軌道交通信號(hào)-ATC.ppt

什么是ATC系統(tǒng) 為了適應(yīng)城市軌道交通的發(fā)展 用一種能實(shí)現(xiàn)列車(chē)速度自動(dòng)控制和列車(chē)運(yùn)行間隔自動(dòng)調(diào)整的新的信號(hào)系統(tǒng)來(lái)替代 這就是列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制 ATC 系統(tǒng) 列車(chē)自動(dòng)控制 ATC 系統(tǒng)是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)最重要的組成部分 它實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮和列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)化 能最大程度地保證列車(chē)運(yùn)行安全 提高運(yùn)輸效率 減輕運(yùn)營(yíng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 發(fā)揮城市軌道交通的通過(guò)能力 ATC系統(tǒng)的技術(shù)含量高 運(yùn)用了許多當(dāng)代重要的科技成果 一 ATC系統(tǒng) 一 ATC系統(tǒng)的組成和功能列車(chē)自動(dòng)控制 ATCAutomaticTrainControl 系統(tǒng)包括三個(gè)子系統(tǒng) 列車(chē)自動(dòng)防 ATPAutomaticTrainProtection 列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行 ATOAutomaticTrainOpera tion 列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控 ATSAutomaticTrainSupervision ATC系統(tǒng)包括五個(gè)原理功能 ATS功能 聯(lián)鎖功能 列車(chē)檢測(cè)功能 ATC功能和PTI 列車(chē)識(shí)別 功能 1 ATS功能 可自動(dòng)或由人工控制進(jìn)路 進(jìn)行行車(chē)調(diào)度指揮 并向行車(chē)調(diào)度員和外部系統(tǒng)提供信息 ATS功能主要由位于OCC 控制中心 內(nèi)的設(shè)備實(shí)現(xiàn) 2 聯(lián)鎖功能 響應(yīng)來(lái)自ATS功能的命令 在隨時(shí)滿足安全準(zhǔn)則的前提下 管理進(jìn)路 道岔和信號(hào)的控制 將進(jìn)路 軌道電路 道岔和信號(hào)的狀態(tài)信息提供給ATS和ATC功能 聯(lián)鎖功能由分布在軌旁的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn) 3 列車(chē)檢測(cè)功能 一般由軌道電路完成 4 ATC功能 在聯(lián)鎖功能的約束下 根據(jù)ATS的要求實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行的控制 ATC功能有三個(gè)子功能 ATP ATO軌旁功能 ATP ATO傳輸功能和ATP ATO車(chē)載功能 ATP ATO軌旁功能負(fù)責(zé)列車(chē)間隔和報(bào)文生成 ATP ATO傳輸功能負(fù)責(zé)發(fā)送感應(yīng)信號(hào) 它包括報(bào)文和ATC車(chē)載設(shè)備所需的其他數(shù)據(jù) ATP ATO車(chē)載功能負(fù)責(zé)列車(chē)的安全運(yùn)營(yíng) 列車(chē)自動(dòng)駕駛 且給信號(hào)系統(tǒng)和司機(jī)提供接口 5 PTI功能 是通過(guò)多種渠道傳輸和接收各種數(shù)據(jù) 在特定的位置傳給ATS 向ATS報(bào)告列車(chē)的識(shí)別信息 目的號(hào)碼和乘務(wù)組號(hào)和列車(chē)位置數(shù)據(jù) 以優(yōu)化列車(chē)運(yùn)行 二 ATC系統(tǒng)的水平等級(jí)為確保行車(chē)安全和線路最大通過(guò)能力 根據(jù)國(guó)內(nèi)外的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn) 一般最大通過(guò)能力小于30對(duì)h的線路宜采用ATS和ATP系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮自動(dòng)化及列車(chē)的超速防護(hù) 在最大通過(guò)能力較低的線路 行車(chē)指揮可采用以調(diào)度員人工控制為主的CTC 調(diào)度集中 系統(tǒng) 最大通過(guò)能力大于30Xf h的線路 應(yīng)采用完整的ATC系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮和列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)化 三 ATC系統(tǒng)選用原則1 ATC系統(tǒng)選用按下列原則選擇 1 ATC系統(tǒng)應(yīng)采用安全 可靠 成熟 先進(jìn)的技術(shù)裝備 具有較高的性能價(jià)格比 2 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路宜采用準(zhǔn)移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng)或移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng) 也可以采用固定閉塞式ATC系統(tǒng) 因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ň哂锌土髁看?