1、地铁通信与信号列车自动防地铁通信与信号列车自动防护系统护系统 一、列车自动防护系统基本原理一、列车自动防护系统基本原理 理论内容理论内容 城市轨道交通的信号控制系统中，列车城市轨道交通的信号控制系统中，列车自动防护系统自动防护系统是信是信号控制系统非常重要的组成部分，它为列车行驶提供号控制系统非常重要的组成部分，它为列车行驶提供安全保障安全保障，有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高行车有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高行车作业效率作业效率。如。如果没有列车自动防护系统，列车的行车安全需要由列车驾驶员果没有列车自动防护系统，列车的行车安全需要由列车驾驶员人工来保障，这样会造成列车人工来保障，这样会
2、造成列车驾驶员过度疲劳驾驶员过度疲劳，产生安全隐患，产生安全隐患，对行车作业效率也会带来负面影响。因此在城市轨道交通对行车作业效率也会带来负面影响。因此在城市轨道交通中，尤其是在运营作业繁忙的线路上，信号控制系统中设置列中，尤其是在运营作业繁忙的线路上，信号控制系统中设置列车自动防护系统是非常必要的，它是行车作业的安全保障和体车自动防护系统是非常必要的，它是行车作业的安全保障和体现。现。列车自动防护系统，其英文名称为列车自动防护系统，其英文名称为“Train Automatic Train Automatic Protect SystemProtect System”，简称为，简称为ATPAT
3、P系统。系统。8/11/2022 1 1列车运行的几个基本概念列车运行的几个基本概念 在介绍列车自动防护系统如何控制列车运行速度时，需在介绍列车自动防护系统如何控制列车运行速度时，需要简单了解列车如何起动和停车，以及列车常用制动和列车要简单了解列车如何起动和停车，以及列车常用制动和列车紧急制动的基本概念。紧急制动的基本概念。(1)(1)列车起动和停车列车起动和停车 列车在人工驾驶时，列车驾驶员操列车在人工驾驶时，列车驾驶员操作作驾驶手柄驾驶手柄，通过列车的牵引系统施加，通过列车的牵引系统施加牵引力牵引力使列车向前加速使列车向前加速行驶，或通过列车的制动系统施加行驶，或通过列车的制动系统施加制动
4、力制动力使列车减速行驶。列使列车减速行驶。列车驾驶手柄平常放中间位置，将驾驶手柄从中间位置向前推时，车驾驶手柄平常放中间位置，将驾驶手柄从中间位置向前推时，列车向前加速行驶，越往前推施加的牵引力越大；将驾驶手柄列车向前加速行驶，越往前推施加的牵引力越大；将驾驶手柄从中间位置向后推时，列车减速行驶，越往后推施加的制动力从中间位置向后推时，列车减速行驶，越往后推施加的制动力越大，这时列车在制动力的作用下减速运行，如图越大，这时列车在制动力的作用下减速运行，如图8 8一一l l所示。所示。8/11/2022图图81 列车驾驶室牵引制动列车驾驶室牵引制动 手柄和紧急制动按钮手柄和紧急制动按钮驾驶室驾驶
5、室 驾驶室内景驾驶室内景 8/11/2022 (2)(2)列车常用制动和紧急制动列车常用制动和紧急制动 列车常用制动列车常用制动就是列车在就是列车在正常行驶过程中，由列车的制动系统施加给正常行驶过程中，由列车的制动系统施加给列车的制动列车的制动。列车列车紧急制动紧急制动就是列车在就是列车在超速行驶，或遇到其他超速行驶，或遇到其他不正常不正常会危及列车行车安全的情况时，会危及列车行车安全的情况时，对对列车施加的制动列车施加的制动。列车紧急。列车紧急制动时所产生的制动力，是列制动时所产生的制动力，是列车的制动系统所能提供的最大车的制动系统所能提供的最大制动力。列车紧急制动的响应制动力。列车紧急制动
