地铁通信与信号-列车自动防护系统
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，并向行车调度员和外部系统提供信息。
ATS功能主要由位于OCC 控制中心）内的设备实现。
三、列车自动控制系统原理一）列车自动防护（ATP）ATP是整个ATC系统的基础。
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的运行速度时即自动制动，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。
列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能
列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能随着科技的不断发展，列车自动防护与自动操纵系统在铁路运输中扮演着越来越重要的角色。
这一系统利用先进的技术和装置，能够有效地确保列车在行驶过程中的安全，提高列车的运行效率，降低事故风险，受到了广泛的关注和应用。
本文将对列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能进行详细地介绍。
一、列车自动防护系统的原理与功能1.1 原理列车自动防护系统的原理主要基于信号与通信技术、控制技术以及传感器技术。
通过装置在铁道上的信号设备和装置在列车上的接收设备相互配合，实现对列车运行状态的实时监测和控制。
其中，信号设备负责发出列车运行的各种指令和信息，接收设备则负责接收和解析这些指令和信息，并做出相应的反应。
控制技术的运用则使得系统能够根据不同的情况做出相应的控制决策，确保列车在行驶过程中不会出现危险情况。
传感器技术则能够实现对列车周围环境的实时监测和数据采集，为系统提供必要的信息支持。
1.2 功能列车自动防护系统的功能主要包括以下几个方面：1.2.1 信号控制功能系统能够根据列车的运行状态和行驶计划，发出相应的信号指令，包括启动、停车、变速等指令，以确保列车按照预定的路线和速度安全行驶。
1.2.2 自动监测功能系统能够利用传感器技术对列车的环境、设备和状态进行实时监测，监测范围包括轨道状态、列车速度、车辆运行情况等，及时发现异常情况并做出相应的处理。
1.2.3 风险预警功能系统能够根据监测到的数据，进行风险分析和预警，及时提醒列车驾驶员或自动操纵系统采取相应的措施，避免发生事故。
1.2.4 故障处理功能系统能够在出现列车设备故障或其他异常情况时，自动采取相应的措施，保障列车的安全运行。
二、列车自动操纵系统的原理与功能2.1 原理列车自动操纵系统是指通过先进的控制技术和实时数据处理能力，以人工智能技术为基础，实现对列车运行过程的自动控制和操纵。
该系统能够根据列车的运行状态和行驶计划，实现对列车的启动、加速、减速、停车等操作。
城市轨道交通信号与通信系统教学课件 单元4 列车自动控制系统
系统防护原理图
任务二： 学习ATP子系统的组成 、功能及其工作原理
（六）停站
1.车站程序停车 ，线路上的车站都有预先确 定的停站时间间隔。
2.车站定位停车 ，设置站台屏蔽门时 ，车门 的开度和屏蔽门的开度要配合良好。
2.采用轨间电缆的连续式ATC系统 。这类ATC系统主 要由控制中心设备、轨间传输电缆及车载设备组成， 利用轨间铺设的感应环线电缆传输信息。
3.无线连续式ATC系统 。无线ATC系统利用无线通信 的方式传输信息。
任务一 ： 掌握ATC系统的组成 、功能及其运行模
式ATC系统不同闭塞制式对照表
比较内容 固定闭塞ATC系统
（四）速度限制
速度限制分为固定限速、临时限速、具有安 全轨道停车点的限速和在道岔或道岔前方的 限速。
（五）常用制动和紧急制动
常用制动是直接控制列车主管压力使列车制 动 ，可满足列车正常运行过程中的减速和停 车 ，不会对列车其他部分进行干预 ，对列车 走行部的伤害较小。
任务二： 学习ATP子系统的组成 、功能及其工作原理
式运行模式的转换 原驾驶模式
转换后的驾驶模式
SM
RM
ATO
AR
1.按压AR按
1.列车紧急制动以 1.主控手柄移至零 钮
SM
后， 自动转为RM 位 2.停车后 ，按下RM 2.按下ATO启动按
2.关操作台 3.司机下车
按钮
钮
按下DTRO启动
按钮
当列车接收到有
RM
效ATP报文并经过两 个正常轨道电路，
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。
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。
城市轨道交通通信与信号项目七ATC系统概述_[全文]
