城市轨道交通列车自动控制系统
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项目七 ATC系统概述
［知识要点］
1.掌握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。 2.掌握ATC系统的组成及基本功能。 3.掌握ATC系统与其他系统的接口。
一、ATC系统的作用
1.保障行车安全 2.提高运营效率
二、ATC系统构成
1.按设备功能划分 1)列车自动防护子系统(Automatic 2)列车自动运行系统(Automatic 3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)，主要 作用是对线路上运行的所有列车进行监督和管理，控制列车根据列 车运行图完成运营作业。 2.按设备安装位置划分 1)轨旁设备：包括线路上、信号设备室内信号设备，如图7-1中的车 站联锁、轨旁设备等； 2)车载设备：指安装在车上的信号设备，如图7-1中的车载ATP、车 载ATO等；
二、ATC系统构成
3)控制中心设备：指安装在控制中心的ATS设备，如图7-1中的调度 员终端、服务器等。
图7-1 ATC系统组成及安装位置图
三、ATC系统功能
1.ATP系统 1)自动连续地对列车位置进行检测，并向列车发送必要的速度、距 离、线路条件等信息，以确定列车运行的最大安全速度。 2)确保列车进路正确及列车的运行安全。 3)防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规 定的允许速度。 4)为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。 5)根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电 路发码方向。 6)任何车—地通信中断以及列车的非预期移动(含退行)、列车完整 性电路的中断、列车超速(含临时限速)、车载设备故障等均将产生 安全性制动。
三、A来自百度文库C系统功能
7)实现与ATS的接口和有关的交换信息。 8)系统的自诊断、故障报警、记录。 9)列车的实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录 和显示。 2.ATO系统 1)自动完成对列车的起动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较 高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。 2)在ATS监控范围的入口及各站停车区域(含折返线、停车线)进行 车—地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对 在线列车进行监控。
［思考］
1.列车自动控制系统由哪几个系统组成？ 2.列车驾驶有哪几种模式？ 3.列车自动控制系统的设备分别安装在哪些地方？ 4.列车自动控制系统的基本作用是什么？ 5.说明试车线的设备组成及功能。
［拓展与提高］
一、ATC系统与其他机电控制系统的接口 1.与列车的接口 2.与通信的接口 3.与屏蔽门的接口 二、不同闭塞制式的ATC系统 1.基于传统的音频轨道电路的固定闭塞ATC系统 1)轨道电路工作稳定性易受环境影响，如道碴阻抗变化、牵引回流 干扰等； 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；
［拓展与提高］
5)由于只能确定前行列车所在闭塞分区，因此追踪列车制动的起点 和终点总在某一分区边界。 2.基于报文式轨道电路的准移动闭塞ATC系统 3.基于通信的移动闭塞ATC系统 1)实现车地双向、实时、高速度、大容量的信息传输，易于实现无 人驾驶； 2)列车定位精度高； 3)列车移动授权更新快； 4)不受牵引回流干扰； 5)轨旁设备简单、可靠性高； 6)缩短列车追踪间隔、提高通过能力； 7)能适应不同性能列车的运行。
三、ATC系统功能
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 能控制。 5)能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。 6)与ATS和ATP结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。 3.ATS系统 1)获取控制和监督列车运行的基础信息：通过ATS车站设备获取轨 道占用与空闲状态、进路状态、列车识别、信号设备故障等信息； 2)实现进路控制：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。
三、ATC系统功能
3)列车识别号跟踪、传递和显示：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AT S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A TS发送识别号等信息。 4)列车时刻表编制和管理：列车计划与实迹运行图的比较和计算机 辅助调度功能。 5)列车运行的自动调整及人工调整：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。 6)列车运行及信号设备的监督和报警：列车运行显示屏及调度台显 示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视， 能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。
三、ATC系统功能
7)系统故障时降级处理及故障复原处理：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AT S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。 8)培训和演练：能在中央专用设备上提供模拟和演示功能，用于培 训及参观。 9)为旅客提供向导显示信息：向无线通信、广播、旅客向导系统提 供必要的信息，主要内容有列车到达时间、目的地及列车终到、末 班列车等。 10)数据记录、统计和打印：自动进行运行报表统计，并根据要求进 行显示打印。 11)与其他系统接口。
六、试车线
［项目实施］
1.目标 2.设备 3.实施步骤 1)车站教学：参观了解车站轨道电路及轨旁设备。 2)车上教学：参观电动列车ATP及ATO设备。 3)调度中心教学：参观调度中心ATS设备。 1.目标 2.设备 3.实施步骤 1)观看教学录像，观看城市轨道交通ATC系统的有关教学录像。 2)讨论：ATC系统主要由哪些部分组成？各部分的主要作用是什么？
四、信号系统运营模式
1.ATS自动监控模式 2.调度员人工介入模式 3.列车出入车厂调度模式 4.车站现地控制模式 5.车厂控制模式
五、列车驾驶模式
1.ATO自动驾驶模式 2.ATP监督下的人工驾驶模式(SM模式) 3.限制人工驾驶模式(RM模式) 4.非限制人工驾驶模式(URM模式) 5.列车折返模式(AR模式)
