軌道交通信號-ATC.ppt

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什么是ATC系統(tǒng) 為了適應(yīng)城市軌道交通的發(fā)展 用一種能實現(xiàn)列車速度自動控制和列車運行間隔自動調(diào)整的新的信號系統(tǒng)來替代 這就是列車運行自動控制 ATC 系統(tǒng) 列車自動控制 ATC 系統(tǒng)是城市軌道交通信號系統(tǒng)最重要的組成部分 它實現(xiàn)行車指揮和列車運行自動化 能最大程度地保證列車運行安全 提高運輸效率 減輕運營人員的勞動強度 發(fā)揮城市軌道交通的通過能力 ATC系統(tǒng)的技術(shù)含量高 運用了許多當代重要的科技成果 一 ATC系統(tǒng) 一 ATC系統(tǒng)的組成和功能列車自動控制 ATCAutomaticTrainControl 系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng) 列車自動防 ATPAutomaticTrainProtection 列車自動運行 ATOAutomaticTrainOpera tion 列車自動監(jiān)控 ATSAutomaticTrainSupervision ATC系統(tǒng)包括五個原理功能 ATS功能 聯(lián)鎖功能 列車檢測功能 ATC功能和PTI 列車識別 功能 1 ATS功能 可自動或由人工控制進路 進行行車調(diào)度指揮 并向行車調(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)備實現(xiàn) 2 聯(lián)鎖功能 響應(yīng)來自ATS功能的命令 在隨時滿足安全準則的前提下 管理進路 道岔和信號的控制 將進路 軌道電路 道岔和信號的狀態(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)備來實現(xiàn) 3 列車檢測功能 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的要求實現(xiàn)列車運行的控制 ATC功能有三個子功能 ATP ATO軌旁功能 ATP ATO傳輸功能和ATP ATO車載功能 ATP ATO軌旁功能負責(zé)列車間隔和報文生成 ATP ATO傳輸功能負責(zé)發(fā)送感應(yīng)信號 它包括報文和ATC車載設(shè)備所需的其他數(shù)據(jù) ATP ATO車載功能負責(zé)列車的安全運營 列車自動駕駛 且給信號系統(tǒng)和司機提供接口 5 PTI功能 是通過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報告列車的識別信息 目的號碼和乘務(wù)組號和列車位置數(shù)據(jù) 以優(yōu)化列車運行 二 ATC系統(tǒng)的水平等級為確保行車安全和線路最大通過能力 根據(jù)國內(nèi)外的運營經(jīng)驗 一般最大通過能力小于30對h的線路宜采用ATS和ATP系統(tǒng) 實現(xiàn)行車指揮自動化及列車的超速防護 在最大通過能力較低的線路 行車指揮可采用以調(diào)度員人工控制為主的CTC 調(diào)度集中 系統(tǒng) 最大通過能力大于30Xf h的線路 應(yīng)采用完整的ATC系統(tǒng) 實現(xiàn)行車指揮和列車運行自動化 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 先進的技術(shù)裝備 具有較高的性能價格比 2 城市軌道交通運營線路宜采用準移動閉塞式ATC系統(tǒng)或移動閉塞式ATC系統(tǒng) 也可以采用固定閉塞式ATC系統(tǒng) 因為城市軌道交通具有客流量大 行車密度高的特點 而準移動閉塞式和移動閉塞式ATC系統(tǒng)可以實現(xiàn)較大的通過能力 對于客運量變化具有較強的適應(yīng)性 可以提高線路利用率 具有高效運行 節(jié)能等作用 并且控制模式與列車運行特性相近 能較好地適應(yīng)不同列車的技術(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)水平相對較低 但由于可滿足2min行車間隔的行車要求 且價格相對低廉 因此也宜選用 根據(jù)實際情況 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)準移動閉塞式ATC系統(tǒng)移動閉塞式ATC系統(tǒng) 移動閉塞線路拓撲結(jié)構(gòu)示意圖 