行車(chē)密度高的特點(diǎn) 而準(zhǔn)移動(dòng)閉塞式和移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較大的通過(guò)能力 對(duì)于客運(yùn)量變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性 可以提高線路利用率 具有高效運(yùn)行 節(jié)能等作用 并且控制模式與列車(chē)運(yùn)行特性相近 能較好地適應(yīng)不同列車(chē)的技術(shù)狀態(tài) 其技術(shù)水平較高 具有較大的發(fā)展前景 雖然固定閉塞式ATC系統(tǒng)技術(shù)水平相對(duì)較低 但由于可滿足2min行車(chē)間隔的行車(chē)要求 且價(jià)格相對(duì)低廉 因此也宜選用 根據(jù)實(shí)際情況 因地制宜選擇三種不同制式的ATC系統(tǒng)是完全必要的 3 ATC系統(tǒng)構(gòu)成水平的選擇按前述原則執(zhí)行 2 不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)固定閉塞式ATC系統(tǒng)準(zhǔn)移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng)移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng) 移動(dòng)閉塞線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖 13 56 四 不同結(jié)構(gòu)的ATC系統(tǒng) ATC 點(diǎn)式 應(yīng)答器 連續(xù)式 軌道電路 電纜或無(wú)線 14 56 1 點(diǎn)式ATC系統(tǒng) 在歐洲干線鐵路及城市軌道交通中應(yīng)用十分廣泛 上海軌道交通5號(hào)線采用德國(guó)西門(mén)子公司的點(diǎn)式ATC系統(tǒng) 主要優(yōu)點(diǎn) 采用無(wú)源 高信息容量的地面應(yīng)答器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 安裝靈活 可靠性高 價(jià)格明顯低于連續(xù)式自動(dòng)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng) 15 56 基本結(jié)構(gòu) 組成 地面應(yīng)答器 路旁電子單元以及車(chē)載設(shè)備 16 56 1 地面應(yīng)答器 設(shè)置在信號(hào)機(jī)的旁側(cè)或需要降速的緩行區(qū)間的始 終端 應(yīng)答查詢器 TI及應(yīng)TI天線負(fù)責(zé)與軌旁信標(biāo)通信并確定列車(chē)的軌道位置 處理信標(biāo)發(fā)出的消息并傳送給車(chē)載控制器 A型應(yīng)答器 無(wú)源設(shè)備 1 用于確定列車(chē)位置 2 當(dāng)一輛列車(chē)駛過(guò)應(yīng)答器 它會(huì)收到一條標(biāo)識(shí)應(yīng)答器的消息 B型應(yīng)答器 有源設(shè)備 1 信號(hào)機(jī)B信標(biāo) 安裝于信號(hào)機(jī)旁與信號(hào)機(jī)相聯(lián)鎖 2 進(jìn)路B信標(biāo) 安裝于道岔前 指示是否需要側(cè)向速度通過(guò)道岔 2 軌旁電子單元LEU地面應(yīng)答器與信號(hào)機(jī)直接的電子接口設(shè)備 功能是將不同的信號(hào)顯示轉(zhuǎn)換為約定的數(shù)碼形式 21 56 3 車(chē)載設(shè)備 點(diǎn)式ATC車(chē)載設(shè)備 點(diǎn)式ATC系統(tǒng)的基本原理 點(diǎn)式ATC系統(tǒng)的車(chē)載設(shè)備接收信號(hào)點(diǎn)或標(biāo)志點(diǎn)的應(yīng)答器信息 還接收列車(chē)速度和制動(dòng)壓力信息 輸出控制命令和向司機(jī)顯示 地面應(yīng)答器向列車(chē)傳送每一信號(hào)點(diǎn)的允許速度 目標(biāo)速度 目標(biāo)距離 線路坡度 信號(hào)機(jī)號(hào)碼等信息 車(chē)載中央控制單元根據(jù)地面應(yīng)答器傳至車(chē)上的信息以及列車(chē)自身的制動(dòng)率 負(fù)加速度 計(jì)算得出的兩個(gè)信號(hào)機(jī)之間的速度監(jiān)控曲線 23 56 基本工作原理 點(diǎn)式數(shù)據(jù)傳輸 連續(xù)速度監(jiān)控 地車(chē)之間的數(shù)據(jù)傳遞 地面 