6、的响应时间比列车常用制动的时间比列车常用制动的响应时响应时间要短间要短；一旦对列车施加了紧；一旦对列车施加了紧急制动，只能通过特殊处理才急制动，只能通过特殊处理才能将紧急制动从列车上解除。能将紧急制动从列车上解除。8/11/20228/11/2022 (3)(3)速度限制速度限制 城市轨道交通中，列车在轨道线路上行驶时，城市轨道交通中，列车在轨道线路上行驶时，受轨道线路受轨道线路弯道、坡道弯道、坡道、列车自身构造以及运营需求等因素的影、列车自身构造以及运营需求等因素的影响，列车只能在响，列车只能在规定的速度规定的速度范围内运行，如果列车运行速度比规范围内运行，如果列车运行速度比规定的最大速度值
7、高，则会危及到列车的行车安全，导致列车相撞、定的最大速度值高，则会危及到列车的行车安全，导致列车相撞、出轨或颠覆出轨或颠覆等事故的发生。为确保列车行车安全，列车必须在所等事故的发生。为确保列车行车安全，列车必须在所规定的速度范围内运行，以防止安全事故的发生。规定的速度范围内运行，以防止安全事故的发生。列车自动防护系统在每列车列车自动防护系统在每列车上都装有上都装有速度传感器速度传感器，速度传感，速度传感器安装在列车的车轴上，如图器安装在列车的车轴上，如图8 82 2所示，对列车的运行速度所示，对列车的运行速度进行实时测定，并把速度值传送进行实时测定，并把速度值传送给列车自动防护系统主机，由列给
8、列车自动防护系统主机，由列车自动防护系统主机对速度进行车自动防护系统主机对速度进行分析和处理分析和处理。图图82速度传感器速度传感器8/11/20228/11/2022 (4)(4)列车自动防护系统列车自动防护系统与列车之间的接口与列车之间的接口 列车自列车自动防护系统主机是列车自动动防护系统主机是列车自动防护系统的核心控制部分，防护系统的核心控制部分，列车自动防护系统主机与列列车自动防护系统主机与列车自身的牵引系统和制动系车自身的牵引系统和制动系统由专门的接口电路连接，统由专门的接口电路连接，如图如图8 83 3所示。列车自动防护系统主机实时接收从地面信号传来所示。列车自动防护系统主机实时接
9、收从地面信号传来的信号，通过实时分析和计算，实时向列车的牵引系统或制动系的信号，通过实时分析和计算，实时向列车的牵引系统或制动系统发出控制指令，列车的牵引系统或制动系统在接收到控制指令统发出控制指令，列车的牵引系统或制动系统在接收到控制指令后，对列车施加牵引力或制动力，以控制列车的运行速度，使列后，对列车施加牵引力或制动力，以控制列车的运行速度，使列车在允许速度的范围内运行。车在允许速度的范围内运行。列车自动防护列车自动防护系统系统主机安装主机安装在在驾驶驾驶室内。室内。图图83列车自动防护系统与列车之间的接口关系列车自动防护系统与列车之间的接口关系8/11/2022 2 2列车自动防护系统基
10、本原理列车自动防护系统基本原理 列车自动防护系统控制列车运行速度有两种基本方式：点列车自动防护系统控制列车运行速度有两种基本方式：点式叠加方式和速度距离模式曲线方式。式叠加方式和速度距离模式曲线方式。(1)(1)点式叠加方式点式叠加方式 列车自动防护系统以点式叠加方式控制列车自动防护系统以点式叠加方式控制列车运行速度，其速度距离曲线呈阶梯状，称为阶梯曲线，如列车运行速度，其速度距离曲线呈阶梯状，称为阶梯曲线，如图图8 84 4所示。所示。图图84阶梯曲线阶梯曲线 图中横坐标表示距离值，纵坐标表示列图中横坐标表示距离值，纵坐标表示列车运行速度值。车运行速度值。图图8 84 4中列车受到制动力的作
11、用，减速中列车受到制动力的作用，减速运行。列车从某点运行。列车从某点O O处以不超过处以不超过S S1 1的速度值运的速度值运行，在运行到行，在运行到D D1 1点时，对列车施加一定的制动点时，对列车施加一定的制动力，使列车允许运行的最大速度值从力，使列车允许运行的最大速度值从S S1 1速度值速度值降为降为S S2 2速度值；列车从速度值；列车从D D1 1点运行到点运行到D D2 2点处，在点处，在这一区间，列车运行的最大允许速度值为这一区间，列车运行的最大允许速度值为S S2 2;在在S S2 2点，再次对列车施加制动力，使列车减速点，再次对列车施加制动力，使列车减速运行。运行。8/11
