1、列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)基本原理,主要內(nèi)容,一、ATC系統(tǒng)綜述,二、ATP子系統(tǒng)基本原理,三、ATO子系統(tǒng)基本原理,四、ATS子系統(tǒng)基本原理,一、ATC系統(tǒng)綜述,新加坡無人駕駛 地鐵車輛,廣州下月上路的無人駕駛地鐵車輛,列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)ATP,列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)ATO,列車自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)ATS,Automatic Train Protection,Automatic Train Operation,Automatic Train Supervision,ATC系統(tǒng)的組成和功能,不同閉塞制式的ATC系統(tǒng),按照閉塞模式，城市軌道交通的ATC可以分為,3.移動(dòng)閉塞,2.準(zhǔn)移動(dòng)閉塞,1.固定閉塞,不同閉

2、塞制式的ATC系統(tǒng),7軌道電路工作穩(wěn)定性容易受環(huán)境影響，如道床阻抗變化、牽引電流干擾等,1.固定閉塞存在以下缺點(diǎn),軌道電路傳輸信息量小。,利用軌道電路難以實(shí)現(xiàn)車隊(duì)的信息傳輸,閉塞分區(qū)長(zhǎng)度是按照不利條件設(shè)計(jì)的，分區(qū)較長(zhǎng)，且一個(gè)分區(qū)只能被一列車占用，不利于縮短列車行車間隔。,無法知道列車在哪一分區(qū)內(nèi)的具體位置。,不同閉塞制式的ATC系統(tǒng),（1）基本概念,2. 移動(dòng)閉塞,前行列車,后續(xù)列車,移動(dòng)定位方式,與地面通信,移動(dòng)定位方式,與地面通信,地面控制中心,感應(yīng)環(huán)線或 無線通信,不同閉塞制式的ATC系統(tǒng),（2）移動(dòng)閉塞的特點(diǎn),制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)是動(dòng)態(tài)的，與軌旁設(shè)備數(shù)量及行車間隔關(guān)系不大,沒有固定分區(qū)，行

3、車間隔是動(dòng)態(tài)的，并隨前一列車的移動(dòng)而移動(dòng)，速度限制連續(xù)變化。,列車間隔按照后續(xù)列車在當(dāng)前速度下所需的制動(dòng)距離加上安全余量計(jì)算而得。,可實(shí)現(xiàn)車地雙向通信，易于實(shí)現(xiàn)無人駕駛。,舒適,先進(jìn),可實(shí)現(xiàn)較小的行車間隔,高效,靈活,安全,不同閉塞制式的ATC系統(tǒng),（3）移動(dòng)閉塞的技術(shù)優(yōu)勢(shì),安全關(guān)聯(lián)計(jì)算機(jī)采用3取2或2取2冗余配置，可保證故障安全。,數(shù)據(jù)通信對(duì)所有的子系統(tǒng)透明,可以與無人駕駛結(jié)合，避免司機(jī)誤操作或延誤，從而提高效率,車地雙向通信，實(shí)時(shí)提供列車的位置及速度等信息。,模塊化設(shè)計(jì)，核心 部分采用軟件實(shí)現(xiàn)， 硬件數(shù)量大大減少,CBTC（communications based train contro

4、l）,不同閉塞制式的ATC系統(tǒng),（5）移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的ATC分類,不同閉塞制式的ATC系統(tǒng),基于電纜環(huán)線 基于無線通信和傳輸媒介,直接序列擴(kuò)頻 跳頻擴(kuò)頻方式,點(diǎn)式應(yīng)答器 自由空間波 裂縫波導(dǎo)管 漏泄電纜等,按無線擴(kuò)頻通信方式,按傳輸媒介,按傳輸速率分類,不同結(jié)構(gòu)的ATC,1.點(diǎn)式ATC系統(tǒng),無源，高信息容量，安裝靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。,價(jià)格明顯低于連續(xù)式ATC,在北京5號(hào)線有應(yīng)用,難以適應(yīng)行車密度大的情況,點(diǎn)式ATC 系統(tǒng),不同結(jié)構(gòu)的ATC,(1)點(diǎn)式ATC的基本結(jié)構(gòu),不同結(jié)構(gòu)的ATC,點(diǎn)式ATC系統(tǒng)設(shè)備 地面應(yīng)答器,不同結(jié)構(gòu)的ATC,應(yīng)答查詢器（TI及應(yīng)TI天線負(fù)責(zé)與軌旁信標(biāo)通信并確定列車的軌道位置

5、，處理信標(biāo)發(fā)出的消息并傳送給車載控制器）,不同結(jié)構(gòu)的ATC,.A型應(yīng)答器（無源設(shè)備） (1)用于確定列車位置 (2)當(dāng)一輛列車駛過應(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)向速度通過道岔）,不同結(jié)構(gòu)的ATC,軌旁電子單元LEU 將不同的信號(hào)顯示轉(zhuǎn)化為電碼并發(fā)送至列車。 車載設(shè)備 a、車載應(yīng)答器 b、測(cè)速傳感器 c、中央處理單元 d、駕駛臺(tái)上的顯示,五、不同結(jié)構(gòu)的ATC,2.連續(xù)式ATC系統(tǒng),采用軌道電路的 連續(xù)式ATC系統(tǒng),采用軌間電纜的 ATC系統(tǒng),無線ATC系統(tǒng),速 度