車(chē)上應(yīng)答器之間的數(shù)據(jù)傳遞是一種按協(xié)議的串行數(shù)碼傳輸方式 電碼以頻移鍵控方式傳送 為了防止干擾 載頻通常在800kHz 1MHz之間 數(shù)碼速率一般為50kbit s 信息碼一般包括以電碼組合的方式來(lái)傳遞有關(guān)信息 點(diǎn)式ATC系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是信息傳遞的不連續(xù)性 有時(shí)會(huì)對(duì)列車(chē)運(yùn)行造成不利影響 25 56 2 連續(xù)式列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng) 連續(xù)式ATC ATC 連續(xù)式ATC系統(tǒng)可分為有線與無(wú)線兩大類采用軌道電路的連續(xù)式ATC系統(tǒng) 有線 ATC系統(tǒng)有速度碼系統(tǒng)和距離碼系統(tǒng)兩種速度碼系統(tǒng)通常使用頻分制方法 采用的是移頻軌道電路 即用不同的頻率來(lái)代表不同的允許速度 距離碼系統(tǒng)從地面?zhèn)髦淋?chē)上 是前方目標(biāo)點(diǎn)的距離等一系列基本數(shù)據(jù) 車(chē)載計(jì)算機(jī)根據(jù)地面?zhèn)髦淋?chē)上的各種信息 包括區(qū)間的最大限速 目標(biāo)點(diǎn)的距離 目標(biāo)點(diǎn)的允許速度 區(qū)間線路的坡度等 以及儲(chǔ)存在車(chē)載單元內(nèi)的列車(chē)自身的固有數(shù)據(jù) 如 列車(chē)長(zhǎng)度 常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)的制動(dòng)率 測(cè)速及測(cè)距信息等 實(shí)時(shí)計(jì)算出允許速度曲線 并按此曲線對(duì)列車(chē)的實(shí)際運(yùn)行速度進(jìn)行監(jiān)控 28 56 2 采用軌間電纜的ATC 采用軌間電纜的ATC系統(tǒng) 利用軌間鋪設(shè)的電纜傳輸信息 控制中心儲(chǔ)存線路的固定數(shù)據(jù) 區(qū)間線路坡度 彎道 緩行區(qū)段的位置及長(zhǎng)度等 該類ATC系統(tǒng)主要由控制中心設(shè)備 軌間傳輸電纜及車(chē)載設(shè)備組成 30 56 2 模擬式無(wú)絕緣軌道電路的ATC 上海軌道交通1號(hào)線的ATC是從美國(guó)GRS公司引進(jìn)的 是一種典型的頻分制速度碼系統(tǒng) 圖7 10音頻無(wú)絕緣軌道電路頻率配置圖 31 56 32 56 表7 1不同調(diào)制頻率含義 載頻2250Hz 速度命令是指列車(chē)運(yùn)行至某軌道區(qū)段 出口端的目標(biāo)速度 速度命令根據(jù)與先行列車(chē)相隔幾個(gè)閉塞分區(qū) 列車(chē)間的間隔距離 和線路條件等確定 33 56 速度碼系統(tǒng)的限制速度是階梯分級(jí)的 即限速值是跳躍式的 不利于平穩(wěn)駕駛 節(jié)能運(yùn)行及提高行車(chē)效率 34 56 3 數(shù)字編碼軌道電路的ATC系統(tǒng) 是近階段城市軌道交通ATC系統(tǒng)的主要制式 距離碼系統(tǒng)特點(diǎn) 根據(jù)地面?zhèn)髦淋?chē)上的信息 包括區(qū)間最大限速 目標(biāo)點(diǎn)的距離 區(qū)間線路坡度等 以及列車(chē)自身的數(shù)據(jù) 如列車(chē)長(zhǎng)度 制動(dòng)率等 由車(chē)載計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算得出允許速度曲線 由于數(shù)據(jù)傳輸 實(shí)時(shí)計(jì)算及列車(chē)速度監(jiān)控都是連續(xù)的 所以該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的速度監(jiān)控是無(wú)級(jí)的 可以有效地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)駕駛與節(jié)能運(yùn)行 35 56 圖7 13采用FTGS型軌道電路的ATC系統(tǒng) 36 56 表7 2電碼結(jié)構(gòu) 表7 396bit信息碼中4bit表示區(qū)間坡度 五 ATC系統(tǒng)控制模式 ATC系統(tǒng)控制模式控制中心自動(dòng)控制模式CA 控制中心自動(dòng)控制時(shí)的人工介入控制或利用ATC系統(tǒng)的人工控制模式CM 車(chē)站自動(dòng)控制模式 車(chē)站人工控制模式 以上控制等級(jí)遵循的原則是 車(chē)站人工控制優(yōu)先于控制中心人工控制 控制中心人工控制優(yōu)先于控制中心的自動(dòng)控制或車(chē)站自動(dòng)控制 控制模式間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換至車(chē)站操作 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換至車(chē)站操作 轉(zhuǎn)換至控制中心ATS操作 六 駕駛模式及模式轉(zhuǎn)換 駕駛模式列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行駕駛模式 