12、/2022 列车运行在列车运行在O OD D1 1区段，允许运行的最高速度为区段，允许运行的最高速度为S S1 1；在；在D D1 1D D2 2区段，允许运行的最高速度为区段，允许运行的最高速度为S S2 2；在；在D D2 2 D D2 2区段，允许运行区段，允许运行的最高速度为的最高速度为S S3 3。图图84阶梯曲线阶梯曲线8/11/2022 在每个区段，如果列车运行速度在每个区段，如果列车运行速度超过了超过了在该运行区段所对在该运行区段所对应的最大速度值，列车自动防护系统会向列车的制动系统发出应的最大速度值，列车自动防护系统会向列车的制动系统发出常用制动命令常用制动命令，列车的制动系
13、统对列车，列车的制动系统对列车施加制动力施加制动力，使列车，使列车运行速度在系统所设定的时间内，降到允许的运行速度范围内，运行速度在系统所设定的时间内，降到允许的运行速度范围内，以保证列车安全运行；如果列车运行速度持续超过该运行区段以保证列车安全运行；如果列车运行速度持续超过该运行区段所对应的最大速度值，在持续的时间超过系统设定的时间所对应的最大速度值，在持续的时间超过系统设定的时间后，列车自动防护系统将对列车实施紧急制动，强制列车停车，后，列车自动防护系统将对列车实施紧急制动，强制列车停车，以防止意外事故的发生。以防止意外事故的发生。8/11/2022 阶梯曲线控制速度的方式所需要的硬件结构
14、简单，容易实现。阶梯曲线控制速度的方式所需要的硬件结构简单，容易实现。在图在图8-48-4中列车以不超过中列车以不超过S S1 1速度值运行，运行速度从速度值运行，运行速度从S S1 1变为变为S S2 2时，时，使得列车的使得列车的运行速度发生突变运行速度发生突变，这时强烈的减速会给列车上的乘，这时强烈的减速会给列车上的乘客一种冲击，容易产生不适感。速度变化越大，冲击感越强，不客一种冲击，容易产生不适感。速度变化越大，冲击感越强，不利于旅客乘车的舒适度。利于旅客乘车的舒适度。图图84阶梯曲线阶梯曲线8/11/2022 (2)(2)速度距离模式曲线速度距离模式曲线 列车受到制动力的作用，使列车
15、减列车受到制动力的作用，使列车减速运行，速度一距离图形曲线形状是连续平滑的曲线，这种列速运行，速度一距离图形曲线形状是连续平滑的曲线，这种列车速度控制方式称为速度距离模式曲线方式，如图车速度控制方式称为速度距离模式曲线方式，如图8-58-5所示。所示。图中横坐标表示距离值，纵坐标表示列车运行速度值。图中横坐标表示距离值，纵坐标表示列车运行速度值。图图85速度距离模式曲线速度距离模式曲线8/11/2022 图图8 85 5中，列车自动防护系统根据运营计划，使列车从中，列车自动防护系统根据运营计划，使列车从O O点减速运行到点减速运行到D D1 1点。列车自动防护系统根据各种数据，计算点。列车自动
16、防护系统根据各种数据，计算出列车从出列车从O O点运行到前方点运行到前方D D2 2点的区段内，各处所需的运行速度，点的区段内，各处所需的运行速度，并向列车的牵引和制动系统发出指令，控制列车按照速度距并向列车的牵引和制动系统发出指令，控制列车按照速度距离模式曲线所绘制的速度值平滑稳定地从在离模式曲线所绘制的速度值平滑稳定地从在0 0点减速运行到前点减速运行到前方方D D2 2点。点。图图85速度距离模式曲线速度距离模式曲线8/11/2022 在上图模式曲线的每点，都对应有一个速度值，如果列在上图模式曲线的每点，都对应有一个速度值，如果列车运行速度超过了在该点所对应的速度值，列车自动防护系车运行