![城市轨道交通通信与信号项目七ATC系统概述_[全文]](https://img.taocdn.com/s3/m/e8f786be64ce0508763231126edb6f1aff0071c6.png)
工程七 ATC系统概述[知识要点]11></a>．把握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。
2．把握ATC系统的组成及全然功能。
3．把握ATC系统与其他系统的接口。
[理论内容]一、ATC系统的作用列车自动操纵系统简称为ATC系统(Automatic Train Control system)。
城市轨道交通的运营线路封锁，它的要紧作业是输送旅客，运营线路不长，站与站之间的距离较短，列车以中低速行驶，这些特点为线路上的列车进展平安高效运营提供了有利条件。
因此在城市轨道交通中，ATC系统的作用是保障列车行车平安和提高运营效率。
列车自动操纵系统1．保障行车平安列车行车平安是由列车自动操纵系统中的列车自动防护系统，即ATP系统来完成。
ATP系统与列车的牵引制动系统一道操纵列车运行速度，避免列车超速行驶。
设备在故障情形下遵循故障导向平安原那么，确保运营平安。
列车自动防护〔ATP〕系统—TBS100型车载设备列车自动防护〔ATP〕系统—FS-2500型轨道电路列车自动防护位置检测〔ATPTD〕地面系统北京首都机场线将建国内第一条无人驾驶地铁2．提高运营效率列车自动操纵系统能实现列车自动驾驶，列车依照运营方案自动完成运营作业，能够有效减少列车驾驶员、调度和车站人员的工作强度，确保列车正点运营，有效提高运营作业效率。
我国首套列车自动操纵系统二、ATC系统组成1．按设备功能划分ATC系统从功能分要紧包括三个子系统。
1)列车自动防护子系统(Automatic Train Protection，简称ATP)，要紧作用是避免列车追尾、冲突事故的发生，并操纵列车的运行速度不超过许诺的最高速度；2)列车自动运行系统(Automatic Train Operation，简称ATO)，要紧作用是实现列车自动驾驶，并使列车在设定的车站自动停车；列车自动运行〔ATO〕系统机车信号设备-自动停车装置3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)，要紧作用是对线路上运行的所有列车进展监视和治理，操纵列车依照列车运行图完成运营作业。
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。
基于LTE的信号列车自动防护系统原理
基于LTE的信号列车自动防护系统原理摘要：随着国内地铁建设的快速发展，行车自动化及信号系统近些年来得到了快速发展，基于无线的移动闭塞的CBTC正成为地铁发展的主流趋势。
本文基于地铁信号系统由点式到连续式再到CBTC的升级方案，对列车三种控制级别下的ATP控制原理进行说明，分别介绍了测速距离原理和超速防护原理。
关键词：地铁；LTE；列车自动防护引言作为关系到列车运营体验和运行安全的特殊系统，CBTC 对可靠性、安全性要求极高。
LTE 技术与传统无线局域网相比，具有延迟降低、分组传送、广域覆盖、高数据速率和移动支持能力强等诸多优势。
基于LTE的ATP/ATO系统的ATP子系统是基于列车高精度的自主测速定位和车－地双向大容量无线通信的系统，能根据线路状态、道岔位置、前行列车位置等条件，确保追踪列车之间的安全行车间隔距离，实现移动闭塞的列车追踪，防止列车超速和撞车，实现列车运行的安全防护。
1.列车控制级别本文提到的列车自动防护系统提供三种列车控制级别，分别为：CTC：无线连续通信下的运行（ATO或ATP驾驶模式可用）；ITC：点式ATP控制下的运行（ATO或ATP驾驶模式可用）；IXLC：联锁控制级下的运行。
无线连续式通信下列车控制方式为移动闭塞下的正常控制方式，点连式ATP控制、点式ATP控制方式和联锁控制级的控制方式均为信号系统的后备控制方式。
1.1CTC级CBTC全功能开通后，系统正常运行模式为CTC级，该控制级别定义为所有子系统都能够与其他系统进行正常通信，并能以全能力和全功能进行运行的最优情况。
此时，ATS根据预定的时刻表自动调整列车，ATP保证行车安全，ATO在有司机监督的情况下自动驾驶列车，联锁设置进路并控制轨旁设备，DCS通过骨干网和无线接入点确保所有子系统之间不间断地交换数据。
1.2ITC级如若轨旁ZC未全功能开通，将不提供连续列车跟踪及安全间隔防护，列车通过地面应答器收到有效的点式MA信息，且与地面ZC通信正常，列车将以ITC级别运行；如列车在该区域内无法收到有效的点式MA信息或与地面ZC通信失败，司机将以RM或NRM驾驶模式按地面信号显示人工驾驶列车运行。
列车自动防护的方法和装置