［知识要点］
1.掌握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。 2.掌握ATC系统的组成及基本功能。 3.掌握ATC系统与其他系统的接口。
一、ATC系统的作用
1.保障行车安全 2.提高运营效率
二、ATC系统构成
1.按设备功能划分 1)列车自动防护子系统(Automatic 2)列车自动运行系统(Automatic 3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)，主要 作用是对线路上运行的所有列车进行监督和管理，控制列车根据列 车运行图完成运营作业。 2.按设备安装位置划分 1)轨旁设备：包括线路上、信号设备室内信号设备，如图7-1中的车 站联锁、轨旁设备等； 2)车载设备：指安装在车上的信号设备，如图7-1中的车载ATP、车 载ATO等；
二、ATC系统构成
3)控制中心设备：指安装在控制中心的ATS设备，如图7-1中的调度 员终端、服务器等。
图7-1 ATC系统组成及安装位置图
三、ATC系统功能
1.ATP系统 1)自动连续地对列车位置进行检测，并向列车发送必要的速度、距 离、线路条件等信息，以确定列车运行的最大安全速度。 2)确保列车进路正确及列车的运行安全。 3)防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规 定的允许速度。 4)为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。 5)根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电 路发码方向。 6)任何车—地通信中断以及列车的非预期移动(含退行)、列车完整 性电路的中断、列车超速(含临时限速)、车载设备故障等均将产生 安全性制动。
三、A来自百度文库C系统功能
7)实现与ATS的接口和有关的交换信息。 8)系统的自诊断、故障报警、记录。 9)列车的实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录 和显示。 2.ATO系统 1)自动完成对列车的起动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较 高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。 2)在ATS监控范围的入口及各站停车区域(含折返线、停车线)进行 车—地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对 在线列车进行监控。
［思考］
1.列车自动控制系统由哪几个系统组成？ 2.列车驾驶有哪几种模式？ 3.列车自动控制系统的设备分别安装在哪些地方？ 4.列车自动控制系统的基本作用是什么？ 5.说明试车线的设备组成及功能。
［拓展与提高］
一、ATC系统与其他机电控制系统的接口 1.与列车的接口 2.与通信的接口 3.与屏蔽门的接口 二、不同闭塞制式的ATC系统 1.基于传统的音频轨道电路的固定闭塞ATC系统 1)轨道电路工作稳定性易受环境影响，如道碴阻抗变化、牵引回流 干扰等； 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；
［拓展与提高］
5)由于只能确定前行列车所在闭塞分区，因此追踪列车制动的起点 和终点总在某一分区边界。 2.基于报文式轨道电路的准移动闭塞ATC系统 3.基于通信的移动闭塞ATC系统 1)实现车地双向、实时、高速度、大容量的信息传输，易于实现无 人驾驶； 2)列车定位精度高； 3)列车移动授权更新快； 4)不受牵引回流干扰； 5)轨旁设备简单、可靠性高； 6)缩短列车追踪间隔、提高通过能力； 7)能适应不同性能列车的运行。
三、ATC系统功能
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 能控制。 5)能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。 6)与ATS和ATP结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。 3.ATS系统 1)获取控制和监督列车运行的基础信息：通过ATS车站设备获取轨 道占用与空闲状态、进路状态、列车识别、信号设备故障等信息； 2)实现进路控制：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。
三、ATC系统功能
3)列车识别号跟踪、传递和显示：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AT S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A TS发送识别号等信息。 4)列车时刻表编制和管理：列车计划与实迹运行图的比较和计算机 辅助调度功能。 5)列车运行的自动调整及人工调整：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。 6)列车运行及信号设备的监督和报警：列车运行显示屏及调度台显 示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视， 能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。
三、ATC系统功能
7)系统故障时降级处理及故障复原处理：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AT S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。 8)培训和演练：能在中央专用设备上提供模拟和演示功能，用于培 训及参观。 9)为旅客提供向导显示信息：向无线通信、广播、旅客向导系统提 供必要的信息，主要内容有列车到达时间、目的地及列车终到、末 班列车等。 10)数据记录、统计和打印：自动进行运行报表统计，并根据要求进 行显示打印。 11)与其他系统接口。
六、试车线
［项目实施］
1.目标 2.设备 3.实施步骤 1)车站教学：参观了解车站轨道电路及轨旁设备。 2)车上教学：参观电动列车ATP及ATO设备。 3)调度中心教学：参观调度中心ATS设备。 1.目标 2.设备 3.实施步骤 1)观看教学录像，观看城市轨道交通ATC系统的有关教学录像。 2)讨论：ATC系统主要由哪些部分组成？各部分的主要作用是什么？
四、信号系统运营模式
1.ATS自动监控模式 2.调度员人工介入模式 3.列车出入车厂调度模式 4.车站现地控制模式 5.车厂控制模式
五、列车驾驶模式
1.ATO自动驾驶模式 2.ATP监督下的人工驾驶模式(SM模式) 3.限制人工驾驶模式(RM模式) 4.非限制人工驾驶模式(URM模式) 5.列车折返模式(AR模式)