ATO AM 列車(chē)自動(dòng)防護(hù)駕駛模式 SM CM 限制人工駕駛模式 RM 非限制人工駕駛模式 URM 關(guān)斷模式 還有自動(dòng)折返駕駛模式 AR a RM速度監(jiān)督RM速度監(jiān)督以限制列車(chē)速度達(dá)到低速值為目的 這個(gè)低速值 例如25km h 適用于RM模式 RM速度監(jiān)督在RM模式中有效 它不用于任何其他模式 限制速度是固定的 例如不考慮列車(chē)的位置 并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定 這個(gè)確定值編程在ATP車(chē)載單元中 b 最大列車(chē)允許速度的監(jiān)督最大列車(chē)允許速度的監(jiān)督以限制列車(chē)運(yùn)行速度到最大允許值 就車(chē)輛允許而言 為目的 它在SM ATO和AR模式中有效 速度限制是固定的 它定義在ATP車(chē)載單元中 列車(chē)駕駛模式轉(zhuǎn)換 列車(chē)駕駛模式轉(zhuǎn)換的規(guī)定 ATC系統(tǒng)控制區(qū)域與非ATC系統(tǒng)控制區(qū)域的分界處 應(yīng)設(shè)駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū) 或稱轉(zhuǎn)換軌 轉(zhuǎn)換區(qū)的信號(hào)設(shè)備應(yīng)與正線信號(hào)設(shè)備一致 駕駛模式轉(zhuǎn)換可采用人工方式或自動(dòng)方式 并應(yīng)予以記錄 當(dāng)采用人工方式時(shí) 其轉(zhuǎn)換區(qū)域的長(zhǎng)度宜大于一列車(chē)的長(zhǎng)度 當(dāng)采用自動(dòng)方式時(shí) 應(yīng)根據(jù)ATC系統(tǒng)的性能特點(diǎn)確定轉(zhuǎn)換區(qū)域的設(shè)置方式 ATC系統(tǒng)宜具有防止列車(chē)在駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū)域 未將駕駛模式轉(zhuǎn)換至列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行駕駛模式或列車(chē)自動(dòng)防護(hù)駕駛模式 而錯(cuò)誤進(jìn)入ATC系統(tǒng)控制區(qū)域的能力 為保證行車(chē)安全 在ATC控制區(qū)域內(nèi) 使用限制模式或非限制模式時(shí)應(yīng)有破鉛封 記錄或特殊控制指令授權(quán)等技術(shù)措施 各種駕駛模式間的切換RM模式切換到SM模式SM模式切換到ATO模式ATO模式切換到SM模式SM ATO模式切換到RM模式SM模式切換到AR模式AR模式切換到SM模式AR模式切換到RM模式RM模式切換到關(guān)斷模式 ATC系統(tǒng)的可用性 ATC系統(tǒng)應(yīng)滿足本系統(tǒng)設(shè)備和通信 供電等相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備故障的特殊條件下安全行車(chē)的需要 ATC系統(tǒng)應(yīng)能降級(jí)運(yùn)用 實(shí)現(xiàn)故障弱化處理 滿足故障復(fù)原的需要信號(hào)系統(tǒng)降級(jí)運(yùn)用是指系統(tǒng)由自動(dòng)控制降級(jí)為人工控制 由遙控變?yōu)榫挚?由實(shí)現(xiàn)全部功能至僅完成部分功能等 車(chē)載ATC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)具有非常高的可靠性和實(shí)用性 ATP和ATO的主控器中有結(jié)構(gòu)配置數(shù)據(jù) 能確定駕駛模式轉(zhuǎn)換的條件 ATO地面設(shè)備與ATS系統(tǒng)通信 ATS系統(tǒng)更新與每個(gè)站間運(yùn)行有關(guān)的信息 以便滿足時(shí)刻表的要求 ATP子系統(tǒng)基本原理 ATP的基本概念A(yù)TP子系統(tǒng)是保證行車(chē)安全 防止列車(chē)進(jìn)入前方列車(chē)占用區(qū)段和防止超速運(yùn)行的設(shè)備 ATP負(fù)責(zé)全部的列車(chē)運(yùn)行保護(hù) 是列車(chē)安全運(yùn)行的保障 ATP系統(tǒng)執(zhí)行以下安全功能 速度限制的接收和解碼 超速防護(hù) 車(chē)門(mén)管理 自動(dòng)和手動(dòng)模式的運(yùn)行 司機(jī)控制臺(tái)接口 車(chē)輛方向保證 永久車(chē)輛標(biāo)識(shí) 47 56 ATP系統(tǒng) 工作原理 將信息 包括來(lái)自聯(lián)鎖設(shè)備和操作層面上的信息 地形信息 前方目標(biāo)點(diǎn)信息和容許速度信息等 從地面?zhèn)髦淋?chē)上 從而得到列車(chē)當(dāng)前容許的安全速度 依此來(lái)對(duì)列車(chē)實(shí)現(xiàn)速度監(jiān)督及管理 ATP優(yōu)點(diǎn) 縮短列車(chē)間隔 提高線路的利用率和行車(chē)的安全可靠性 ATP系統(tǒng)的功能是對(duì)列車(chē)運(yùn)行進(jìn)行超速防護(hù) 對(duì)與安全有關(guān)的設(shè)備實(shí)行監(jiān)控 