項目七

ATC

系統(tǒng)概述一、ATC系統(tǒng)的作用1、確保列車運行的安全。

防止追尾和沖突2、提高運行效率。

在保證安全的前提下，縮短行車間隔3、實現列車運行的信息化和自動化

二、ATC系統(tǒng)的組成1、功能組成

1）列車自動防護系統(tǒng)（ATP）（AutomaticTrainProtection，簡稱ATP）

2）列車自動駕駛系統(tǒng)（ATO）（AutomaticTrainOperation，簡稱ATO）

3）列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）

（AutomaticTrainSupervision，簡稱ATS）

ATCATSATOATP說明：相對獨立、緊密聯系。車載信號設備現場軌旁設備控制中心設備

三個子系統(tǒng)通過信息交換網絡構成閉環(huán)系統(tǒng)

實現地面控制與車上控制結合、現地控制與中央控制結合，構成一個以安全設備為基礎，集行車指揮、運行調整以及列車駕駛自動化等功能為一體的列車自動控制系統(tǒng)。

2、設備組成

1）現場軌旁設備

2）車載信號設備

3）控制中心設備控制中心設備地鐵車站車控室1、作用：

是地鐵車站行車組織控制的最重要場所，

實現列車運行的監(jiān)督和操作控制。2、室內主要設備：1）、接發(fā)列車操作控制設備2）、列車運行控制設備3）、環(huán)境控制設備4）、救急和疏散控制設備等3、工作人員：主要是行車值班員和信號員4、主要職責：負責接發(fā)列車和行車安全工作

軌旁設備作用：1、確保列車運行速度不超過目標速度的

安全控制系統(tǒng)。2、列車車門開、閉控制。

當列車到達定位停車點，由ATP子系統(tǒng)

通過軌旁設備向列車傳送列車車門開啟

和關閉信息，進行列車車門開、閉控制。軌旁設備

軌旁設備

軌道箱傳感器運算單元MTU車載設備

作用：1、隨時監(jiān)視列車的運行，根據地面發(fā)送的速度信

息確定是否對列車加以控制。2、用于記錄列車運行中各種需求信息，

處理信息3、生成控制速度和目標距離模式曲線，控制列車

按命令運行4、定位列車位置為保證列車安全運行提供保障。5、規(guī)范機車乘務員駕駛，記錄與運行管理相關

的數據。車載設備組成車載設備組成VICMMIMMIMMIMMII/OVICI/O編碼里程計信標天線人機界面無線天線無線天線冗余以太網三、概念1、閉塞:按照一定的規(guī)律組織列車在區(qū)間內運行的方法。2、閉塞種類（1）、固定閉塞（2）、移動閉塞（3）、準移動閉塞3、區(qū)別：功能性、先進性、可靠性和可維護性等

指標方面有較大的差別。4、作用（1）確保列車運行的安全，防止追尾和沖突（2）提高運行效率固定閉塞1、形成：

這種設備，是把原來只準一個列車占用的站間區(qū)間，再劃分成若干個“小區(qū)間”。每個“小區(qū)間”在同一個時間內，也只準一個列車占用。這樣，原來只準運行一個列車的站間區(qū)間就能同時運行兩個以上的列車，從而提高了線路的通過能力。這些“小區(qū)間”稱為——閉塞分區(qū)。

閉塞分區(qū)閉塞分區(qū)閉塞分區(qū)2、固定閉塞——就是將線路劃分為固定的閉塞分區(qū)。

閉塞分區(qū)一旦劃定將固

定不變。3、閉塞分區(qū)與閉塞分區(qū)分界點——每個閉塞分區(qū)的始端

設一架通過色燈信號機，以防護這個閉塞分區(qū)4、列車以閉塞分區(qū)為最小行車間隔。5、用軌道電路檢測和表示列車位置及列車間距。6、實現行車指揮和列車運行的自動控制。閉塞分區(qū)閉塞分區(qū)閉塞分區(qū)固定閉塞閉塞分區(qū)閉塞分區(qū)閉塞分區(qū)

小提示為了保證安全，地鐵ATP在兩列車之間還增加了一個防護區(qū)段，即雙紅燈區(qū)段防護。后續(xù)列車必須停在第二個紅燈的外方，保證兩列車之間至少間隔一個閉塞分區(qū)。固定閉塞示意圖速度距離075Km/h60Km/h30Km/hS1S2S3S4S5固定閉塞列車運行模式曲線固定閉塞的優(yōu)點1、可縮短區(qū)間的長度到最小限度，可用最小的運行間隔放行