列车自动防护的方法和装置随着铁路运输的不断发展和完善，安全问题也成为了人们关注的重点。
列车在高速运行中，一旦出现事故后果将不堪设想。
因此，列车自动防护技术的应用变得至关重要。
列车自动防护技术是指通过各种装置和系统，自动监测和控制列车行驶过程中的各种情况，保障列车和乘客的安全。
下面，我们将从列车自动防护的方法和装置两个方面来进行阐述。
一、列车自动防护的方法1. ATP自动列车保护系统ATP（Automatic Train Protection）系统是一种列车自动防护技术。
它通过在铁路线路上布设设备和信号，实现对列车行驶速度的自动控制。
如果列车超速或未遵守信号要求，ATP系统会自动刹车，保障列车和乘客的安全。
2. ATO自动列车驾驶技术ATO（Automatic Train Operation）技术是一种列车自动防护技术。
它通过预设好的行车方案和设备，实现列车的自动驾驶。
ATO技术可以减少人为驾驶带来的安全隐患，提高列车的运行效率。
3. CBTC列车自动控制系统CBTC（Communication-Based Train Control）系统是一种列车自动防护技术。
它通过在列车和铁路线路之间的无线通信，实现对列车行驶速度和位置的自动控制。
CBTC系统可以实现列车的智能调度和管理，提高列车的安全性和运行效率。
二、列车自动防护的装置1. 车载ATP设备车载ATP设备是列车自动防护技术的核心装置之一。
它通过与地面设备进行通信，实现对列车的速度和位置的自动控制。
车载ATP设备通常由计算机、传感器、制动器等组成。
2. 信号灯信号灯是列车自动防护技术中常用的装置。
它通过不同颜色的灯光、不同的闪烁方式和位置，向列车驾驶员传递不同的指令。
信号灯的使用可以有效避免列车的相撞和超速等安全问题。
3. 无线通信设备无线通信设备是列车自动防护技术中必不可少的装置之一。
它通过与列车和地面设备之间的无线通信，实现对列车的位置和速度的监测和控制。
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍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。
城市轨道交通通信信号系统
ATO子系统与列车的再生制动相配合，可以节省 电能的消耗。
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ATS——列车自动监控子系统
ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅 助行车调度人员对全线列车运行进行管理。
城市轨道 交通信号
2021/7/1
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城市轨道交通的信号系统 ——列车自动控制（ATC）系统
列车自动防护（ATP）子系统 列车自动监控（ATS）子系统 列车自动运行（ATO）子系统
ATC系统
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。
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城市轨道交通ATC系统的特点
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。
指挥列车运行，包括进路安排 调整列车运行
ATP系统
防护作用 功能：监督列车运行速度，检查列车位置
监督车门和屏蔽门开关 道岔区段检查进路安全
ATO系统
自动运行 功能：自动运行
列车自动防护(ATP)系统的功能
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。
参考文献
[1]林瑜筠 城市轨道交通信号．北京：铁道出版社2008
[2]吴汶麒 城市轨道交通信号与通信系统．北京：铁道出版社2007
/sf/glx/shiy/201205/1002067_2.html
பைடு நூலகம்
六、列车间隔控制
列车间隔控制是既能保证行车安全（防止两列车发生追尾事故）又能提高运行效率（使两列车间隔最短）信号概念在过去以划分闭塞分区、设立防护信号机为基础自动闭塞（固定闭塞）概念下列车间隔是靠自动闭塞系统来保证列车间隔以闭塞分区为单位；当采用准移动闭塞或移动闭塞时闭塞分区长度与位置均是不固定是随前方目标点（前行列车）位置、后续列车实际速度以及线路参数（如坡度）而不断改变
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
八、其他功能
除上述主要功能外视具体用户要求ATP系统还可具有其他一些功能
列车自动防护系统
