项目七 ATC 系统概述

控制中心设备
地铁车站车控室
1、作用： 是地铁车站行车组织控制的最重要场所， 实现列车运行的监督和操作控制。 2、室内主要设备：1）、接发列车操作控制设备 2）、列车运行控制设备 3）、 环境控制设备 4）、 救急和疏散控制设备等 3、工作人员：主要是行车值班员和信号员 4、主要职责：负责接发列车和行车安全工作





自动闭塞的基本原理



在毎一个闭塞分区的始端装设一架防护该分区的通 过色灯信号机。 闭塞分区无车（线也正常）时，轨道电流从正极出 来，经由轨道继电器的线圈构成回路， 使该线圈绕 着的电磁铁励磁，将其控制的。接在信号机点灯电 路上的衔铁吸起，接通 绿灯的电路，通过色灯信号 机亮绿灯，表示开通犬态； 闭塞分区有车占用时，轨道电流 由于轮对使轨道电 路短路（或切断)而不流经轨道继电器的线圈，电磁 铁失磁，它所控 制衔铁由于AS而落下，接通红灯 的电路，于是通过色灯信号机绿灯灭，红灯亮，表 示分区在闭塞状态。
闭塞分区
闭塞分区
闭塞分区



2、固定闭塞——就是将线路划分为固定的闭塞分区。 闭塞分区一旦划定将固 定不变。 3、闭塞分区与闭塞分区 分界点——每个闭塞分区的始端 设一架通过色灯信号机，以防护这个闭塞分区 4、列车以闭塞分区为最小行车间隔。

5、用轨道电路检测和表示列车位置及列车间距。 6、实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞
闭塞分区
闭塞分区
闭塞分区
小提示
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。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。
固定闭塞示意图
固定闭塞列车运行模式曲线
固定闭塞的优点

1、可缩短区间的长度到最小限度，可用最小的运行间隔放行 追踪列车，可提高线路通过能力。 2、充分保证行车安全。
城市轨道交通ATC系统的综述



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。 ATC系统：列车按地面传送的速度（或距离）信息，自动控制列车运行 的信号设备。 ◆ 后续列车根据与先行列车之间的距离和进路条件，在车内连续地显示出 容许的速度信息，或按设定的运行条件达到容许速度的距离信息。 ◆根据上述信息，列车自动地控制运行速度，进行超速防护，确保列车 高效、安全的运行。
准移动闭塞组成形式


1、准移动闭塞对前后列车的定位方式是不同的
2、前行列车的定位用固定闭塞的方式 3、后续列车的定位用移动闭塞的方式
4、准移动闭塞同时采用移动闭塞和固定闭塞 两种定位方式。
准移动闭塞工作原理





1、准移动闭塞系统采用在传统轨道电路上（固定闭塞）+ 信息报文（移 动闭塞）的方法，即把列车占用或空闲检测和ATP信息传输合二为一。 2、通过轨道电路的发送设备向车载设备提供目标速度、目标距离、线 路状态（曲线半径、坡道)等信息，ATP车载设备结合固定的车辆性能计 算出适合本列车运行的速度/距离曲线，保证列车在速度/距离曲线有序 运行，提高线路利用率。 3、为了使后续列车能够根据自身测定的位置，实时计算其最大允许速 度，轨道电 路应向其列车提供前方线路的各种参数以及前行列车处在哪 个区段上的信息。 4、目前各系统均在地面每隔一段距离设置一个定位标志（可以是轨道 电路的分界标或信标等），列车通过时提供绝对位置信息，以提高后续 列车的定位精度。在相邻定位标志之间，列车的相对位置由安装在列车 上的轮轴转数累计连续测得。 5、准移动闭塞的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时 分、车辆参数外，还 与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关。
1、 移动闭塞对列车的安全间隔控制上更进了一步。通过不 间断的车地双向通信,控制中心可以根据列车实时的速度 和位置，动态计算列车的最大制动距离。 2、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分区。 3、该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离加上 安全富余量实时计算和控制的，确保追踪运行不追尾。
固定闭塞不足之处
1、轨道电路工作稳定性易受环境影响 2、所传输的信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码 3、利用轨道电路难以实现车对地的信息传输 4、固定闭塞的闭塞分区长度是按最不利条件设计的，分区较长， 一个分区只能被一个列车占用，不利于缩短列车运行间隔； 5、由于只能确定前行列车所在闭塞分区，因此追踩列车制动的起点和 终点总在某一分区边界，为了充分保证安全，必须在两列车之间增加 一个防护区段，这使得列车间的安全间隔较大，影响线路的使用效率。
移动闭塞设备的组成