17、速度超过了在该点所对应的速度值，列车自动防护系统实时向列车的制动系统发出常用制动命令，对列车施加制统实时向列车的制动系统发出常用制动命令，对列车施加制动力，使列车运行速度降到模式曲线的下方，保证列车以允动力，使列车运行速度降到模式曲线的下方，保证列车以允许的速度运行，确保列车安全运行；如果列车运行速度持续许的速度运行，确保列车安全运行；如果列车运行速度持续超过模式曲线所规定的速度值，运行在模式曲线的上方，若超过模式曲线所规定的速度值，运行在模式曲线的上方，若所持续的时间超过系统设定的时间，列车自动防护系统将对所持续的时间超过系统设定的时间，列车自动防护系统将对列车实施紧急制动，强制列车停车，以
18、防止意外事故的发生。列车实施紧急制动，强制列车停车，以防止意外事故的发生。8/11/2022 速度距离模式控制速度的方式，需要比较复杂的软件和硬速度距离模式控制速度的方式，需要比较复杂的软件和硬件支持，系统调试过程比较复杂。列车平滑减速运行，运行速件支持，系统调试过程比较复杂。列车平滑减速运行，运行速度没有发生突变，列车运行速度控制稳定，可以有效提高列度没有发生突变，列车运行速度控制稳定，可以有效提高列车乘客的舒适度。车乘客的舒适度。防止列车超速运行是列车自动防护系统最重要的功能，也防止列车超速运行是列车自动防护系统最重要的功能，也是城轨信号系统保障列车运行安全的核心。列车自动防护系统是城轨信
19、号系统保障列车运行安全的核心。列车自动防护系统对列车速度的有效控制，保持列车速度运行不超过所允许的对列车速度的有效控制，保持列车速度运行不超过所允许的速度范围，能有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高作业效率，速度范围，能有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高作业效率，避免人工操作带来的安全隐患保障列车安全运行。避免人工操作带来的安全隐患保障列车安全运行。8/11/2022 二、列车自动防护系统主要功能二、列车自动防护系统主要功能 列车自动防护系统不仅能控制列车运行速度，还有其他许列车自动防护系统不仅能控制列车运行速度，还有其他许多重要功能，它们是列车安全稳定运行的可靠保障。多重要功能，它们是列车安全
20、稳定运行的可靠保障。列车自动防护系统主要功能包括有：列车自动防护系统主要功能包括有：1 1防止运营列车超速运行防止运营列车超速运行 运营列车在线路上运行有多种速度限制，列车运行速度不运营列车在线路上运行有多种速度限制，列车运行速度不能超出速度限制值。能超出速度限制值。(1)(1)防止运营列车超过线路限制速度超速运行防止运营列车超过线路限制速度超速运行 城市轨道城市轨道交通中，线路在曲线段或坡道处，往往有速度限制，运营列车交通中，线路在曲线段或坡道处，往往有速度限制，运营列车不能超过线路限速运行，否则容易出现列车脱轨或颠覆事件。不能超过线路限速运行，否则容易出现列车脱轨或颠覆事件。(2)(2)防
21、止运营列车超过列车允许最高速度超速运行防止运营列车超过列车允许最高速度超速运行 车辆车辆的自身构造决定了车辆所能运行的最大速度，超过这个速度值，的自身构造决定了车辆所能运行的最大速度，超过这个速度值，列车可能会出现故障，危及车辆和行车安全。列车可能会出现故障，危及车辆和行车安全。8/11/2022 (3)(3)防止运营列车超过道岔弯轨限制速度超速运行防止运营列车超过道岔弯轨限制速度超速运行 城城市轨道交通中，线路上设有道岔，在列车通过道岔弯轨时，市轨道交通中，线路上设有道岔，在列车通过道岔弯轨时，不能超过道岔弯轨限制速度超速运行。不能超过道岔弯轨限制速度超速运行。(4)(4)防止运营列车超过限
