。
该级别下，列车可以应对各种情况，包括紧急情况和列车故障。
列车自动控制系统(ATC)
列车自动控制系统(ATC)列车自动控制系统(ATC)——关键技术发布时间：2008-05-15本文将为您介绍列车自动控制系统ATC的关键技术之——移动闭塞的原理、系统结构及功能。
一、移动闭塞技术的原理1、地铁信号和列车自动保护系统在轮轨交通中,为保证列车运行安全,须保证列车间以一定的安全间隔运行。
早期,人们通常将线路划分为若干闭塞分区,以不同的信号表示该分区或前方分区是否被列车占用等状态,列车则根据信号显示运行。
不论采取何种信号显示制式,列车间都必须有一定数量的空闲分区作为列车安全间隔。
地铁的信号原理也基于此。
但由于地铁的特殊条件,对安全的要求更加严格,因此必须配备列车自动保护(ATP)系统。
ATP通过列车间的安全间隔、超速防护及车门控制来保证列车运行的安全畅通。
在固定划分的闭塞分区中,每一个分区均有最大速度限制。
若列车进入了某限速为零或被占用的分区,或者列车当前速度高于该分区限速,ATP系统便会实施紧急制动。
ATP地面设备以一定间隔或连续地向列车传递速度控制信息。
该信息至少包含两部分:分区最高限速和目标速度(下一分区的限速)。
列车根据接收到的信息和车载信息等进行计算并合理动作。
速度控制代码可通过轨道电路、轨间应答器、感应环线或无线通信等传输,不同的传递方式和介质也决定了不同列车控制系统的特点。
为了保证安全,地铁ATP在两列车之间还增加了一个防护区段,即双红灯区段防护(见图1)。
后续列车必须停在第二个红灯的外方,保证两列车之间至少间隔一个闭塞分区。
图1 地铁ATP的双红灯防护2、移动闭塞-基于通信的列车控制系统传统的固定闭塞制式下,系统无法知道列车在分区内的具体位置,因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界。
为充分保证安全,必须在两列车间增加一个防护区段,这使得列车间的安全间隔较大,影响了线路的使用效率。
准移动闭塞在控制列车的安全间隔上比固定闭塞进了一步。
它通过采用报文式轨道电路辅之环线或应答器来判断分区占用并传输信息,信息量大;可以告知后续列车继续前行的距离,后续列车可根据这一距离合理地采取减速或制动,列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点,从而可改善列车速度控制,缩小列车安全间隔,提高线路利用效率。
简述列车自动控制系统的组成和各组成子系统功能
简述列车自动控制系统的组成和各组成子系统功能列车自动控制系统(Train Control System,简称BTC)是一种新型列车运行控制系统,由多个子系统组成,包括信号系统、自动控制系统、通信系统、自动列车保护系统等。
本文将介绍列车自动控制系统的组成及其各组成子系统的功能。
一、信号系统信号系统是列车自动控制系统的基础,包括铁路信号、道岔信号、轨道电路等。
铁路信号用于对列车进行定位和引导,道岔信号用于切换列车行驶的方向,轨道电路用于检测轨道的状态,以便调整列车的运行轨迹。
二、自动控制系统自动控制系统是列车自动控制系统的核心技术,包括列车运行控制系统、自动驾驶系统、牵引控制系统等。
列车运行控制系统主要用于控制列车的运行速度和方向,自动驾驶系统主要用于列车的自主定位和转向,牵引控制系统主要用于列车的牵引和制动。
三、通信系统通信系统是列车自动控制系统的重要组成部分,包括列车通信、车站通信、轨道通信等。
列车通信用于列车之间的通信,包括列车运行信息交换、故障信息传递等;车站通信用于车站之间的通信,包括列车信号信息的传输、车站指令的发送等;轨道通信用于轨道之间的通信,包括列车轨迹信息的传输、轨道状态信息的传递等。
四、自动列车保护系统自动列车保护系统是列车自动控制系统的最后一个组成部分,主要用于检测和预防列车出轨等事故发生。
自动列车保护系统包括列车自动驾驶系统、轨道电路、故障检测等。
列车自动驾驶系统用于列车的自主定位和转向,轨道电路用于检测轨道的状态,故障检测用于及时发现列车的故障,以便采取相应的措施。
列车自动控制系统由多个子系统组成,包括信号系统、自动控制系统、通信系统、自动列车保护系统等。
这些子系统相互协作,共同完成列车的运行控制和安全保障任务。
随着科技的不断发展,列车自动控制系统的功能将不断扩展和完善,为人们的出行提供更加安全和高效的服务。
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• TRAINGUARD MT系统在驾驶室连续的显示当前的驾驶指令 （机车信号）并且连续的监督车速。TRAINGUARD MT使用 移动闭塞原理分隔列车。TRAINGUARD MT的功能用保护区 段来保障列车之间安全间隔，使行车间隔大大减小了。