實(shí)現(xiàn)列車(chē)位置檢測(cè) 保證列車(chē)間的安全間隔 保證列車(chē)在安全速度下運(yùn)行 完成信號(hào)顯示 故障報(bào)警 降級(jí)提示 列車(chē)參數(shù)和線路參數(shù)的輸入 與ATS ATO及車(chē)輛系統(tǒng)接口并進(jìn)行信息交換 ATP是ATC的基本環(huán)節(jié) 是安全系統(tǒng) 必須符合故障 安全的原則 ATP設(shè)備的組成采用軌道電路傳送ATP信息時(shí) ATP系統(tǒng)由設(shè)于控制站的軌旁單元 設(shè)于線路上各軌道電路分界點(diǎn)的調(diào)諧單元和車(chē)載ATP設(shè)備組成 并包括與ATS ATO 聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備 二 ATP的設(shè)備組成 廣州地鐵一號(hào)線司機(jī)室操控臺(tái) ATO按鈕 控制列車(chē)牽引方向 牽引 零位 制動(dòng) 快制 緊急制動(dòng) 速度表 鳳缸壓力表 主控鑰匙 連續(xù)式ATP系統(tǒng)利用數(shù)字音頻軌道電路 向列車(chē)連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù) 允許連續(xù)監(jiān)督和控制列車(chē)運(yùn)行 當(dāng)軌道電路區(qū)段空閑時(shí) 發(fā)送軌道電路檢測(cè)電碼 當(dāng)列車(chē)占用時(shí) 向軌道電路發(fā)送ATP信息 軌道旁的軌道電路連接箱內(nèi) 發(fā)送 接收端各一個(gè) 僅有電路調(diào)諧用的無(wú)源元件 包括軌道耦合單元及長(zhǎng)環(huán)線 信號(hào)安全技術(shù) 車(chē)載ATP設(shè)備完成命令解碼 速度探測(cè) 超速下的強(qiáng)制執(zhí)行 特征顯示 車(chē)門(mén)操作等任務(wù) 車(chē)載ATP設(shè)備包括 兩套ATP模塊 信號(hào)處理器和速度處理器 兩個(gè)速度傳感器和兩個(gè)接收天線 車(chē)輛接口 駕駛室內(nèi)的操作和控制單元 MMI 等 信號(hào)安全技術(shù) ATP系統(tǒng)的主要功能檢測(cè)列車(chē)位置停車(chē)點(diǎn)防護(hù)超速防護(hù)列車(chē)間隔控制 移動(dòng)閉塞時(shí) 臨時(shí)限速測(cè)速測(cè)距車(chē)門(mén)控制記錄司機(jī)操作 信號(hào)安全技術(shù) 1 ATP軌旁功能ATP軌旁功能負(fù)責(zé)列車(chē)安全間隔和生成報(bào)文 完成對(duì)列車(chē)安全運(yùn)行授權(quán)許可的發(fā)布和報(bào)文的準(zhǔn)備 這些報(bào)文包括安全 非安全和信號(hào)信息等 ATP軌旁功能又分為列車(chē)安全間隔功能和報(bào)文生成功能 55 2 ATP傳輸功能ATP傳輸功能負(fù)責(zé)發(fā)出報(bào)文信號(hào) 包括報(bào)文和ATP車(chē)載設(shè)備所需要的其他數(shù)據(jù) 音頻軌道電路電流以二進(jìn)制編碼順序調(diào)制 當(dāng)音頻軌道電路顯示軌道區(qū)段空閑 二進(jìn)制編碼順序?yàn)橐纛l軌道電路設(shè)備內(nèi)預(yù)設(shè)的順序 當(dāng)音頻軌道電路顯示軌道區(qū)段占用 二進(jìn)制編碼順序?yàn)锳TP報(bào)文產(chǎn)生功能生成相應(yīng)的報(bào)文 對(duì)于每個(gè)占用的音頻軌道電路產(chǎn)生單獨(dú)的報(bào)文 3 ATP車(chē)載功能負(fù)責(zé)列車(chē)安全運(yùn)行 并提供信號(hào)系統(tǒng)和司機(jī)間的接口 車(chē)載功能由下列子功能組成 ATP命令解碼 ATP監(jiān)督功能 ATP服務(wù) 自診斷功能 ATP狀態(tài)功能 速度 距離功能 以及司機(jī)人機(jī)接口 MMI 功能 57 1 ATP命令解碼軌旁音頻軌道電路將格式化的數(shù)據(jù)傳送到車(chē)上 車(chē)載ATP設(shè)備要將報(bào)文解碼 以實(shí)現(xiàn)各種ATP功能 2 ATP監(jiān)督功能ATP監(jiān)督負(fù)責(zé)保證列車(chē)運(yùn)行的安全 ATP監(jiān)督包括 速度監(jiān)督 方向監(jiān)督 車(chē)門(mén)監(jiān)督 緊急制動(dòng)監(jiān)督 后退監(jiān)督 報(bào)文監(jiān)督 設(shè)備監(jiān)督等 58 速度監(jiān)督功能速度監(jiān)督功能是超速防護(hù)的基礎(chǔ) 是最重要的功能 它由7個(gè)速度監(jiān)督子功能組成 每個(gè)子功能選定一個(gè)專用的以速度為基準(zhǔn)的安全標(biāo)準(zhǔn) 各標(biāo)準(zhǔn)即為一個(gè)速度限制 這個(gè)限制速度可以是固定的 也可以根據(jù)列車(chē)的位置連續(xù)改變或階梯式改變 方向監(jiān)督功能方向監(jiān)督功能的作用是監(jiān)督列車(chē)在 反方向 運(yùn)行中的任何移動(dòng) 如果此方向的移動(dòng)距離超過(guò)規(guī)定值 那么就會(huì)實(shí)施緊急制動(dòng) 