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。
03
乘客舒适度提升
列车自动防护系统能够优化列车的加速度和减速度，使列车运行更加平
稳，提高乘客的乘坐舒适度。
高速铁路领域应用
防止列车追尾
在高速铁路中，列车自动防护系统能够实时监测前后列车 的位置和速度，确保列车在安全的距离内运行，有效防止 列车追尾事故的发生。
列车自动防护系统
目录
• 列车自动防护系统概述 • 列车自动防护系统原理与技术 • 列车自动防护系统设备介绍 • 列车自动防护系统应用场景与案例分析 • 列车自动防护系统发展趋势与挑战 • 列车自动防护系统安全管理与建议措施
01 列车自动防护系统概述
定义与发展历程
定义
列车自动防护系统（ATP）是一种保障列车运行安全、实现列车超速防护和间隔控制的技术设备，是列车自动控 制系统（ATC）的重要组成部分。
运营效率得到提高
列车自动防护系统的实施使得地铁列车的准点率 和运行效率得到提高，减少了乘客的等待时间和 延误情况。
乘客满意度增加
由于列车运行更加平稳、安全，乘客的乘坐舒适 度得到提高，乘客对地铁服务的满意度也相应增 加。
05 列车自动防护系统发展趋 势与挑战
技术创新方向
深度学习技术应用
01
通过深度学习技术，提高列车自动防护系统的智能化水平，实
数据存储设备
记录列车运行数据和故障信息， 为故障分析和系统优化提供依据。
04 列车自动防护系统应用场 景与案例分析
城市轨道交通领域应用
01 02
保障列车运行安全
列车自动防护系统在城市轨道交通中能够实时监测列车位置、速度和信 号状态，确保列车在安全的信号和速度限制下运行，有效防止列车相撞 或超速等危险情况。
第05章列车自动防护(ATP)系统
信号处理技术的发 展：提高了信号传 输的准确性和稳定 性
传感器技术的发展： 提高了传感器的灵 敏度和可靠性
控制技术的发展： 实现了更加精确和 快速的控制响应
通信技术的发展： 提高了通信速度和 可靠性实现了远程 监控和控制
TP系统技术的发展前景
技术升级：随着科技的发展TP系统将不断升级提高安全性和效率 智能化：未来TP系统将更加智能化能够自主学习、适应各种复杂环境 集成化：TP系统将与其他列车控制系统集成实现更加高效的列车运行管理 绿色环保：TP系统将更加注重节能环保降低列车运行对环境的影响
TP系统在铁路运输中的应用
提高列车运行安全 性：通过实时监控 列车速度、位置等 信息确保列车安全 运行
提高列车运行效率： 通过自动调整列车 运行速度减少列车 运行延误提高运输 效率
降低运营成本：通 过自动调整列车运 行速度减少能源消 耗降低运营成本
提高乘客舒适度： 通过自动调整列车 运行速度减少列车 振动和噪音提高乘 客舒适度
THNK YOU
汇报人：
地铁：用于地铁列车的自动防护和控制 高铁：用于高铁列车的自动防护和控制 轻轨：用于轻轨列车的自动防护和控制
磁悬浮列车：用于磁悬浮列车的自动防护 和控制
货运列车：用于货运列车的自动防护和控 制
城市轨道交通：用于城市轨道交通的自动 防护和控制
TP系统的技术发
04
展
列车控制技术的发展历程
19世纪初：手动控制列车依靠司机的经验和技能
功能扩展：增加更多的安 全功能如自动紧急制动、 自动停车等
智能化：实现系统的自我 诊断、自我修复和自我优 化
集成化：与其他交通管理 系统集成提高交通效率和 安全性
环保节能：降低能源消耗 减少环境污染
列车自动防护系统
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5．列车车门控制 城市轨道交通中， 列车左右两侧都有车 门，列车停靠站台后， 列车自动防护系统会 控制列车开启靠近站 台的车门，保证乘客 安全上下车。
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6．空转、打滑防护
列车在线路上正常运行时，列车车轮在钢轨上滚动运行，
因某种原因，列车车轮会发生空转，或列车车轮在线路上滑
图8—4阶梯曲线
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图8—4阶梯曲线
列车运行在O～D1区段，允许运行的最高速度为S1；在 D1～D2区段，允许运行的最高速度为S2；在D2～ D2区段，允 许运行的最高速度为S3。
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在每个区段，如果列车运行速度超过了在该运行区段所对 应的最大速度值，列车自动防护系统会向列车的制动系统发出 常用制动命令，列车的制动系统对列车施加制动力，使列车 运行速度在系统所设定的时间内，降到允许的运行速度范围内， 以保证列车安全运行；如果列车运行速度持续超过该运行区段 所对应的最大速度值，在持续的时间超过系统设定的时间 后，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。