• 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。
• 计轴系统：轨道空闲检测单元。计轴单元和SICAS ECC 计算机一起放在信号室内。计轴单元和室外计轴传感器 的 最 大 距 离 为 6.5 km （ 经 过 特 殊 排 列 后 可 延 长 至 21 km）。
15
各部分说明
• TRAINGUARD MT WCU_ATP：具备ATP轨旁功能的主机。用
d c
车站接 口箱ຫໍສະໝຸດ 轨旁连接盒PIISe
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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
• 通信层：在轨旁和车载设备之间提供连续式和/或点式通 信。
• 车载层：包括TRAINGUARD MT的车载ATP和ATO功能，连续 式和/或点式通信功能。
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系统运行方式
• 在正常运营过程中，整条线路控制由运行控制中心来执 行。OCC使用的VICOS OC501系统的规模可以根据被监督/ 控制的系统的容量来调整。即使是在控制中心离线的条 件下，线路仍能够在备用控制中心和各个分散的车站控 制台进行监控。位于车站控制台的VICOS OC101监督各自 的本地联锁区域。
轮轴检测设备
ZP 43
(双轮轴检测器
TCB
和 TCB，包括电缆 )
2
系统总体结构
中央 列车自动监控
轨旁
轨道
TRAINGUARD MT
联锁
空闲
检测
通信
无线, 环线,应答器
车载
TRAINGUARD MT TRAINGUARD MT
TRAINGUARD MT 无装备列车
MTO
STO
SCO
3
各部分关系
• TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统为连续式移动闭塞列车控制 系统，包括点式ATP后备级别。
牵引力推力控制
门控制 门释放
列车系统
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各部分说明
• 时刻表计算机：用于创建最优化的无冲突时刻表，它包 括列车自动调整和列车运行所需的所有相关数据。
• VICOS运行控制中心（OCC）：整条线路的运行控制中心。 • VICOS本地工作站（LOW）：用于车站控制的本地操作员
工作站，具备降级功能。每个联锁控制区域的VICOS OC 101分别位于联锁主站的控制室内（SICAS SIMIS PC也 位于其中）和部分有岔站。本地列车排路计算机提供了 站级自动进路排列功能（ARS），列车监控和追踪功能 （ TMT ） 。 当 其 中 一 个 联 锁 区 域 的 车 站 操 作 员 工 作 站 （LOW） 发生故障时，另外一个LOW会接替它进行监控。
信使用联锁总线。
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系统功能-ATS子功能
ATS功能提供了自动及人工控制铁路运行的手段，并 向调度员及外部系统提供信息。ATS功能的主要子功能 如下： 列车监督和追踪（TMT）功能； 自动排进路（ARS）功能； 列车自动调整（ATR）功能； 时刻表功能； 控制中心人机界面（HMI）功能； 车站操作员人机界面（HMI）功能； 报告、报警与归档功能
• 进路控制（RC）功能排列、锁闭和解锁进路； • 道岔控制（PC）功能解锁、转换和锁闭道岔； • 信号控制（SC）功能决定轨旁信号机的显示，及向ATP功
能发出许可，准许其发出进入某一进路的移动授权。
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系统功能-列车检测功能
• 列车检测功能通过计轴器来实现，并以每个轨道区段 是否“空闲”、“占用”的形式给出列车的位置信息。
• VICOS® OC501和VICOS® OC101为具备集中和本地操作能力 的列车自动监控（ATS）系统。
• SICAS®为故障－安全、高可用性的微机联锁。
• SICAS/ TRAINGUARD MT/ VICOS这三个子系统被分到四个 层级，以便分级实现指定的功能。
• 这四个层次分别为：集中控制层、轨旁层、通信层、车载
系统功能-联锁子功能
联锁功能在始终坚持安全准则的前提下，管理进路、 道岔和轨旁信号机的控制，以响应来自ATS功能的命令。 同时，联锁将进路、轨道区段、道岔和信号机的状态信 息提供给ATS和ATP轨旁系统。联锁功能由沿着线路分布 的设备来执行。联锁系统子功能如下：