22、速区段超速限速城市轨道交通中，防止运营列车超过限速区段超速限速城市轨道交通中，线路上有故障或作业需线路上有故障或作业需要运营列车限速行驶，列车应按运营规定运行。要运营列车限速行驶，列车应按运营规定运行。(5)(5)防止运营列车超过临时限速城市轨道交通中，线路上防止运营列车超过临时限速城市轨道交通中，线路上有临时作业，需要运营列车限速行驶，列车应按运营规定运有临时作业，需要运营列车限速行驶，列车应按运营规定运行。行。(6)(6)防止运营列车超过其他限速防止运营列车超过其他限速 城市轨道交通中，运营城市轨道交通中，运营作业需要任何限速的地方，列车应按运营规定运行。作业需要任何限速的地方，列车应按运
23、营规定运行。8/11/2022 2 2接收和处理来自地面的信息接收和处理来自地面的信息 列车运行在轨道上，地面轨道电路或地面的其他设备，将列车运行在轨道上，地面轨道电路或地面的其他设备，将列车运行所需的信息发送出去，安装在列车车体上的列车自动列车运行所需的信息发送出去，安装在列车车体上的列车自动防护系统设备会实时接收这些信息，并对这些信息进行实防护系统设备会实时接收这些信息，并对这些信息进行实时分析和处理，以及时对列车的运行状态和运行速度进行控制。时分析和处理，以及时对列车的运行状态和运行速度进行控制。通常这些信息中包含有列车允许运行的最大速度值、线路位置通常这些信息中包含有列车允许运行的最大
24、速度值、线路位置等。等。8/11/2022 3 3防止列车相撞防止列车相撞 城市轨道交通中，在某条线路上，往往会有很多列车同时城市轨道交通中，在某条线路上，往往会有很多列车同时运营作业，列车自动防护系统可以防止列车相撞，为这些平行运营作业，列车自动防护系统可以防止列车相撞，为这些平行作业的实施提供了安全保障，它有效提高了城市轨道交通线作业的实施提供了安全保障，它有效提高了城市轨道交通线路的利用效率，增强了城市轨道交通的运营能力。列车自动防路的利用效率，增强了城市轨道交通的运营能力。列车自动防护系统可以防止列车相撞包括以下内容：护系统可以防止列车相撞包括以下内容：1)1)防止运营列车撞上前面的防
25、止运营列车撞上前面的列车；列车；2)2)防止运营列车进入未开通防止运营列车进入未开通的进路；的进路；3)3)防止运营列车冲出尽头线；防止运营列车冲出尽头线；4)4)防止运营列车进入封锁区防止运营列车进入封锁区段；段；5)5)防止运营列车进入发生故防止运营列车进入发生故障的进路等。障的进路等。8/11/20224 4车辆安全停靠站台车辆安全停靠站台 城市轨道交通中，列车停靠站台时，需要列车完全停稳城市轨道交通中，列车停靠站台时，需要列车完全停稳不动，确保乘客安全上下车。列车自动防护系统会检测列车不动，确保乘客安全上下车。列车自动防护系统会检测列车的速度和列车所处的位置，保证列车在站台区域内安全停
26、靠。的速度和列车所处的位置，保证列车在站台区域内安全停靠。8/11/2022 5 5列车车门控制列车车门控制 城市轨道交通中，城市轨道交通中，列车左右两侧都有车列车左右两侧都有车门，列车停靠站台后，门，列车停靠站台后，列车自动防护系统会列车自动防护系统会控制列车开启靠近站控制列车开启靠近站台的车门，保证乘客台的车门，保证乘客安全上下车。安全上下车。8/11/2022 6 6空转、打滑防护空转、打滑防护 列车在线路上正常运行时，列车车轮在钢轨上滚动运行，列车在线路上正常运行时，列车车轮在钢轨上滚动运行，因某种原因，列车车轮会发生空转，或列车车轮在线路上滑因某种原因，列车车轮会发生空转，或列车车轮