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2．列车自动防护系统基本原理
列车自动防护系统控制列车运行速度有两种基本方式：点式
叠加方式和速度距离模式曲线方式。
(1)点式叠加方式 列车自动防护系统以点式叠加方式控制列
车运行速度，其速度距离曲线呈阶梯状，称为阶梯曲线，如图
8．4所示。
图中横坐标表示距离值，纵坐标表示列车
列车自动防护系统除了以上的重要功能外，根据城市轨道
交通信号系统的配置情况和复杂程度，还可以有一些其他功
能，如控制列车的运行方向，提供驾驶员操作接口界面等。
第05章 列车自动防护(ATP)系统
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5.3.2安全性停车点防护功能
安全性停车点防护，以保证列车停在停 车点（不超过停车点）为目的。在ATP监督 下的人工驾驶模式( ATPM)、列车自动驾驶 模式(ATO)和列车自动折返模式(STBY)中， 当前方列车占用的轨道区段内有安全或危险 停车点时，该监督防护功能都有效。 按照列车至停车点的距离，ATP车载设 备根据列车制动性能以及接收到的前方线路 的信息等，计算一条最终为零的制动曲线。 列车的速度限制连续地改变，并通过最终为 零的制动曲线实施定点制动。
信号与通信概论 第 5 章列车自动防护（ ATP ）系统
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③区域限速。区域速度限制是针对轨道电路内的预 定区域设定的限制速度，可分为15 km/h、30 km/h、 45 km/h、60 km/h。区域限速可由ATP轨旁设备设 置，也可在需要时由控制中心控制，但控制中心只 能复位控制中心设置的区域限速。如果控制中心离 线或通信失败，则本地轨旁设备可直接设置区域限 速。一旦设置了限速，集中站的ATP轨旁设备就将 产生到速度限制区的新的目标距离和实际的目标限 制速度，通过轨道电路传送给接近限速区域的列车， 列车在该区域中的运行速度就不允许超过限速。如 果列车速度超过限速，则车载ATP将启动紧急制动， 直到列车速度低于限速。
信号与通信概论 第 5 章列车自动防护（ ATP ）系统
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①固定限速。固定限速是在设计阶段设置的。 车载ATP和ATO设备都储存着整条线路上的固定 限速区信息。速度梯降级别为1 km/h。它决定了 “目标距离”工作模式下的可能给出的最优行车间 隔。 ②临时限速。限制速度在某些条件下（施工现 场、临时危险点）可以被降低。临时速度限制区段 的范围总是限制在一个或多个轨道电路。在紧急情 况下，通过特殊速度码，可立即将任何一段轨道电 路上的速度设置为25km/h。如果需要设置临时性 限速区，可以在地面安装应答器。这些应答器允许 以5 km/h为一个阶梯，降到25 km/h。在带有允许 临时速度限制编码的轨道电路里，可通过设置信标 来实施。
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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。
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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。
(3)防止运营列车超过道岔弯轨限制速度超速运行 城 市轨道交通中，线路上设有道岔，在列车通过道岔弯轨时， 不能超过道岔弯轨限制速度超速运行。 (4)防止运营列车超过限速区段超速限速城市轨道交通 中，线路上有故障或作业需 要运营列车限速行驶，列车应按运营规定运行。 (5)防止运营列车超过临时限速城市轨道交通中，线路 上有临时作业，需要运营列车限速行驶，列车应按运营规定 运行。 (6)防止运营列车超过其他限速 城市轨道交通中，运 营作业需要任何限速的地方，列车应按运营规定运行。
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(2)状态显示单元 状态显示单元是车载系统与列车驾驶人 员之间的人机界面，可以显示列 车当前运行速度、列车到达 某点的目标速度、列车到达某点的走行距离、列车的驾驶模 式和有关设备的运行状况等与行车直接相关的信息；还设置 有一些按钮，用于驾驶员操作，控制列车运行。在下面详细 介绍状态显示单元各个表示单元和按钮。