59 車(chē)門(mén)監(jiān)督功能如果檢測(cè)到列車(chē)在移動(dòng) 而車(chē)門(mén)沒(méi)有鎖在關(guān)閉狀態(tài) 車(chē)門(mén)監(jiān)督功能就會(huì)實(shí)施緊急制動(dòng) 緊急制動(dòng)監(jiān)督功能緊急制動(dòng)監(jiān)督功能保證接收到緊急制動(dòng)報(bào)文時(shí)在最短距離內(nèi)停車(chē) 后退監(jiān)督后退監(jiān)督功能防止列車(chē)后退時(shí)超過(guò)某特定的距離 報(bào)文監(jiān)督功能報(bào)文監(jiān)督功能是監(jiān)測(cè)從ATP傳輸功能接收到的報(bào)文 60 設(shè)備監(jiān)督功能設(shè)備監(jiān)督功能是用來(lái)監(jiān)控ATP車(chē)載設(shè)備的正常工作 確保當(dāng)設(shè)備故障時(shí)的安全 列車(chē)不經(jīng)檢查是不允許運(yùn)行的 61 3 ATP服務(wù) 自診斷功能負(fù)責(zé)采集 存儲(chǔ) 記錄 調(diào)用列車(chē)數(shù)據(jù) 狀態(tài)信息 為ATP監(jiān)督提供服務(wù) 完成ATP車(chē)載設(shè)備的自診斷 4 ATP狀態(tài)功能ATP狀態(tài)功能負(fù)責(zé)根據(jù)主要情況選定正確的狀態(tài)和模式 在列車(chē)有電的情況下 ATP車(chē)載單元可能處于三種狀態(tài)中的一種 激活的 待用的 備用的 其中備用狀態(tài)是暫時(shí)的狀態(tài) 62 5 車(chē)門(mén)釋放功能車(chē)門(mén)釋放功能保證當(dāng)顯示安全時(shí)允許打開(kāi)車(chē)門(mén) 在所有的信號(hào)模式中可以連續(xù)使用此功能 6 速度 距離功能速度 距離功能基于測(cè)速單元的輸入 負(fù)責(zé)測(cè)定列車(chē)的運(yùn)行速度 運(yùn)行距離和運(yùn)行方向 7 距離同步功能一接收到ATP軌旁功能的同步化信息 距離同步化功能就通過(guò)計(jì)算在報(bào)文中消逝時(shí)間內(nèi)列車(chē)運(yùn)行的部分距離來(lái)計(jì)算列車(chē)前方的位置 計(jì)算包括列車(chē)前方位置相對(duì)于第一個(gè)輪軸的調(diào)整 檢測(cè)報(bào)文中延誤的偏離值 63 8 本地再同步化功能對(duì)于列車(chē)位置高精度要求 提供本地再同步化 例如停車(chē)窗和車(chē)門(mén)釋放監(jiān)督 9 報(bào)文接收 同步定位環(huán)線檢測(cè)功能報(bào)文接收 同步定位環(huán)線檢測(cè)功能的一個(gè)作用是從ATP軌旁功能接收 解碼報(bào)文信號(hào) 通過(guò)安裝在前方列車(chē)駕駛室底部的接收天線接收?qǐng)?bào)文 64 10 司機(jī)人機(jī)接口 MMI 功能 司機(jī)顯示功能司機(jī)顯示功能向司機(jī)提供駕駛列車(chē)時(shí)所需的全部信息 包括 實(shí)際速度 允許速度 從最大限制的ATP功能條件下推算出的目標(biāo)距離 速度 駕駛狀態(tài) 即在牽引 惰行和制動(dòng)方式下的移動(dòng) 運(yùn)行模式 列車(chē)折返運(yùn)行 列車(chē)停在預(yù)定停車(chē)窗以外 車(chē)門(mén)狀態(tài)顯示 向司機(jī)提供列車(chē)車(chē)門(mén)打開(kāi)一側(cè)的顯示 關(guān)門(mén)指令 出站命令 車(chē)輛段顯示 列車(chē)在車(chē)輛段時(shí)的車(chē)輛段識(shí)別顯示 實(shí)施緊急制動(dòng) ATP ATO故障等 音響報(bào)警功能當(dāng)列車(chē)速度 位置超過(guò)警告速度曲線時(shí)發(fā)出音響報(bào)警 65 11 折返 改換駕駛室功能在列車(chē)進(jìn)行折返的情況下 要求司機(jī)改換駕駛室 ATP車(chē)載設(shè)備必須考慮到使用不同的駕駛操作臺(tái) 保存有關(guān)相對(duì)軌旁位置 列車(chē)前部和后部的信息 改換駕駛室引起列車(chē)前部和后部的互換 ATP車(chē)載設(shè)備必須相應(yīng)地調(diào)整位置信息 四 ATP系統(tǒng)的技術(shù)要求ATP系統(tǒng)的基本要求1 ATP系統(tǒng)由列車(chē)自動(dòng)防護(hù)的軌旁設(shè)備 車(chē)載設(shè)備和控制區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖設(shè)備組成 聯(lián)鎖設(shè)備屬于安全系統(tǒng)并納入ATP系統(tǒng) 2 城市軌道交通必須配置ATP系統(tǒng)3 閉塞分區(qū)的劃分或列車(chē)運(yùn)行安全間隔 應(yīng)通過(guò)列車(chē)運(yùn)行模擬確定 并經(jīng)列車(chē)實(shí)際運(yùn)行校驗(yàn) 4 城市軌道交通的ATP系統(tǒng)應(yīng)采用連續(xù)式控制方式 信號(hào)安全技術(shù) ATP車(chē)載設(shè)備的技術(shù)要求1 ATP系統(tǒng)導(dǎo)致列車(chē)停車(chē)為最高的安全準(zhǔn)則2 