13 56 四 不同結(jié)構(gòu)的ATC系統(tǒng) ATC 點式 應(yīng)答器 連續(xù)式 軌道電路 電纜或無線 14 56 1 點式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號線采用德國西門子公司的點式ATC系統(tǒng) 主要優(yōu)點 采用無源 高信息容量的地面應(yīng)答器 結(jié)構(gòu)簡單 安裝靈活 可靠性高 價格明顯低于連續(xù)式自動列車運行控制系統(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載設(shè)備 16 56 1 地面應(yīng)答器 設(shè)置在信號機的旁側(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天線負責(zé)與軌旁信標通信并確定列車的軌道位置 處理信標發(fā)出的消息并傳送給車載控制器 A型應(yīng)答器 無源設(shè)備 1 用于確定列車位置 2 當一輛列車駛過應(yīng)答器 它會收到一條標識應(yīng)答器的消息 B型應(yīng)答器 有源設(shè)備 1 信號機B信標 安裝于信號機旁與信號機相聯(lián)鎖 2 進路B信標 安裝于道岔前 指示是否需要側(cè)向速度通過道岔 2 軌旁電子單元LEU地面應(yīng)答器與信號機直接的電子接口設(shè)備 功能是將不同的信號顯示轉(zhuǎn)換為約定的數(shù)碼形式 21 56 3 車載設(shè)備 點式ATC車載設(shè)備 點式ATC系統(tǒng)的基本原理 點式ATC系統(tǒng)的車載設(shè)備接收信號點或標志點的應(yīng)答器信息 還接收列車速度和制動壓力信息 輸出控制命令和向司機顯示 地面應(yīng)答器向列車傳送每一信號點的允許速度 目標速度 目標距離 線路坡度 信號機號碼等信息 車載中央控制單元根據(jù)地面應(yīng)答器傳至車上的信息以及列車自身的制動率 負加速度 計算得出的兩個信號機之間的速度監(jiān)控曲線 23 56 基本工作原理 點式數(shù)據(jù)傳輸 連續(xù)速度監(jiān)控 地車之間的數(shù)據(jù)傳遞 地面 車上應(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傳遞有關(guān)信息 點式ATC系統(tǒng)的主要缺點是信息傳遞的不連續(xù)性 有時會對列車運行造成不利影響 25 56 2 連續(xù)式列車自動運行控制系統(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 即用不同的頻率來代表不同的允許速度 距離碼系統(tǒng)從地面?zhèn)髦淋嚿?是前方目標點的距離等一系列基本數(shù)據(jù) 車載計算機根據(jù)地面?zhèn)髦淋嚿系母鞣N信息 包括區(qū)間的最大限速 目標點的距離 目標點的允許速度 區(qū)間線路的坡度等 以及儲存在車載單元內(nèi)的列車自身的固有數(shù)據(jù) 如 列車長度 常用制動及緊急制動的制動率 測速及測距信息等 實時計算出允許速度曲線 并按此曲線對列車的實際運行速度進行監(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 軌間傳輸電纜及車載設(shè)備組成 30 56 2 模擬式無絕緣軌道電路的ATC 上海軌道交通1號線的ATC是從美國GRS公司引進的 是一種典型的頻分制速度碼系統(tǒng) 圖7 10音頻無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 速度命令是指列車運行至某軌道區(qū)段 出口端的目標速度 速度命令根據(jù)與先行列車相隔幾個閉塞分區(qū) 列車間的間隔距離 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的 即限速值是跳躍式的 不利于平穩(wěn)駕駛 節(jié)能運行及提高行車效率 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 根據(jù)地面?zhèn)髦淋嚿系男畔?