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(2)速度距离模式曲线 列车受到制动力的作用，使列车减 速运行，速度一距离图形曲线形状是连续平滑的曲线，这种列 车速度控制方式称为速度距离模式曲线方式，如图8-5所示。 图中横坐标表示距离值，纵坐标表示列车运行速度值。
图8—5速度距离模式曲线
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图8—5速度距离模式曲线
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二、列车自动防护系统主要功能
列车自动防护系统不仅能控制列车运行速度，还有其他许 多重要功能，它们是列车安全稳定运行的可靠保障。 列车自动防护系统主要功能包括有： 1．防止运营列车超速运行 运营列车在线路上运行有多种速度限制，列车运行速度不 能超出速度限制值。 (1)防止运营列车超过线路限制速度超速运行 城市轨道 交通中，线路在曲线段或坡道处，往往有速度限制，运营列车 不能超过线路限速运行，否则容易出现列车脱轨或颠覆事件。 (2)防止运营列车超过列车允许最高速度超速运行 车辆 的自身构造决定了车辆所能运行的最大速度，超过这个速度值， 列车可能会出现故障，危及车辆和行车安全。 2018/3/26 18
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ห้องสมุดไป่ตู้
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6．空转、打滑防护 列车在线路上正常运行时，列车车轮在钢轨上滚动运行， 因某种原因，列车车轮会发生空转，或列车车轮在线路上滑 动运行，这种情况一方面会对车辆的车轮造成损伤，另一方 面会危及列车行车安全。列车自动防护系统会实时检测列车 空转和打滑情况，并及时采取措施，控制列车运营状态。 7．防止列车发生溜车 列车如果在线路的坡道处停车或在站台处停车，列车自 动防护系统会给列车施加一定的制动力，保证列车不会发生 溜车现象，防止发生安全事故。 列车自动防护系统除了以上的重要功能外，根据城市轨 道交通信号系统的配置情况和复杂程度，还可以有一些其他 功能，如控制列车的运行方向，提供驾驶员操作接口界面等。
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图8—1 列车驾驶室牵引制动 手柄和紧急制动按钮
2018/3/26 驾驶室
驾驶室内景
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(2)列车常用制动和紧急制动 列车常用制动就是列车在 正常行驶过程中，由列车的制动系统施加给列车的制动。
列车紧急制动就是列车在 超速行驶，或遇到其他不正常 会危及列车行车安全的情况时， 对列车施加的制动。列车紧急 制动时所产生的制动力，是列 车的制动系统所能提供的最大 制动力。列车紧急制动的响应 时间比列车常用制动的响应时 间要短；一旦对列车施加了紧 急制动，只能通过特殊处理才 能将紧急制动从列车上解除。
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4．车辆安全停靠站台 城市轨道交通中，列车停靠站台时，需要列车完全停稳 不动，确保乘客安全上下车。列车自动防护系统会检测列车 的速度和列车所处的位置，保证列车在站台区域内安全停靠。
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5．列车车门控制 城市轨道交通中， 列车左右两侧都有车 门，列车停靠站台后， 列车自动防护系统会 控制列车开启靠近站 台的车门，保证乘客 安全上下车。
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(3)速度限制 城市轨道交通中，列车在轨道线路上行驶 时，受轨道线路弯道、坡道、列车自身构造以及运营需求等因素 的影响，列车只能在规定的速度范围内运行，如果列车运行速度 比规定的最大速度值高，则会危及到列车的行车安全，导致列车 相撞、出轨或颠覆等事故的发生。为确保列车行车安全，列车必 须在所规定的速度范围内运行，以防止安全事故的发生。
图8—4阶梯曲线
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图8—4阶梯曲线
