1、第五章 列车自动控制（ATC）系统基本原理,轨道交通信号系统运行与维修,主要内容,第一节 ATC系统综述,第二节 ATP子系统基本原理,第三节 ATO子系统基本原理,第四节 ATS子系统基本原理,第一节 ATC系统综述,引子,法国TGV576.8km/h,新加坡无人驾驶地铁车辆,列车自动防护系统ATP,列车自动驾驶系统ATO,列车自动监视系统ATS,Automatic Train Protection,Automatic Train Operation,Automatic Train Supervision,一、ATC系统的组成和功能,ATS功能,联锁功能,列车检测功能,ATC功能,PTI功能
2、,ATC系统包括五个原理功能,一、ATC系统的组成和功能,三、ATC系统选用选择,安全可靠成熟先进较高性价比,准移动闭塞或移动闭塞也可采用固定闭塞式,ATC系统构成水平的选择按前述原则执行,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,四、不同闭塞制式的ATC系统,按照闭塞模式，城市轨道交通的ATC可以分为,3.移动闭塞,2.准移动闭塞,1.固定闭塞,四、不同闭塞制式的ATC系统,9轨道电路工作稳定性容收环境影响，如道床阻抗变化、牵引电流干扰等,1.固定闭塞存在以下
3、缺点,轨道电路传输信息量小。,利用轨道电路难以实现车队第的信息传输,闭塞分区长度是按照不利条件设计的，分区较长，且一个分区只能被一列车占用，不利于缩短列车行车间隔。,无法知道列车在谋一份区内的具体位置。,四、不同闭塞制式的ATC系统,安全距离,制动距离S,安全距离,限制速度,四、不同闭塞制式的ATC系统,2.准移动闭塞,移动闭塞定位方式,固定闭塞定位方式,能够了解其具体位置,仅知道其在哪个分区内,速度限制有一个阶跃式上升,当其移动并出清一个分区,后续列车对自身,前行列车,速度限制为连续式变化,当其静止,四、不同闭塞制式的ATC系统,安全距离,制动距离S,安全距离,限制速度,四、不同闭塞制式的A
4、TC系统,（1）基本概念,3. 移动闭塞,前行列车,后续列车,移动定位方式,与地面通信,移动定位方式,与地面通信,地面控制中心,感应环线或无线通信,四、不同闭塞制式的ATC系统,（2）移动闭塞的特点,制动的起点和终点是动态的，与轨旁设备数量及行车间隔关系不大,没有固定分区，行车间隔是动态的，并随前一列车的移动而移动，速度限制连续变化。,列车间隔按照后续列车在当前速度下所需的制动距离加上安全余量计算而得。,可实现车地双向通信，易于实现无人驾驶。,舒适,先进,可实现较小的行车间隔,高效,灵活,安全,四、不同闭塞制式的ATC系统,（3）移动闭塞的技术优势,安全关联计算机采用3取2或2取2冗余配置，可
5、保证故障安全。,数据通信对所有的子系统透明,可以与无人驾驶结合，避免司机误操作或延误，从而提高效率,车地双向通信，实时提供列车的位置及速度等信息。,模块化设计，核心部分采用软件实现，硬件数量大大减少,CBTC（communications based train control）,四、不同闭塞制式的ATC系统,安全距离,制动距离S,限制速度,（4）移动闭塞的工作原理,四、不同闭塞制式的ATC系统,四、不同闭塞制式的ATC系统,线路拓扑示意图,四、不同闭塞制式的ATC系统,（5）移动闭塞系统的ATC分类,四、不同闭塞制式的ATC系统,基于电缆环线基于无线通信和传输媒介,直接序列扩频跳频扩频方式,
6、点式应答器自由空间波裂缝波导管漏泄电缆等,按无线扩频通信方式,按传输媒介,按传输速率分类,五、不同结构的ATC,1.点式ATC系统,无源，高信息容量，安装灵活，结构简单。,价格明显低于连续式ATC,在北京5号线有应用,难以适应行车密度大的情况,点式ATC系统,五、不同结构的ATC,(1)式ATC的基本结构,五、不同结构的ATC,地面应答器,五、不同结构的ATC,应答查询器（TI及应TI天线负责与轨旁信标通信并确定列车的轨道位置，处理信标发出的消息并传送给车载控制器）,五、不同结构的ATC,.A型应答器（无源设备） (1)用于确定列车位置 (2)当一辆列车驶过应答器，它会收到一条标识应答器的消息
7、,.B型应答器（有源设备） (1)信号机B信标（安装于信号机旁与信号机相联锁） (2)进路B信标（安装于道岔前，指示是否需要侧向速度通过道岔）,五、不同结构的ATC,轨旁电子单元LEU将不同的信号显示转化为电码并发送至列车。车载设备a、车载应答器b、测速传感器c、中央处理单元d、驾驶台上的显示,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,（2）点式ATC系统的基本原理,五、不同结构的ATC,2.连续式ATC系统,采用轨道电路的连续式ATC系统,采用轨间电缆的ATC系统,无线ATC系统,速度码模式,距离码模式,五、不同结构的ATC,速度码模式下的车地通信,采用轨道电路的连续式ATC系统,速度码模