追蹤列車，可提高線路通過能力。2、充分保證行車安全。

固定閉塞不足之處1、軌道電路工作穩(wěn)定性易受環(huán)境影響2、所傳輸的信息量少，對應每個閉塞分區(qū)只能傳送一個信息代碼3、利用軌道電路難以實現車對地的信息傳輸4、固定閉塞的閉塞分區(qū)長度是按最不利條件設計的，分區(qū)較長，

一個分區(qū)只能被一個列車占用，不利于縮短列車運行間隔；5、由于只能確定前行列車所在閉塞分區(qū)，因此追踩列車制動的起點和

終點總在某一分區(qū)邊界，為了充分保證安全，必須在兩列車之間增加

一個防護區(qū)段，這使得列車間的安全間隔較大，影響線路的使用效率。自動閉塞的基本原理在毎一個閉塞分區(qū)的始端裝設一架防護該分區(qū)的通過色燈信號機。閉塞分區(qū)無車（線也正常）時，軌道電流從正極出來，經由軌道繼電器的線圈構成回路，使該線圈繞著的電磁鐵勵磁，將其控制的。接在信號機點燈電路上的銜鐵吸起，接通綠燈的電路，通過色燈信號機亮綠燈，表示開通犬態(tài)；閉塞分區(qū)有車占用時，軌道電流由于輪對使軌道電路短路（或切斷)而不流經軌道繼電器的線圈，電磁鐵失磁，它所控制銜鐵由于AS而落下，接通紅燈的電路，于是通過色燈信號機綠燈滅，紅燈亮，表示分區(qū)在閉塞狀態(tài)。移動閉塞的概述1、概念：

列車間的運行間隔是動態(tài)的，并隨前一列車的移動而移動，列車運行間隔自動調整，所以稱移動閉塞。2、特點：

移動閉塞中已經沒有了將線路分成若干個閉塞分區(qū)的概念。不需要將區(qū)間劃分成若干固定的閉塞分區(qū)，而是在兩個列車之間自動調整運行間隔，使之保持一定的安全距離。3、優(yōu)點：

移動閉塞使兩列車之間的間隔最小，從而提高了區(qū)間內的行車密度，大大提高區(qū)段的通過能力。移動閉塞概述

4、移動閉塞ATC控制系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的以固定閉塞分區(qū)

追蹤運行的觀念。5、只要實時了解前方列車與本列車的實際間隔距離，通

過車載信號設備實時計算確保列車停在安全距離外的

最佳制動時機即可實現列車追蹤運行。6、移動閉塞中已經沒有了將線路分成若干個閉塞分區(qū)

的概念。7、列車間的運行間隔是動態(tài)的。并隨前一列車的移動

而移動。8、該間隔是按后續(xù)列車在當前速度下的所需制動距離

加上安全富余量實時計算和控制的，確保追蹤運行不追尾。移動閉塞1、現狀：它是全球鐵路及軌道交通信號界公認的最先進的信號產品。該技術已經被應用將近20年，并且給運營商們帶來了良好的經濟和社會效益。2、產生背景在輪軌交通中，為保證列車運行安全，須保證列車間以一定的安全間隔運行。早期，人們通常將線路劃分為若干閉塞分區(qū)，以不同的信號表示該分區(qū)或前方分區(qū)是否被列車占用等狀態(tài)，列車則根據信號顯示運行。列車間都必須有一定數量的空閑分區(qū)作為列車安全間隔。這使得列車間的安全間隔較大，影響了線路的使用效率。移動閉塞設備的組成1、無線數據通信網2、車載設備包括無線電臺、車載計算機和其他設備

3、區(qū)域控制器4、控制中心等。實現這種閉塞的最主要技術手段是——無線通信。

實現了車——地間雙向、大容量的信息傳輸，達到連續(xù)通信的目的，在真正意義上實現了列車運行的閉環(huán)控制。移動閉塞原理1、通過可靠的無線數據移動通信網，列車不間斷地將其標識、位置、車次、列車長度、實際速度、制動潛能和運行狀況等信息以無線方式發(fā)送給地面信號設備。地面信號設備可以得到每一列車連續(xù)的位置信息和列車運行其他信息，并據此計算出每一列車的移動授權，根據來自列車的信息計算、確定列車的安全行車間隔，并將相關信息（如現行列車位置、移動授權等)動態(tài)更新發(fā)送給列車。2、列車根據接收到的移動授權和自身的運行狀態(tài)計算出列車運行的速度曲線，車載設備保證列車在該速度曲線下運行,控制列車的牽引、及惰行、制動。1、移動閉塞對列車的安全間隔控制上更進了一步。通過不間斷的車地雙向通信,控制中心可以根據列車實時的速度和位置，動態(tài)計算列車的最大制動距離。2、列車的長度加上這一最大制動距離并在列車后方加上一定的防護距離，便組成了一個與列車同步移動的虛擬分區(qū)。3、該間隔是按后續(xù)列車在當前速度下的所需制動距離加上安全富余量實時計算和控制的，確保追蹤運行不追尾。安全距離制動距離列車長度虛擬分區(qū)防護距離制動距離列車長度移動閉塞列車運行模式曲線

