列车自动防护系统技术浅析

TECHNOLOGY WIND
［摘要］列车自动防护系统是确保列车安全的关键设备，同时是保障城市轨道交通、高效运营的关键系统和高速列车主要的一种控制策略。

本文从列车自动防护系统技术入手，介绍了城市轨道交通应用的先进列车自动防护系统，并论述了列车自动防护系统的功能以及命令的产生和发送，旨在为城市轨道交通信号控制系统提供技术参考。

［关键词］列车自动防护系统；技术；功能；轨道电路列车自动防护系统技术浅析
朱要军
（中铁电气化局集团二公司一段，湖北武汉430074）
随着时代的进步，列车速度也在日益提高，靠地面信号的行车已不能保证行车的安全，必须靠车载信号对列车实施运行控制，所以列车自动防护系统成为保证行车安全的重要技术装备。

可以说，列车自动防护系统是一种带速度控制的系统，它用于补充原来线路上的信息。

列车自动防护系统在保证列车高速、安全运行中起着举足轻重的作用。

除此之外，它还是一种可以实现以车载设备为主的行车方式。

ATP 系统是确保列车安全运行的关键设备，它的主要作用是防止列车在任何区间运行中超过机车车辆的构造速度、线路允许速度和对应于不同岔道的限制速度。

1列车自动防护系统概述
列车运行自动控制由三个子系统组成，分别是：列车自动防护（
ATP ）、列车自动驾驶（ATO ）以及列车自动监督（ATS ）。

其中ATP 是一个关键的列车自动防护系统，它的主要作用是对列车进行自动防护，负责列车的安全运行，控制列车运行的间隔。

在列车的运行中，尤其是在十分注重设备的列车运行控制当中，ATP 的安全决定了整个列车的安全，因此在列车运行控制中起着不可忽视的作用。

因此，我们对列车自动防护系统的原理和功能进行了系统的分析，得出它具备以下几种功能，一是安全性停车点防护，它主要是保证列车能在安全区段停下来。

二是超速防护和制动保证。

在列车超速行驶的情况下，确保列车一旦超过规定速度，立即施行制动。

2列车自动防护系统技术
列车自动防护系统（ATP ）是城市轨道交通运行中必不可少的安全保障，ATP 系统主要负责“超速防护”起保障安全的作用。

结合实践我们将列车自动防护系统的这种功能做了具体的分析。

2.1列车自动防护系统的工作原理2.1.1轨旁设备的工作原理
每个轨旁区域控制器都要接受临时限速指令和该控制区内列车发出的位置信息，根据所有以知障碍物的位置和预计的交通荷载确定其区域内所有列车的移动授权，并持续更新和传输移动权限指令。

最后通过移动闭塞确保列车以最小的运行间隔安全运行。

2.1.2车载设备工作原理
车载控制器是在微处理器上的基础上建立的，里面会存储与列车运行有关的轨道线路数据，它是通过与每个子系统的端口连接，来实现列车定位、允许速度执行、控制模式的管理、移动授权这些命令的。

2.1.3数据通信的工作原理
轨旁骨干网络是由骨干交换机构成，两个单独的单模光缆会交互连接，骨干网采的弹性分组数据环技术将接入交换机连接起来，具有智能化、经济性、高效率和可靠性的优点。

2.2列车自动防护系统的功能2.2.1安全性停车点防护
看列车的停车点是否安全，主要是看它是否停在危险点上。

无论如何都不能超越危险点。

列车在运行的过程当中会有一个安全间隔，列车的安全间隔既能保证行车安全，还能提高运行的效率。

由前行列车的位置确定其后方轨道的限速，后续列车的速度不能超过轨道电路的限速。

ATP 系统能在列车运行时将移动限定在前行列车尾部后面的安全距离外方停车点，保证列车之间的最小安全间隔。

从而有效保障列车在运行中的安全。

2.2.2列车的防护和制动
ATP 系统有固定的限速，比如由线路参数决定的区间最大允许速度、由列车的物理特性决定的列车最大允许速度以及临时限速，ATP 系统会根据列车当前状态及线路条件，实时计算出紧急制动情况下列车运行不超出目标点时应满足的速度限值。

将这些速度限值连成一条曲线便是速度距离模式曲线。

如果列车的时速超越最大允许速度，ATP 车载速度会立刻发出报警提示；当超速达到一定值时，会输出最大常用制动命令，保证在预计时间内能达到制动或减速的命令，否则的话立刻实施紧急制动，保证无论在什么情况下配有车载设备的列车都不会超出限制范围。

2.2.3列车的紧急制动
紧急制动系统是确保列车在安全制动模式下的停车距离内停车的系统。

一旦开启紧急制动，列车在完全停车前将不会缓解。

在实施紧急制动时，任何外力都无法对它进行干扰，包括检测出列车在运行中出现错误这一状况。

一般情况下不会实施紧急制动，除非出现以下几种情况：1）ATP 被检测出涉及安全故障。

2）列车的移动不正常。

3）运行中车门没有关闭。

4）列车脱钩。

2.2.4安全控制车门
车载ATP 系统对车门控制的监督十分严格，是为了确保列车准确的在站内开门和避免列车未停稳开门及车门打开时列车启动的情况，只有在ATP 检测得出列车符合所有的安全条件时才会按运行模式开门。

3列车自动防护系统的速度命令
列车防护系统的速度命令由车载ATP 设备和ATP 速度命令接收器两部分构成，车载ATP 设备主要是通过阻抗变压器来将接收到的速度命令输入轨道，再由速度命令来对它的信号进行翻译和显示，它的目的是保证列车按ATP 速度命令安全运行，一旦检出超速，立刻采取相应的制动。

ATP 速度命令接收器的工作原理则是将命令传递给列车感应线圈，然后车载接收单位将信号过滤变换为限速信息。

将测试过的继电器接传接到带通滤波器，系统处理器会自动将接收到的信号放大、解调，为了达到测定实际速度的目的，系统处理器CPU 及控制器会重新接收到由比较的结果形成的检测信号，一旦检测出超速，车载ATC 会立刻实施相应的制动。

4总结
总的来说，列车速度的不断提高，在一定程度上改变了铁路信号技术。

很多的铁路在实施列车自动防护系统的过程中，都将故障安全放在十分重要的位置，统一设计地面和车载设备，及时更新技术和强化改造，以此来保证整个系统的安全性和可靠性。

如今铁路信号正在向通信信号一体化这个方向发展。

因此，今后的发展趋势是有效实施列车自动防护系统。

作者简介：朱要军，1971年生，籍贯湖北天门，大本，职称工程师。

［参考文献］
［１］郜洪民，段晨宁，尹逊政．城轨交通ＣＢＴＣ关键技术———列车自动防护车载
（ＡＴＰ）子系统［Ｊ］．现代城市轨道交通，２０１１．［２］林颖，王长林．车载列车自动防护系统对空转及滑行的检测与校正方法研究［Ｊ］．城市轨道交通研究，２０１１．
科技前沿
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