包括區(qū)間最大限速 目標點的距離 區(qū)間線路坡度等 以及列車自身的數(shù)據(jù) 如列車長度 制動率等 由車載計算機實時計算得出允許速度曲線 由于數(shù)據(jù)傳輸 實時計算及列車速度監(jiān)控都是連續(xù)的 所以該系統(tǒng)實現(xiàn)的速度監(jiān)控是無級的 可以有效地實現(xiàn)平穩(wěn)駕駛與節(jié)能運行 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控制模式CA 控制中心自動控制時的人工介入控制或利用ATC系統(tǒng)的人工控制模式CM 車站自動控制模式 車站人工控制模式 以上控制等級遵循的原則是 車站人工控制優(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控制或車站自動控制 控制模式間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換至車站操作 強制轉(zhuǎn)換至車站操作 轉(zhuǎn)換至控制中心ATS操作 六 駕駛模式及模式轉(zhuǎn)換 駕駛模式列車自動運行駕駛模式 ATO AM 列車自動防護駕駛模式 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)督以限制列車速度達到低速值為目的 這個低速值 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 例如不考慮列車的位置 并在系統(tǒng)設(shè)計時確定 這個確定值編程在ATP車載單元中 b 最大列車允許速度的監(jiān)督最大列車允許速度的監(jiān)督以限制列車運行速度到最大允許值 就車輛允許而言 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車載單元中 列車駕駛模式轉(zhuǎn)換 列車駕駛模式轉(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)的信號設(shè)備應(yīng)與正線信號設(shè)備一致 駕駛模式轉(zhuǎn)換可采用人工方式或自動方式 并應(yīng)予以記錄 當采用人工方式時 其轉(zhuǎn)換區(qū)域的長度宜大于一列車的長度 當采用自動方式時 應(yīng)根據(jù)ATC系統(tǒng)的性能特點確定轉(zhuǎn)換區(qū)域的設(shè)置方式 ATC系統(tǒng)宜具有防止列車在駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū)域 未將駕駛模式轉(zhuǎn)換至列車自動運行駕駛模式或列車自動防護駕駛模式 而錯誤進入ATC系統(tǒng)控制區(qū)域的能力 為保證行車安全 在ATC控制區(qū)域內(nèi) 使用限制模式或非限制模式時應(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的需要 ATC系統(tǒng)應(yīng)能降級運用 實現(xiàn)故障弱化處理 滿足故障復(fù)原的需要信號系統(tǒng)降級運用是指系統(tǒng)由自動控制降級為人工控制 由遙控變?yōu)榫挚?由實現(xiàn)全部功能至僅完成部分功能等 車載ATC系統(tǒng)的設(shè)計指標具有非常高的可靠性和實用性 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)更新與每個站間運行有關(guān)的信息 以便滿足時刻表的要求 ATP子系統(tǒng)基本原理 ATP的基本概念A(yù)TP子系統(tǒng)是保證行車安全 防止列車進入前方列車占用區(qū)段和防止超速運行的設(shè)備 ATP負責(zé)全部的列車運行保護 是列車安全運行的保障 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 車門管理 自動和手動模式的運行 司機控制臺接口 車輛方向保證 永久車輛標識 47 56 ATP系統(tǒng) 工作原理 將信息 包括來自聯(lián)鎖設(shè)備和操作層面上的信息 地形信息 前方目標點信息和容許速度信息等 從地面?zhèn)髦淋嚿?從而得到列車當前容許的安全速度 依此來對列車實現(xiàn)速度監(jiān)督及管理 ATP優(yōu)點 縮短列車間隔 提高線路的利用率和行車的安全可靠性 ATP系統(tǒng)的功能是對列車運行進行超速防護 對與安全有關(guān)的設(shè)備實行監(jiān)控 實現(xiàn)列車位置檢測 保證列車間的安全間隔 保證列車在安全速度下運行 完成信號顯示 故障報警 降級提示 列車參數(shù)和線路參數(shù)的輸入 與ATS ATO及車輛系統(tǒng)接口并進行信息交換 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 