ATP車(chē)載設(shè)備的車(chē)內(nèi)信號(hào)應(yīng)是行車(chē)的主體信號(hào)3 ATP執(zhí)行強(qiáng)迫停車(chē)控制時(shí) 應(yīng)切斷列車(chē)牽引 列車(chē)停車(chē)過(guò)程不得中途緩解4 車(chē)載信號(hào)設(shè)備與車(chē)輛接口電路的布線 應(yīng)與其主回路等環(huán)節(jié)的高壓布線分開(kāi)敷設(shè)并實(shí)施防護(hù) 與車(chē)輛電器的接口應(yīng)有隔離措施 信號(hào)安全技術(shù) ATP地面設(shè)備的技術(shù)要求1 ATP地面設(shè)備宜采用報(bào)文式無(wú)絕緣軌道電路或適用于其他準(zhǔn)移動(dòng)閉塞 移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)的地面設(shè)備 也可采用模擬式移頻軌道電路 2 ATC控制區(qū)域宜采用無(wú)絕緣軌道電路 道岔區(qū)段 車(chē)輛段及停車(chē)場(chǎng)線路可采用有絕緣軌道電路 區(qū)間軌道電路應(yīng)為雙軌條回流方式 道岔區(qū)段 車(chē)輛段及停車(chē)場(chǎng)軌道電路可采用單軌條回流方式 相鄰軌道電路應(yīng)加強(qiáng)干擾防護(hù) 軌道電路利用兼作牽引回流的走行軌時(shí) 裝設(shè)的橫向均流線應(yīng)不影響軌道電路的正常工作 信號(hào)安全技術(shù) 3 ATP地面設(shè)備向ATP車(chē)載設(shè)備傳送的允許速度指令或線路狀態(tài) 目標(biāo)速度 目標(biāo)距離等信息 應(yīng)滿足ATP車(chē)載設(shè)備控制方式和控制精度的需要 70 ATP的基本工作原理 1 列車(chē)檢測(cè)采用軌道電路等作為列車(chē)檢測(cè)設(shè)備 2 列車(chē)自動(dòng)限速ATP車(chē)載設(shè)備列車(chē)實(shí)際速度與列車(chē)允許速度進(jìn)行比較 當(dāng)列車(chē)速度超過(guò)列車(chē)允許速度時(shí) ATP的車(chē)載設(shè)備就發(fā)出制動(dòng)命令 發(fā)出報(bào)警后控制列車(chē)進(jìn)行常用全制動(dòng)或?qū)嵤┚o急制動(dòng) 使列車(chē)自動(dòng)地制動(dòng) 當(dāng)列車(chē)速度降至ATP所指示的速度以下時(shí) 便自動(dòng)緩解 71 3 目標(biāo)速度和目標(biāo)距離ATP軌旁單元從聯(lián)鎖和軌道空閑檢測(cè)系統(tǒng)獲得駕駛指令 形成計(jì)劃數(shù)據(jù)后傳輸至ATP車(chē)載設(shè)備 駕駛指令主要包括目標(biāo)坐標(biāo) 目標(biāo)速度和目標(biāo)距離 最大允許線路速度和線路坡度 ATP車(chē)載設(shè)備通過(guò)此數(shù)據(jù)計(jì)算現(xiàn)有位置的列車(chē)允許速度 駕駛列車(chē)所需的數(shù)據(jù)經(jīng)由司機(jī)室顯示器指示給司機(jī) 實(shí)際的列車(chē)速度和駛過(guò)的距離由測(cè)速裝置連續(xù)進(jìn)行測(cè)量 72 3 目標(biāo)速度和目標(biāo)距離 73 ATP軌旁設(shè)備向在其控制范圍內(nèi)的列車(chē)分配一個(gè) 目標(biāo)距離 再由軌道電路生成代碼 通知列車(chē)前方有多少個(gè)未占用的區(qū)段 接著 車(chē)載ATP車(chē)載設(shè)備調(diào)用存儲(chǔ)器里的信息 決定在列車(chē)任何時(shí)刻列車(chē)的運(yùn)行速度和可以運(yùn)行的最遠(yuǎn)距離 確保在抵達(dá)障礙物或限制區(qū)之前安全停車(chē) 列車(chē)的實(shí)際行駛速度不斷與計(jì)算出來(lái)的最高速度進(jìn)行比較 如果實(shí)際車(chē)速超過(guò)最高速度 則自動(dòng)啟用緊急制動(dòng) 74 4 制動(dòng)模式列車(chē)制動(dòng)控制模式分為分級(jí)制動(dòng)模式和一級(jí)制動(dòng)模式 分級(jí)制動(dòng)分級(jí)制動(dòng)是以閉塞分區(qū)為單元 根據(jù)與前行列車(chē)的運(yùn)行距離來(lái)調(diào)整列車(chē)速度 各閉塞分區(qū)采用不同的低頻頻率調(diào)制 指示不同的速度等級(jí) 在此基礎(chǔ)上確定限速值 分級(jí)制動(dòng)的速度曲線 76 一級(jí)制動(dòng)一級(jí)制動(dòng)是按目標(biāo)距離制動(dòng)的 根據(jù)距前行列車(chē)的距離或距運(yùn)行前方停車(chē)站的距離 由控制中心根據(jù)目標(biāo)距離 列車(chē)參數(shù)和線路參數(shù)計(jì)算出列車(chē)制動(dòng)模式曲線 或由車(chē)載計(jì)算機(jī)予以計(jì)算 按制動(dòng)模式曲線控制列車(chē)運(yùn)行 移動(dòng)閉塞制式的ATC通常采用一級(jí)制動(dòng)模式 一級(jí)制動(dòng)的速度曲線 78 5 測(cè)速與測(cè)距確定車(chē)輛速度和位置是車(chē)載設(shè)備關(guān)鍵 重要的功能 