列车运行在O～D1区段，允许运行的最高速度为S1；在D1～ D2区段，允许运行的最高速度为S2；在D2～ D2区段，允许运行 的最高速度为S3。
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在每个区段，如果列车运行速度超过了在该运行区段所 对应的最大速度值，列车自动防护系统会向列车的制动系统发 出常用制动命令，列车的制动系统对列车施加制动力，使列车 运行速度在系统所设定的时间内，降到允许的运行速度范围内， 以保证列车安全运行；如果列车运行速度持续超过该运行区段 所对应的最大速度值，在持续的时间超过系统设定的时间 后，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。
图8—3列车自动防护系统与列车之间的接口关系
如图8．3所示。列车自动防护系统主机实时接收从地面信号传来 的信号，通过实时分析和计算，实时向列车的牵引系统或制动系 统发出控制指令，列车的牵引系统或制动系统在接收到控制指令 后，对列车施加牵引力或制动力，以控制列车的运行速度，使列 车在允许速度的范围内运行。列车自动防护系统主机安装在驾驶 2018/3/26 9 室内。
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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。
项目八 列车自动防护系统
[知识要点]
1．了解列车自动防护系统设备组成。 2．掌握列车自动防护系统基本功能。 3．掌握列车自动防护系统设备运用。
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[理论内容]
一、列车自动防护系统基本原理
城市轨道交通的信号控制系统中，列车自动防护系统是信 号控制系统非常重要的组成部分，它为列车行驶提供安全保障， 有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高行车作业效率。如 果没有列车自动防护系统，列车的行车安全需要由列车驾驶员 人工来保障，这样会造成列车驾驶员过度疲劳，产生安全隐患， 对行车作业效率也会带来负面影响。因此在城市轨道交通 中，尤其是在运营作业繁忙的线路上，信号控制系统中设置列 车自动防护系统是非常必要的，它是行车作业的安全保障和体 现。 列车自动防护系统，其英文名称为“Train Automatic Protect System”，简称为ATP系统。
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3．防止列车相撞 城市轨道交通中，在某条线路上，往往会有很多列车同时 运营作业，列车自动防护系统可以防止列车相撞，为这些平行 作业的实施提供了安全保障，它有效提高了城市轨道交通线 路的利用效率，增强了城市轨道交通的运营能力。列车自动防 护系统可以防止列车相撞包括以下内容： 1)防止运营列车撞上前面的 列车； 2)防止运营列车进入未开通 的进路； 3)防止运营列车冲出尽头线； 4)防止运营列车进入封锁区 段； 5)防止运营列车进入发生故 障的进路等。
图8．5中，列车自动防护系统根据运营计划，使列车从O 点减速运行到D1点。列车自动防护系统根据各种数据，计算 出列车从O点运行到前方D2点的区段内，各处所需的运行速度， 并向列车的牵引和制动系统发出指令，控制列车按照速度距 离模式曲线所绘制的速度值平滑稳定地从在0点减速运行到前 方 D2点。 2018/3/26 15
2．列车自动防护系统基本原理
列车自动防护系统控制列车运行速度有两种基本方式：点 式叠加方式和速度距离模式曲线方式。 (1)点式叠加方式 列车自动防护系统以点式叠加方式控制 列车运行速度，其速度距离曲线呈阶梯状，称为阶梯曲线，如 图8．4所示。
图中横坐标表示距离值，纵坐标表示列 车运行速度值。 图8—4中列车受到制动力的作用，减速 运行。列车从某点O处以不超过S1的速度值运 行，在运行到D1点时，对列车施加一定的制动 力，使列车允许运行的最大速度值从S1速度值 降为S2速度值；列车从D1点运行到D2点处，在 这一区间，列车运行的最大允许速度值为S2; 在S2点，再次对列车施加制动力，使列车减速 2018/3/26 运行。
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图8—6车载主要设备
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(1)车载主机 列车自 动防护系统的车载主机 由各种印刷电路板、输 人／输出接口板、安全 继电器和电源等设备组 成。这些设备分层放在 机柜中，各板利用机柜 上的总线进行通信。