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的調(diào)諧單元和車載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 廣州地鐵一號線司機室操控臺 ATO按鈕 控制列車牽引方向 牽引 零位 制動 快制 緊急制動 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 向列車連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù) 允許連續(xù)監(jiān)督和控制列車運行 當軌道電路區(qū)段空閑時 發(fā)送軌道電路檢測電碼 當列車占用時 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 僅有電路調(diào)諧用的無源元件 包括軌道耦合單元及長環(huán)線 信號安全技術(shù) 車載ATP設(shè)備完成命令解碼 速度探測 超速下的強制執(zhí)行 特征顯示 車門操作等任務(wù) 車載ATP設(shè)備包括 兩套ATP模塊 信號處理器和速度處理器 兩個速度傳感器和兩個接收天線 車輛接口 駕駛室內(nèi)的操作和控制單元 MMI 等 信號安全技術(shù) ATP系統(tǒng)的主要功能檢測列車位置停車點防護超速防護列車間隔控制 移動閉塞時 臨時限速測速測距車門控制記錄司機操作 信號安全技術(shù) 1 ATP軌旁功能ATP軌旁功能負責(zé)列車安全間隔和生成報文 完成對列車安全運行授權(quán)許可的發(fā)布和報文的準備 這些報文包括安全 非安全和信號信息等 ATP軌旁功能又分為列車安全間隔功能和報文生成功能 55 2 ATP傳輸功能ATP傳輸功能負責(zé)發(fā)出報文信號 包括報文和ATP車載設(shè)備所需要的其他數(shù)據(jù) 音頻軌道電路電流以二進制編碼順序調(diào)制 當音頻軌道電路顯示軌道區(qū)段空閑 二進制編碼順序為音頻軌道電路設(shè)備內(nèi)預(yù)設(shè)的順序 當音頻軌道電路顯示軌道區(qū)段占用 二進制編碼順序為ATP報文產(chǎn)生功能生成相應(yīng)的報文 對于每個占用的音頻軌道電路產(chǎn)生單獨的報文 3 ATP車載功能負責(zé)列車安全運行 并提供信號系統(tǒng)和司機間的接口 車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 以及司機人機接口 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)傳送到車上 車載ATP設(shè)備要將報文解碼 以實現(xiàn)各種ATP功能 2 ATP監(jiān)督功能ATP監(jiān)督負責(zé)保證列車運行的安全 ATP監(jiān)督包括 速度監(jiān)督 方向監(jiān)督 車門監(jiān)督 緊急制動監(jiān)督 后退監(jiān)督 報文監(jiān)督 設(shè)備監(jiān)督等 58 速度監(jiān)督功能速度監(jiān)督功能是超速防護的基礎(chǔ) 是最重要的功能 它由7個速度監(jiān)督子功能組成 每個子功能選定一個專用的以速度為基準的安全標準 各標準即為一個速度限制 這個限制速度可以是固定的 也可以根據(jù)列車的位置連續(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)督列車在 反方向 運行中的任何移動 如果此方向的移動距離超過規(guī)定值 那么就會實施緊急制動 59 車門監(jiān)督功能如果檢測到列車在移動 而車門沒有鎖在關(guān)閉狀態(tài) 車門監(jiān)督功能就會實施緊急制動 緊急制動監(jiān)督功能緊急制動監(jiān)督功能保證接收到緊急制動報文時在最短距離內(nèi)停車 后退監(jiān)督后退監(jiān)督功能防止列車后退時超過某特定的距離 報文監(jiān)督功能報文監(jiān)督功能是監(jiān)測從ATP傳輸功能接收到的報文 60 設(shè)備監(jiān)督功能設(shè)備監(jiān)督功能是用來監(jiān)控ATP車載設(shè)備的正常工作 確保當設(shè)備故障時的安全 列車不經(jīng)檢查是不允許運行的 61 3 ATP服務(wù) 自診斷功能負責(zé)采集 存儲 記錄 調(diào)用列車數(shù)據(jù) 狀態(tài)信息 為ATP監(jiān)督提供服務(wù) 完成ATP車載設(shè)備的自診斷 4 ATP狀態(tài)功能ATP狀態(tài)功能負責(zé)根據(jù)主要情況選定正確的狀態(tài)和模式 在列車有電的情況下 