測(cè)速列車(chē)運(yùn)行速度的測(cè)量非常重要 列車(chē)實(shí)際運(yùn)行速度是速度控制的依據(jù) 該速度值的準(zhǔn)確和精度直接影響調(diào)速效果 測(cè)速有車(chē)載設(shè)備自測(cè)和系統(tǒng)測(cè)量?jī)煞N方法 79 測(cè)距在目標(biāo)距離模式中 列車(chē)位置對(duì)于安全性至關(guān)重要 如果列車(chē)無(wú)法掌握它在線路中的準(zhǔn)確位置 那么它就無(wú)法保證在抵達(dá)障礙物或限制區(qū)之前停下或減速 測(cè)距通過(guò)測(cè)速與輪徑完成 距離測(cè)量系統(tǒng)記錄車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù) 考慮運(yùn)行方向和車(chē)輪直徑 計(jì)算出列車(chē)走行的距離 80 6 速度限制速度限制分為固定限速 臨時(shí)限速 在道岔或道岔前方的限速 具有短安全軌道停車(chē)點(diǎn)的限速 固定限速固定限速是在設(shè)計(jì)階段設(shè)置的 車(chē)載ATP和ATO設(shè)備都儲(chǔ)存著整條線路上的固定限速區(qū)信息 速度梯降級(jí)別為1km h 它決定了 目標(biāo)距離 工作模式下的可能給出的最優(yōu)行車(chē)間隔 臨時(shí)限速限制速度在某些條件下 施工現(xiàn)場(chǎng) 臨時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn) 可以被降低 臨時(shí)速度限制區(qū)段的范圍總是限制在一個(gè)或多個(gè)軌道電路 ATP通過(guò)設(shè)置區(qū)域限速或閉塞分區(qū)限速來(lái)設(shè)置速度限制 81 7 常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)ATP車(chē)載設(shè)備具有常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)兩級(jí)防護(hù)控制的能力 在常用制動(dòng)失效后 可施行緊急制動(dòng) 常用制動(dòng)是直接控制列車(chē)主管壓力使機(jī)車(chē)制動(dòng)與緩解 不影響原有列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的功能 緊急制動(dòng)是將壓縮空氣全部排入大氣 使副風(fēng)缸內(nèi)壓縮空氣很快推動(dòng)活塞 施行制動(dòng) 使列車(chē)很快停下來(lái) 82 8 停站車(chē)站定點(diǎn)停車(chē)是靠一組地面標(biāo)志線圈 或者環(huán)線 提供至停車(chē)點(diǎn)的距離信息 標(biāo)志線圈設(shè)置的多少可視定位停車(chē)精度而異 一般為3一4個(gè) 車(chē)站程序停車(chē)和車(chē)站定位停車(chē) 9 車(chē)門(mén)控制在通常的情況下 在車(chē)輛沒(méi)有停穩(wěn)靠在站臺(tái)或是車(chē)輛段轉(zhuǎn)換軌上時(shí) ATP不允許車(chē)門(mén)開(kāi)啟 左右車(chē)門(mén)選擇由車(chē)門(mén)開(kāi)啟命令來(lái)執(zhí)行 此命令通過(guò)軌旁ATP系統(tǒng)取得 83 56 停車(chē)點(diǎn)防護(hù) 六 ATP的運(yùn)行特性1 危險(xiǎn)點(diǎn)和保護(hù)區(qū)段2 安全停車(chē)點(diǎn)和運(yùn)營(yíng)停車(chē)點(diǎn)3 輸入數(shù)據(jù)4 列車(chē)方向保證5 出入車(chē)輛段的運(yùn)行 1 危險(xiǎn)點(diǎn)和保護(hù)區(qū)段危險(xiǎn)點(diǎn)是不能越過(guò)的軌道區(qū)段的始端或已占用的軌道區(qū)段的始端 列車(chē)無(wú)論如何不能越過(guò)危險(xiǎn)點(diǎn) 否則將導(dǎo)致危險(xiǎn)情況的發(fā)生 ATP保護(hù)區(qū)段長(zhǎng)度以運(yùn)營(yíng)條件為基礎(chǔ) 確保常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)的列車(chē)最遲在ATP保護(hù)區(qū)段末端 危險(xiǎn)點(diǎn)前方 停穩(wěn)2 安全停車(chē)點(diǎn)和運(yùn)營(yíng)停車(chē)點(diǎn) 安全停車(chē)點(diǎn)是在危險(xiǎn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上定義的 運(yùn)營(yíng)停車(chē)點(diǎn)是對(duì)列車(chē)應(yīng)停車(chē)的車(chē)站設(shè)置的 3 輸入數(shù)據(jù)生成報(bào)文所需的數(shù)據(jù)由聯(lián)鎖設(shè)備 軌道空閑檢測(cè)設(shè)備 相鄰軌旁ATP單元和緊急關(guān)閉按鈕提供4 列車(chē)方向保證列車(chē)方向由司機(jī)控制臺(tái)上的方向開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制 ATP根據(jù)由兩個(gè)速度傳感器所接收到的速度脈沖確定運(yùn)行方向