列车自动防护系统课件(PPT 50张)

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1．列车运行的几个基本概念
在介绍列车自动防护系统如何控制列车运行速度时，需 要简单了解列车如何起动和停车，以及列车常用制动和列车 紧急制动的基本概念。 (1)列车起动和停车 列车在人工驾驶时，列车驾驶员操作 驾驶手柄，通过列车的牵引系统施加牵引力使列车向前加速行 驶，或通过列车的制动系统施加制动力使列车减速行驶。列车 驾驶手柄平常放中间位置，将驾驶手柄从中间位置向前推时， 列车向前加速行驶，越往前推施加的牵引力越大；将驾驶手柄 从中间位置向后推时，列车减速行驶，越往后推施加的制动力 越大，这时列车在制动力的作用下减速运行，如图8一l所示。
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 2019/1/31 D2点。 15
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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
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 2019/1/31 运行。
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。
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)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—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 2019/1/31 9 室内。
列车自动防护系统在每列车上 都装有速度传感器，速度传感器 安装在列车的车轴上，如图8．2 所示，对列车的运行速度 进行实时测定，并把速度值传送 给列车自动防护系统主机，由列 车自动防护系统主机对速度进行 2019/1/31 分析和处理。
图8—2速度传感器
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(4)列车自动防护系统与 列车之间的接口 列车自动 防护系统主机是列车自动防 护系统的核心控制部分，列 车自动防护系统主机与列车 自身的牵引系统和制动系统 由专门的接口电路连接，
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2019/1/31 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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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。