• 轨道区段处理（TCP）功能处理列车检测功能的输出信息， 完善列车检测信息的完整性；
• 联锁计算机（IC）计算当前的联锁功能，例如排列进路、 进路锁闭和监督。电子接口模块（EIM）直接控制和监督 室外设备。
• 正常条件下，列车分隔和轨道空闲信息由ATP子系统与 SICAS共同监督。如果是后备模式运营，在ATP故障的情况 下，联锁将使用基于计轴的轨道空闲检测系统进行进路7 排
TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统
层。
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各层主要功能
• 集中控制层：主要指ATS系统设立的控制中心。VICOS OC 501实现线路集中控制和备用功能。在车站级，VICOS OC 101系统为车站控制和后备模式的功能提供车站操作员工 作站（LOW）和列车排路计算机（TRC）。
• 轨 旁 层 ： 沿 着 线 路 分 布 ， 它 由 SICAS 微 机 联 锁 、 TRAINGUARD MT系统、信号部件、计轴和应答器等组成， 它们共同执行所有的联锁和轨旁ATP功能。
• 使用TRAINGUARD MT系统可以提高线路的利用率。与联锁 的固定闭塞信号系统（基于轨道区段的间隔）相比，它可 以实现更短的行车间隔。该系统的特点是在提供安全性的 同时具有高可靠性。TRAINGUARD MT满足快速轨道交通系
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统对安全性、可靠性、可用性、容量、模块化和灵活性的
连续无线通信
系统以高度模块化的方式实现。它采用标准无线局 域网商业部件，同时为不同区段的特殊需求进行定制。 符合IEEE 802.11b 标准。 • 模块化的设计也反映了对可维护性、可升级和本地内容 的高度要求。 • 无线子系统包括： – 一组轨旁无线单元（WLAN接入点和天线）提供完全的、
连续的线路覆盖。它们通过以太网交换机与ATS总线相 连； – 一组两个车载无线单元安装在每列车的两头。一列车 上的无线单元通过ATP/ATO车载设备之间的串行线相1互1
• 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；
• 适度降级：出现故障时，不同的运行等级可以使用一个 比较低的等级作为后备级,例如：ATP/ATO移动闭塞/连续 通信 ATP/ATO固定闭塞/点式通信 使用色灯信号 机的联锁级；
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• 可扩展性：一条装备TRAINGUARD MT的线路能容易地扩展，
TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统
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各部分说明
• SICAS SIMIS PC：用于进路排列和解锁的主机，具备联 锁逻辑（根据运行原理）。根据线路长度的不同，有可 能使用几个SICAS SIMIS PC单元。
• SICAS ECC：用于控制分散型现场元件（道岔，信号， 屏蔽门和物理电子接口）的计算机。多个SICAS ECC计 算机通过ATC现场总线Profibus建立通讯。SICAS ECC单 元的位置取决于室外现场元件和信号室之间的电缆长度。
信号系统组成-1
时刻表计算机
ATS 总线 / 以太网
VICOS 运行控制 中心
交通操作员
VICOS 本地工作站 （LOW）
SICAS SIMIS PC 2乘2取2
TRAINGUARD MT WCU_ ATP 3取2
VICOS S &D
FEP
接入点
通信服务器
b a
SICAS ECC 3取2
计轴系统
=
于追踪列车运行和根据移动闭塞原理形成移动授权。根据 线路上的列车数量有可能会用到几个WCU_ATP计算机。每 个WCU_ATP控制一部分线路。一列车注册于一个WCU_ATP。 列车从一个WCU_ATP的控制区进入另一个控制区将由移交 程序处理。
• VICOS S&D：维修计算机，保存所有故障信息细节。
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系统功能-ATP和ATO子功能
ATP/ATO功能在联锁功能确立的约束下，依照ATS功 能建立的要求负责列车安全运行。 ATP/ATO系统的子 功能如下： ATP 轨 旁 功 能 负 责 列 车 分 隔 、 列 车 追 踪 、 并 生 成 与