8、式,五、不同结构的ATC,速度码模式,五、不同结构的ATC,用数字编码轨道电路实现列车速度监控的系统（距离码模式）,距离码模式,五、不同结构的ATC,车载设备自动调谐,距离码模式,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,采用轨间电缆的ATC系统,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,五、不同结构的ATC,第二节 ATP系统,引子,多年来，英国人经历了大量的铁路事故。而在1988年发生的最致命的一次事故是在伦敦南部靠近克拉彭禄口的撞车事件。由于发生在运输繁忙时段，两辆相撞的列车中搭载了近1300人，
9、事故发生后造成35人死亡。,事发后，事故调查小组建议整个英国的铁路系统都需要安装自动列车保护系统。,一、ATP的基本概念,车载ATP主机,接口电路,牵引系统,制动系统,牵引指令,制动指令,速度输入,速度传感器,地面信号,速度控制,车轴,二、ATP的设备组成,采用轨道电路传送ATP信息时，ATP系统由：设于控制站的轨旁单元；设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元；车载ATP设备；并包括与ATS 、ATO、联锁设备的接口设备。,二、ATP的设备组成,广州地铁一号线司机室操控台,ATO按钮,控制列车牵引方向,牵引、零位、制动、快制,紧急制动,速度表,凤缸压力表,主控钥匙,三、ATP的主要功能,ATP系
10、统应具有下列主要功能：检测列车位置、停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门控制、记录司机操。,轨旁功能,传输功能,车载功能,三、ATP的主要功能,ATP轨旁功能,列车安令间隔功能,1,报文生成功能,2,负责列车安全间隔和生成报文，完成任务对列车安全运行授权许可的发布和报文的准备,保持列车之间的最小安全距离，发出运行授权。在进路已经排列，联锁功能中才发出列车运行授权.,完成整理数据、准备和格式化要传送到ATP车载设备的报文，并决定传输方向。 .,三、ATP的主要功能,2.ATP传输功能,三、ATP的主要功能,3.ATP车载功能,三、ATP的主要功能,三、ATP
11、的主要功能,方向监督,三、ATP的主要功能,背景介绍,ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，在ATO的配合下，完成对列车的控制。 ATP和ATO分为车载设备和轨旁设备。,本节课主要涉及的内容,车载ATP,ATP功能,1，距离测量2，实际速度测量3，速度监督4，列车追踪间隔5，紧急停车6，车门控制7，列车自动折返控制8，车辆故障信息和紧急制动的记录,ATP接口包括：一、ATP与ATO接口二、ATP与车辆接口 1.与电源接口 2.静态输入接口（重点） 3.静态输出接口（重点）三、ATP与联锁的接口四、ATP与FTGS的接口,重点内容,ATP接口,ATP 车载单元,ATO设备,测速
12、仪信息和精确停车信息,总线,一、ATP与ATO接口,1、主控钥匙开关,主控钥匙开关打开，接点闭合，ATP检测到DC110V电压，ATP激活；主控钥匙开关没打开，接点没闭合，ATP检测不到DC110V电压，ATP主控钥匙没有打开。,ATP接口,2、门控接点,左右两边门都关闭，两锁闭继电器接点闭合，送回24V电压给ATP，否则，不能送回24V电压，ATP车载单元通过检测是否送回该电压来判断两车门是否关闭。,ATP接口,3、ATO启动按钮,两个按钮，分别为双通道，当按钮被按下，24V电压接地，ATP车载单元通过检测该电压是否接地来判断ATO启动按钮是否被按下。,ATP接口,此模式用于正线上列车的正常
13、运营, 运行中列车不需司机驾驶, 而是按设计要求自动运行, 司机负责监督ATP/ATO显示, 以及列车运行所要通过的轨道、道岔和信号的状态, 并在必要时人工介入。,ATO运行模式,ATP接口,车辆,ATP车载单元,+110V,4、ATO释放,方向手柄,主控手柄,当方向杆向前，主控手柄在零位时，110V电压被送回给ATP车载单元，此时为”ATO释放“，ATP车载单元通过检测是否送回该电压来判断是否有”ATO“释放。,ATP接口,车辆,ATP车载单元,+24V,5、RM按钮,RM按钮接点,当按压RM按钮，接点闭合，24V电压接地，ATP车载系统通过检测该电压是否接地来判断RM按钮是否被按压。,AT