6、碼 模 式,距 離 碼 模 式,二、 ATP系統(tǒng),一、ATP的基本概念,車載ATP主機(jī),接口 電路,牽引系統(tǒng),制動(dòng)系統(tǒng),牽引指令,制動(dòng)指令,速度輸入,速度傳感器,地面信號(hào),速度控制,車軸,二、ATP的設(shè)備組成,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； 車載ATP設(shè)備； 與ATS 、ATO、聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備。,三、ATP的主要功能,ATP系統(tǒng)具有下列主要功能：檢測(cè)列車位置、停車點(diǎn)防護(hù)、超速防護(hù)、列車間隔控制（移動(dòng)閉塞時(shí)）、臨時(shí)限速、測(cè)速測(cè)距、車門控制、記錄司機(jī)操。,軌旁功能,傳輸功能,車載功能,三、ATP的主要功能,ATP車載設(shè)備功能,主控鑰匙開關(guān),主控鑰匙開關(guān)打開，接點(diǎn)

7、閉合，ATP檢測(cè)到DC110V電壓，ATP激活； 主控鑰匙開關(guān)沒打開，接點(diǎn)沒閉合，ATP檢測(cè)不到DC110V電壓，ATP未激活。,ATP接口,門控接點(diǎn),左右兩邊門都關(guān)閉，兩鎖閉繼電器接點(diǎn)閉合，送回24V電壓給ATP，否則，不能送回24V電壓，ATP車載單元通過檢測(cè)是否送回該電壓來判斷兩車門是否關(guān)閉。,ATP接口,車輛,ATP車載單元,+24V,強(qiáng)行開門按鈕,強(qiáng)行開門按鈕,ATP車載單元向強(qiáng)行開門按鈕接點(diǎn)輸送24V電壓，當(dāng)強(qiáng)行按鈕被按壓，接點(diǎn)閉合，24V電接地，ATP車載系統(tǒng)通過檢測(cè)該電壓是否接地來判斷強(qiáng)行開門按鈕是否被按壓。,ATP接口,車輛的緊急制動(dòng)狀態(tài),由車輛向ATP車載單元輸入電壓，當(dāng)電

8、壓為DC110V時(shí)是非緊急制動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)電壓為0V時(shí)，是緊急制動(dòng)狀態(tài)，車載ATP單元通過檢測(cè)該電壓來判斷是否處于緊急制動(dòng)狀態(tài)。,ATP接口,自動(dòng)折返按鈕,ATP車載單元向自動(dòng)折返按鈕送24V電壓，當(dāng)按壓自動(dòng)折返按鈕，接點(diǎn)閉合，24V電接地；當(dāng)沒有按壓按鈕，接點(diǎn)不閉合，24V電不接地。ATP車載單元通過檢測(cè)該電壓是否接地來判斷自動(dòng)折返按鈕是否被按壓。,ATP接口,對(duì)列車執(zhí)行適當(dāng)操作 3、ATP靜態(tài)輸出 車載ATP單元在激活狀態(tài)下，根據(jù)相關(guān)的檢測(cè)結(jié)果（包括檢測(cè)到按鈕動(dòng)作及車輛運(yùn)行狀態(tài)）會(huì)發(fā)生一定動(dòng)作，諸如啟動(dòng)緊急制動(dòng)，允許開車門，開啟ATP安全責(zé)任燈等。,ATP接口,1、緊急制動(dòng),車輛,+110V,

9、ATP車載單元,運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)啟動(dòng)，出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)，從車輛給110V到ATP車載單元，如沒有啟動(dòng)緊急制動(dòng)，K6、K7閉合，送回110V電壓，車輛不能啟動(dòng)緊急制動(dòng)。 如果啟動(dòng)緊急制動(dòng)，K6、K7不閉合，不能送回110V電壓，車輛啟動(dòng)緊急制動(dòng)。,K6.K7繼電器,ATP接口,2、允許開門（允許開左門和允許開右門）,列車停在停車窗內(nèi)，ATP根據(jù)由軌旁設(shè)備發(fā)來的報(bào)文決定允許開哪側(cè)旅客車門，只有在停車窗內(nèi)或者按壓強(qiáng)行開門按鈕，ATP才允許開門，ATP送電壓給車輛上相關(guān)繼電器，當(dāng)送的是110V時(shí)候，車門打開，否則，車門不能打開。,ATP接口,三、ATO子系統(tǒng)的工作原理,ATO子系統(tǒng)的主要功能,1、速度調(diào)節(jié)功能,2、車站程序?qū)ξ煌＼嚳刂?3、列車自動(dòng)運(yùn)行模式,四、 ATS子系統(tǒng)基本原理,ATS系統(tǒng)的組成,ATS主要功能,列車 運(yùn)行 調(diào)整,服 務(wù)操作,列車 監(jiān)視 跟蹤,旅客信息 顯 示系統(tǒng),仿真演示,運(yùn)行報(bào)告,監(jiān)