列車制動時機、制動起始點、終點均是動態(tài)的，其目的是最大限度地利用機車車輛特性全速運行，盡可能縮短列車運行間隔，最有效最合理地利用區(qū)間有限空間，提高區(qū)間通行能力。

移動閉塞原理ATC列車在線位置＋進路條件生成移動授權終點計算制動曲線制動曲線制動控制與列車的位置、速度比較停車點的信息列車位置信息基于線路數據和停車點信息逐次生成制動曲線車載設備車載控制設備防護距離車頭位置車尾位置追蹤列車的停車點移動閉塞綜述1、移動閉塞技術在對列車的安全間隔控制上更

進了一步。2、通過車載設備和軌旁設備連續(xù)地雙向通信，控制中心可以根據列車實時的速度和位置動態(tài)地計算列車的最大制動距離。3、追蹤列車之間的安全間隔距離信息是根據最大允許車速、

當前停車點位置、線路等信息計算出的。4、信息被循環(huán)更新，以保證列車不斷收到實時信息，便組成了一個與列車同步移動的虛擬的閉塞分區(qū)。5、因此在保證安全的前提下，兩個相鄰的移動閉塞分區(qū)就能以很小的間隔同時前進。6、列車可以較高的速度和較小的間隔運行，最大程度地提高區(qū)間通過能力，從而提高運營效率。準移動閉塞組成形式1、準移動閉塞對前后列車的定位方式是不同的2、前行列車的定位用固定閉塞的方式3、后續(xù)列車的定位用移動閉塞的方式4、準移動閉塞同時采用移動閉塞和固定閉塞

兩種定位方式。準移動閉塞工作原理1、準移動閉塞系統(tǒng)采用在傳統(tǒng)軌道電路上（固定閉塞）+信息報文（移動閉塞）的方法，即把列車占用或空閑檢測和ATP信息傳輸合二為一。2、通過軌道電路的發(fā)送設備向車載設備提供目標速度、目標距離、線路狀態(tài)（曲線半徑、坡道)等信息，ATP車載設備結合固定的車輛性能計算出適合本列車運行的速度/距離曲線，保證列車在速度/距離曲線有序運行，提高線路利用率。3、為了使后續(xù)列車能夠根據自身測定的位置，實時計算其最大允許速度，軌道電路應向其列車提供前方線路的各種參數以及前行列車處在哪個區(qū)段上的信息。4、目前各系統(tǒng)均在地面每隔一段距離設置一個定位標志（可以是軌道電路的分界標或信標等），列車通過時提供絕對位置信息，以提高后續(xù)列車的定位精度。在相鄰定位標志之間，列車的相對位置由安裝在列車上的輪軸轉數累計連續(xù)測得。5、準移動閉塞的追蹤間隔和列車控制精度除取決于線路特性、停站時分、車輛參數外，還與ATP/ATO系統(tǒng)及軌道電路的特性密切相關。準移動閉塞概述1、在控制列車安全間隔上比固定閉塞進了一步。2、可以告知后續(xù)列車繼續(xù)前行的距離，后續(xù)列車可根據這一距離合理地采取減速或制動3、改善列車速度控制，縮小列車安全間隔，提高線路利用效率。4、準移動閉塞中后續(xù)列車的最大目標制動點仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方，因此它沒有完全突破軌道電路的限制。

準移動閉塞列車運行模式曲線

地鐵信號系統(tǒng)固定閉塞、準移動閉塞、移動閉塞三者間的比較前兩種閉塞制式均基于軌道電路，而基于通信的移動閉塞系統(tǒng)不依靠軌道電路。與基于軌道電路的閉塞制式相比，移動閉塞具有以下優(yōu)點：1）實現車地雙向、實時、高速度、大容量的信息傳輸，易于實現無人駕駛；2）列車定位精度商；3）列車移動授權更新快；4）不受牽引回流干擾；5）軌旁設備簡單