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。西屋的邈项技术进一步开发后又用于马德里地铁，香港地铁和新加坡城市交通系统。该系统地面信号通过一组特定频率或编码对载频进行调整，每个编码表示一组最高安全速度和目标速度。新加坡地铁共有4种编码可供使用。在普通铁路线上ATP 并不是自动驾驶系统的一部分，而只对司机安全行车起辅助作用。这种条件下选择点式或连续式ATP系统并非那么严格。安装连续式虽好，但费用比点式高得多。普通线路采用点式ATP系统对列车运行和通过能力一般不会产生不利影响。为克服点式系统在繁忙线路上限制通过能力的缺点，已研究出一种插入法，即在关键区段，主信号点与信号机间增设应答器，这样车上ATP设备在接近信号机时就可更新数据。还可以用另一种方法：在关键区段安装短电码轨道电路。这种连续插入方法的缺点是车上要安装两种接收线圈分别采集应答器和轨道发送的信息。插入

设备的数量对工程造价有显著影响。某一条具体的线路，插入设备应当安装多少以及如何安装并没有简单的规则可循。为解决这个问题，瑞典Comrcco咨询公司研制出一种仿真软件。英国铁路用该软件模拟一个速度为130km／h的繁忙区段。模拟结果表明在一些选择好的地点增加30 的更新数据的应笤器就行了。模拟结果还表明在某种条件下ATP 系统可以改善运营性能，倒如可以实现匀速控制，可消除由司机操作技术引起的速度波动。荷兰铁路正在研制第二代ATP 系统。用点式系统代替了原有的电码轨道电路，除为了降低成本外，还想解决轨道电路工作不可靠的问题。英国铁路也有同样的问题。其原因是安装在现代转向架上的轮对出现钝滚动状态，再加上牵引电流等因素电码轨道电路遭到破坏。

2．ATP 系统的应用

欧洲主要国家都已经采用或正在计划采用某种ATP系统。各国引入ATP 系统是出于安全考虑，但它又是从各国已有的信号制式中衍生出来的。EB 信号公司曲产品示意圈（注：早期的Eriessoa的点式ATP 系统①，⑤司机操纵台。②微机评估单元。④编码器。@应答器。@天线。）1985年在发生多起事故后，珐国国铁对当时的ATP系统进行了评估，得到的结论是原Ericsson公司(现称EB信号公司)生产的ATP系统是唯一得到证!实的设备，见上图。MTE—Alsthom 公司与该制造厂合作开发了适应法国条件的Ericsson系统并于1987

年在巴黎到勒阿费尔的54ink线路上进行试验。1988年产品定型，并商品化，称之为KVB。在夸后2—5年将安装8500台车载设备及同样数量的信号点。英国铁路在出现一系列事故后也决定采用ATP系统。已有两个试验项目得到资金。这两个项目采用点式ATP。所选线路是伦敦Marybone站外的Chiltern市郊客运线和伦敦至Bristol的2O0km／h铁路干线。速两条线路的运营条件具有代表性。示范系统的合同已给了提出SEL系统的比利时ACEC公司和GEC—Alsthom 公司。ACEC公司提供TBL 系统，已安装在比利时铁路上并且是上面提到的荷兰第二代点式ATP系统的基础。GEC—Alsthom 公司提供SEL 公司的Selcab系统LZB系统是在干线上应用的一种连续式ATP 系统。数据从轨道上的感应电缆传送到车上。司机驾驶室内可以显示出前方1Okra内的速度命令和距停车信号机的距离。速度显示将给出列车运行区间的允许速度和目标速度。该系统可以取消地面色灯信号机。西班牙国家铁路马德里一哥多华一塞维尔高速线上将装备SEL公司生产的LZB系统，除车站外将不设地面信号机，所有列车都将装上机车信譬。高速列车与低速列车在同一线路运行时，机车信号有更明显的效益。英国铁路正通过ACEC 公司的试验项目改进高速列车的机车信号装置。美国铁路的盘形制动列车速度达到2OOk~a／h，其制动距离仍在规定的踏面制动距离之内。这就降低了既有线基本设施的改造费用并使修建高速列车线的计划更易于实现。既有线将速度提高到250km／h 以上

时，需要建设新的信号设施。机车信号可以有效地提供第五个显示，因此不用再增加现有的信号显示就可以满足高速列车所需的更长的制动距离，同时还可以继续适合低速列车的要求。意大和I铁路就采用了这种方式，~TP 系统向司机提供前方5个闭塞分区的信息。高速专用线(例如法国TGV 和日本新干线)的机车信号用不着与既有线的ATP 制式相兼容。作为列车综合自动控制的一部分的地铁ATP 系统也是如此。混合运行的线路上的AtP 系统，需要适应各种不同的列车编组、车重、速度和制动性能。车载微机要储存有关数据，计算出制动距离，任何输入错误都将危及行车安垒。例如列车重量输出值低干标准则会引起制动力不足，导致冒进信号。这和刊车牵引定数有很大关系。固定编组的列车可以在车载微机数据库中包括进各种车辆的组成情况。总之ATP概念虽很简单，采用什么制式的ATP却是一个相当复杂的运营及商业决策问题。ATP系统的类型日益增多，对点式和连续式两种不同工作原理的选择会影响铁路行车。