ATP車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)是暫時的狀態(tài) 62 5 車門釋放功能車門釋放功能保證當顯示安全時允許打開車門 在所有的信號模式中可以連續(xù)使用此功能 6 速度 距離功能速度 距離功能基于測速單元的輸入 負責(zé)測定列車的運行速度 運行距離和運行方向 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計算在報文中消逝時間內(nèi)列車運行的部分距離來計算列車前方的位置 計算包括列車前方位置相對于第一個輪軸的調(diào)整 檢測報文中延誤的偏離值 63 8 本地再同步化功能對于列車位置高精度要求 提供本地再同步化 例如停車窗和車門釋放監(jiān)督 9 報文接收 同步定位環(huán)線檢測功能報文接收 同步定位環(huán)線檢測功能的一個作用是從ATP軌旁功能接收 解碼報文信號 通過安裝在前方列車駕駛室底部的接收天線接收報文 64 10 司機人機接口 MMI 功能 司機顯示功能司機顯示功能向司機提供駕駛列車時所需的全部信息 包括 實際速度 允許速度 從最大限制的ATP功能條件下推算出的目標距離 速度 駕駛狀態(tài) 即在牽引 惰行和制動方式下的移動 運行模式 列車折返運行 列車停在預(yù)定停車窗以外 車門狀態(tài)顯示 向司機提供列車車門打開一側(cè)的顯示 關(guān)門指令 出站命令 車輛段顯示 列車在車輛段時的車輛段識別顯示 實施緊急制動 ATP ATO故障等 音響報警功能當列車速度 位置超過警告速度曲線時發(fā)出音響報警 65 11 折返 改換駕駛室功能在列車進行折返的情況下 要求司機改換駕駛室 ATP車載設(shè)備必須考慮到使用不同的駕駛操作臺 保存有關(guān)相對軌旁位置 列車前部和后部的信息 改換駕駛室引起列車前部和后部的互換 ATP車載設(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)由列車自動防護的軌旁設(shè)備 車載設(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)的劃分或列車運行安全間隔 應(yīng)通過列車運行模擬確定 并經(jīng)列車實際運行校驗 4 城市軌道交通的ATP系統(tǒng)應(yīng)采用連續(xù)式控制方式 信號安全技術(shù) ATP車載設(shè)備的技術(shù)要求1 ATP系統(tǒng)導(dǎo)致列車停車為最高的安全準則2 ATP車載設(shè)備的車內(nèi)信號應(yīng)是行車的主體信號3 ATP執(zhí)行強迫停車控制時 應(yīng)切斷列車牽引 列車停車過程不得中途緩解4 車載信號設(shè)備與車輛接口電路的布線 應(yīng)與其主回路等環(huán)節(jié)的高壓布線分開敷設(shè)并實施防護 與車輛電器的接口應(yīng)有隔離措施 信號安全技術(shù) ATP地面設(shè)備的技術(shù)要求1 ATP地面設(shè)備宜采用報文式無絕緣軌道電路或適用于其他準移動閉塞 移動閉塞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)域宜采用無絕緣軌道電路 道岔區(qū)段 車輛段及停車場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 車輛段及停車場軌道電路可采用單軌條回流方式 相鄰軌道電路應(yīng)加強干擾防護 軌道電路利用兼作牽引回流的走行軌時 裝設(shè)的橫向均流線應(yīng)不影響軌道電路的正常工作 信號安全技術(shù) 3 ATP地面設(shè)備向ATP車載設(shè)備傳送的允許速度指令或線路狀態(tài) 目標速度 目標距離等信息 應(yīng)滿足ATP車載設(shè)備控制方式和控制精度的需要 70 ATP的基本工作原理 1 列車檢測采用軌道電路等作為列車檢測設(shè)備 2 列車自動限速ATP車載設(shè)備列車實際速度與列車允許速度進行比較 當列車速度超過列車允許速度時 ATP的車載設(shè)備就發(fā)出制動命令 發(fā)出報警后控制列車進行常用全制動或?qū)嵤┚o急制動 使列車自動地制動 當列車速度降至ATP所指示的速度以下時 便自動緩解 71 3 目標速度和目標距離ATP軌旁單元從聯(lián)鎖和軌道空閑檢測系統(tǒng)獲得駕駛指令 形成計劃數(shù)據(jù)后傳輸至ATP車載設(shè)備 駕駛指令主要包括目標坐標 目標速度和目標距離 最大允許線路速度和線路坡度 ATP車載設(shè)備通過此數(shù)據(jù)計算現(xiàn)有位置的列車允許速度 