1、无线数据通信网 2、车载设备包括无线电台、车载计算机和其他设备 3、区域控制器 4、控制中心等。 实现这种闭塞的最主要技术手段是——无线通信。 实现了车——地间双向、大容量的信息传输，达到 连续通信的目的，在真正意义上实现了列车运行的 闭环控制。
移动闭塞原理

车头位置
防护距离
基于线路数据 和停车点信息逐 次生成制动曲线
计算制动曲线
车载设备
与列车的位置、速度比较 制动控制
移动闭塞综述





1、移动闭塞技术在对列车的安全间隔控制上更 进了一步。 2、通过车载设备和轨旁设备连续地双向通信，控制中心可 以根据列车实时的速度和位置动态地计算列车的最大制动距 离。 3、追踪列车之间的安全间隔距离信息是根据最大允许车速、 当前停车点位置、线路等信息计算 出的。4、信息被循环更 新，以保证列车不断收到实时信息，便组成了一个与列车同 步移动的虚 拟的闭塞分区。 5、因此在保证安全的前提下，两个相邻的移动闭塞分区就 能以很小的间隔同时前进。 6、列车可以较高的速度和较小的间隔运行，最大程度地提 高区间通过能力，从而提高运营效率。
列车长度
Байду номын сангаас
制动距离
安全距离
列车长度
制动距离
防护距离
虚拟分区
移动闭塞列车运行模式曲线
列车制动时机、制动起始点、终点均是动态的，其目的是 最大限度地利用机车车辆特性全速运行，尽可能缩短列车 运行间隔，最有效最合理地利用区间有限空间，提高区间 通行能力。
移动闭塞原理
列车在线位置＋进路条件 ATC 生成移动授权终点 列车位置信息 停车点的信息 追踪列车的停车点 车尾位置 车载控制设备 制动曲线
移动闭塞概述
4、移动闭塞ATC控制系统突破了传统的以固定闭塞分区
追踪运行的观念。 5、只要实时了解前方列车与本列车的实际间隔距离，通 过车载信号设备实时计算确保列车停在安全距离外的 最佳制动时机即可实现列车追踪运行。 6、移动闭塞中已经没有了将线路分成若干个闭塞分区 的概念。 7、列车间的运行间隔是动态的。并随前一列车的移动 而移动。 8、该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离 加上安全富余量实时计算和控制的，确保追踪运行不追尾。

1、通过可靠的无线数据移动通信网，列车不间 断地将其标识、位置、车次、列车长度、实 际 速度、制动潜能和运行状况等信息以无线方式发 送给地面信号设备。地面信号设备可以得到每一 列车连续的位置信息和列车运行其他信息，并据 此计算出每一列车的移动授权，根据来自列车的 信息计算、确定列车的安全行车间隔，并将相关 信息（如现行列车位置、移动授权等)动态更新 发送给列车。 2、列车根据接收到的移动授权和自身的运行状 态计算出列车运行的速度曲线，车载设备保证列 车在该速度曲线下运行,控制列车的牵引、及惰 行、制动。
车载设备组成
车载设备组成
无线天线 冗余以太网
无线天线
人机界面
MMI
MMI
I/O
VIC
VIC
I/O
编码里程计 信标天线
三、概念
1、闭塞: 按照一定的规律组织列车在区间内运行的方法。 2、闭塞种类 （1）、固定闭塞 （2）、移动闭塞 （3）、准移动闭塞 3、区别：功能性、先进性、可靠性和可维护性等 指标方面有较大的差别。 4、作用 （1）确保列车运行的安全，防止追尾和冲突 （2）提高运行效率
移动闭塞





1、现状： 它是全球铁路及轨道交通信号界公认的最先进的 信号产品。该技术已经被应用将近20 年，并且给 运营商们带来了良好的经济和社会效益。 2、产生背景 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。 列车间都必须有一定数量的空闲分区作为列车安 全间隔。 这使得列车间的安全间隔较大，影响了线路的使 用效率。
轨旁设备
作用： 1、 确保列车运行速度不超过目标速度的 安全控制系统。 2、列车车门开、闭控制。 当列车到达定位停车点，由ATP子系统 通过轨旁设备向列车传送列车车门开启 和关闭信息，进行列车车门开、闭控制。

轨旁设备
轨旁设备
运算单元
M
T
U 传感器
轨道箱
车载设备



ATC
ATP ATO ATS
说明：相对独立、紧密联系。
2、设备组成
1）现场轨旁设备 2）车载信号设备 3）控制中心设备
车载信号设备
现场轨旁设备
控制中心设备
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。