14、P接口,RM运行模式在下列情况使用:1. 列车在车辆段范围内运行。2. 正线运行中下列设备之一发生故障时: 联锁设备; 轨道电路; A TP 轨旁设备; A TP 列车天线。3. 列车紧急制动以后。4. 开动ATP/ATO以后。对于广州地铁一号线而言， RM 模式下, 列车由司机驾驶, 速度不能大于25 km/h , 如果列车速度大于极限速度, 则进行紧急制动。在运行中司机负责列车的运行安全。,RM运行模式,ATP接口,车辆,ATP车载单元,+24V,6、强行开门按钮,强行开门按钮,ATP车载单元向强行开门按钮接点输送24V电压，当强行按钮被按压，接点闭合，24V电接地，ATP车载系统通过检测
15、该电压是否接地来判断强行开门按钮是否被按压。,ATP接口,7、车辆的紧急制动状态,输入由车辆向ATP车载单元，当电压为DC110V时是非紧急制动状态，当电压为0V时，是紧急制动状态，车载ATP单元通过检测该电压来判断是否处于紧急制动状态。,ATP接口,8、自动折返按钮,ATP车载单元向自动折返按钮送24V电压，当按压自动折返按钮，接点闭合，24V电接地，当没有按压按钮，接点不闭合，24V电不接地，ATP车载单元通过检测该电压是否接地来判断自动折返按钮是否被按压。,ATP接口,车载ATP外部静态输入,ATP接口,车载ATP外部静态输入,ATP接口,对列车执行适当操作3、ATP静态输出车载ATP单
16、元在激活状态下，根据相关的检测结果（包括检测到按钮动作及车辆运行状态）会发生一定动作，诸如启动紧急制动，允许开车门，开启ATP安全责任灯等。,ATP接口,1、紧急制动,车辆,+110V,ATP车载单元,运行错误时启动，出现故障时启动，从车辆给110V到ATP车载单元，如没有启动紧急制动，K6、K7闭合，送回110V电压，车辆不能启动紧急制动。如果启动紧急制动，K6、K7不闭合，不能送回110V电压，车辆启动紧急制动。,K6.K7继电器,ATP接口,2、允许开门（允许开左门和允许开右门）,列车停在停车窗内，ATP根据由轨旁设备发来的报文决定允许开哪侧旅客车门，只有在停车窗内或者按压强行开门按钮，
17、ATP才允许开门，ATP送电压给车辆上相关继电器，当送的是110V时候，车门打开，否则，车门不能打开。,ATP接口,3、ATP安全责任,当ATP已经完全承担了列车的安全责任，从ATP送110V给车辆驾驶台上的安全责任灯（红色）。,ATP接口,车载ATP到外部静态输出,ATP接口,ATP的基本工作原理,ATP的基本工作原理,ATP的基本工作原理,ATP的基本工作原理,第三节 ATO子系统的工作原理,第四节 ATS子系统基本原理,ATS系统的组成,ATS主要功能,列车运行 调整,服 务操作,列车 监视跟踪,旅客信息显 示系统,仿真演示,运行报告,监 控与报警,进 路自动 调整,时 刻表 处理,列
18、车确实位 置识别,ATS基本原理,1.自动列车跟踪2.自动排列进路3.时刻表系统4.列车自动调整5.控制和显示6.记录功能7.列车运行图显示8.培训/演示,57%,Description of the contents,Description of the companys productsDescription of the companys businessDescription of the companys technologyDescription of the companys contents,Title in here,Description of the contents,D
19、iagram,Diagram,Title in here,Title in here,Title in here,Title in here,Current Contents Structure,Description of the contents Description of the contents,Description of the contents Description of the contents,Title in here,Title in here,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall devel
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