駕駛列車所需的數(shù)據(jù)經(jīng)由司機室顯示器指示給司機 實際的列車速度和駛過的距離由測速裝置連續(xù)進行測量 72 3 目標速度和目標距離 73 ATP軌旁設(shè)備向在其控制范圍內(nèi)的列車分配一個 目標距離 再由軌道電路生成代碼 通知列車前方有多少個未占用的區(qū)段 接著 車載ATP車載設(shè)備調(diào)用存儲器里的信息 決定在列車任何時刻列車的運行速度和可以運行的最遠距離 確保在抵達障礙物或限制區(qū)之前安全停車 列車的實際行駛速度不斷與計算出來的最高速度進行比較 如果實際車速超過最高速度 則自動啟用緊急制動 74 4 制動模式列車制動控制模式分為分級制動模式和一級制動模式 分級制動分級制動是以閉塞分區(qū)為單元 根據(jù)與前行列車的運行距離來調(diào)整列車速度 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 在此基礎(chǔ)上確定限速值 分級制動的速度曲線 76 一級制動一級制動是按目標距離制動的 根據(jù)距前行列車的距離或距運行前方停車站的距離 由控制中心根據(jù)目標距離 列車參數(shù)和線路參數(shù)計算出列車制動模式曲線 或由車載計算機予以計算 按制動模式曲線控制列車運行 移動閉塞制式的ATC通常采用一級制動模式 一級制動的速度曲線 78 5 測速與測距確定車輛速度和位置是車載設(shè)備關(guān)鍵 重要的功能 測速列車運行速度的測量非常重要 列車實際運行速度是速度控制的依據(jù) 該速度值的準確和精度直接影響調(diào)速效果 測速有車載設(shè)備自測和系統(tǒng)測量兩種方法 79 測距在目標距離模式中 列車位置對于安全性至關(guān)重要 如果列車無法掌握它在線路中的準確位置 那么它就無法保證在抵達障礙物或限制區(qū)之前停下或減速 測距通過測速與輪徑完成 距離測量系統(tǒng)記錄車輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù) 考慮運行方向和車輪直徑 計算出列車走行的距離 80 6 速度限制速度限制分為固定限速 臨時限速 在道岔或道岔前方的限速 具有短安全軌道停車點的限速 固定限速固定限速是在設(shè)計階段設(shè)置的 車載ATP和ATO設(shè)備都儲存著整條線路上的固定限速區(qū)信息 速度梯降級別為1km h 它決定了 目標距離 工作模式下的可能給出的最優(yōu)行車間隔 臨時限速限制速度在某些條件下 施工現(xiàn)場 臨時危險點 可以被降低 臨時速度限制區(qū)段的范圍總是限制在一個或多個軌道電路 ATP通過設(shè)置區(qū)域限速或閉塞分區(qū)限速來設(shè)置速度限制 81 7 常用制動和緊急制動ATP車載設(shè)備具有常用制動和緊急制動兩級防護控制的能力 在常用制動失效后 可施行緊急制動 常用制動是直接控制列車主管壓力使機車制動與緩解 不影響原有列車制動系統(tǒng)的功能 緊急制動是將壓縮空氣全部排入大氣 使副風(fēng)缸內(nèi)壓縮空氣很快推動活塞 施行制動 使列車很快停下來 82 8 停站車站定點停車是靠一組地面標志線圈 或者環(huán)線 提供至停車點的距離信息 標志線圈設(shè)置的多少可視定位停車精度而異 一般為3一4個 車站程序停車和車站定位停車 9 車門控制在通常的情況下 在車輛沒有停穩(wěn)靠在站臺或是車輛段轉(zhuǎn)換軌上時 ATP不允許車門開啟 左右車門選擇由車門開啟命令來執(zhí)行 此命令通過軌旁ATP系統(tǒng)取得 83 56 停車點防護 六 ATP的運行特性1 危險點和保護區(qū)段2 安全停車點和運營停車點3 輸入數(shù)據(jù)4 列車方向保證5 出入車輛段的運行 1 危險點和保護區(qū)段危險點是不能越過的軌道區(qū)段的始端或已占用的軌道區(qū)段的始端 列車無論如何不能越過危險點 否則將導(dǎo)致危險情況的發(fā)生 ATP保護區(qū)段長度以運營條件為基礎(chǔ) 確保常用制動或緊急制動的列車最遲在ATP保護區(qū)段末端 危險點前方 停穩(wěn)2 安全停車點和運營停車點 安全停車點是在危險點的基礎(chǔ)上定義的 運營停車點是對列車應(yīng)停車的車站設(shè)置的 3 輸入數(shù)據(jù)生成報文所需的數(shù)據(jù)由聯(lián)鎖設(shè)備 軌道空閑檢測設(shè)備 相鄰軌旁ATP單元和緊急關(guān)閉按鈕提供4 列車方向保證列車方向由司機控制臺上的方向開關(guān)狀態(tài)控制 ATP根據(jù)由兩個速度傳感器所接收到的速度脈沖確定運行方向