27、在线路上滑动运行，这种情况一方面会对车辆的车轮造成损伤，另一方动运行，这种情况一方面会对车辆的车轮造成损伤，另一方面会危及列车行车安全。列车自动防护系统会实时检测列车面会危及列车行车安全。列车自动防护系统会实时检测列车空转和打滑情况，并及时采取措施，控制列车运营状态。空转和打滑情况，并及时采取措施，控制列车运营状态。7 7防止列车发生溜车防止列车发生溜车 列车如果在线路的坡道处停车或在站台处停车，列车自列车如果在线路的坡道处停车或在站台处停车，列车自动防护系统会给列车施加一定的制动力，保证列车不会发生动防护系统会给列车施加一定的制动力，保证列车不会发生溜车现象，防止发生安全事故。溜车现象，防止
28、发生安全事故。列车自动防护系统除了以上的重要功能外，根据城市轨列车自动防护系统除了以上的重要功能外，根据城市轨道交通信号系统的配置情况和复杂程度，还可以有一些其他道交通信号系统的配置情况和复杂程度，还可以有一些其他功能，如控制列车的运行方向，提供驾驶员操作接口界面等。功能，如控制列车的运行方向，提供驾驶员操作接口界面等。8/11/2022 三、列车自动防护系统车载设备组成三、列车自动防护系统车载设备组成 列车自动防护系统所包含的设备分别安装在列车上和地面列车自动防护系统所包含的设备分别安装在列车上和地面上。安装在列车上的设备，简称为上。安装在列车上的设备，简称为车载设备车载设备；安装在地面的设
29、；安装在地面的设备简称为备简称为地面设备地面设备。1 1、车载设备主要组成、车载设备主要组成 列车自动防护系统的车载设备主要包括有车载主机、驾驶列车自动防护系统的车载设备主要包括有车载主机、驾驶员状态显示单元、速度传感器、列车地面信号接收器、列车接员状态显示单元、速度传感器、列车地面信号接收器、列车接口电路、电源和辅助设备等，如图口电路、电源和辅助设备等，如图8 86 6所示。下面分别介绍有所示。下面分别介绍有关设备的情况。关设备的情况。图图86车载主要设备车载主要设备8/11/2022(1)(1)车载主机车载主机 列车自列车自动防护系统的车载主机动防护系统的车载主机由各种印刷电路板、输由各种
30、印刷电路板、输人输出接口板、安全人输出接口板、安全继电器和电源等设备组继电器和电源等设备组成。这些设备分层放在成。这些设备分层放在机柜中，各板利用机柜机柜中，各板利用机柜上的总线进行通信。上的总线进行通信。列车定位：测速电机（TACHO）多普勒雷达（Doppler Radar）绝对位置信标（APR）。8/11/2022(2)(2)状态显示单元状态显示单元 状态显示单元是车载系统与列车驾驶人状态显示单元是车载系统与列车驾驶人员之间的人机界面，可以显示列员之间的人机界面，可以显示列 车当前运行速度、列车到达车当前运行速度、列车到达某点的目标速度、列车到达某点的走行距离、列车的驾驶模某点的目标速度、
31、列车到达某点的走行距离、列车的驾驶模式和有关设备的运行状况等与行车直接相关的信息；还设置式和有关设备的运行状况等与行车直接相关的信息；还设置有一些按钮，用于驾驶员操作，控制列车运行。在下面详细有一些按钮，用于驾驶员操作，控制列车运行。在下面详细介绍状态显示单元各个表示单元和按钮。介绍状态显示单元各个表示单元和按钮。列车司机显示屏（人机界面）列车司机显示屏（人机界面）显示屏显示屏 8/11/2022(3)(3)速度传感器速度传感器 信号系统通常在列信号系统通常在列车上装有一个或多个速度传感器，车上装有一个或多个速度传感器，安装在列车的车轴上，用于计算列安装在列车的车轴上，用于计算列车的运行速度和
32、列车运行距离及列车的运行速度和列车运行距离及列车运行方向的判定。列车的运行速车运行方向的判定。列车的运行速度，还可以用雷达进行测定，但速度，还可以用雷达进行测定，但速度传感器技术成熟，测速精度高，度传感器技术成熟，测速精度高，安装使用简单方便，因此被广泛使安装使用简单方便，因此被广泛使用。用。8/11/2022(4)(4)列车地面信号接收器列车地面信号接收器 列车地列车地面信号接收器，安装在列车底部，面信号接收器，安装在列车底部，用于接收从轨道上传来的信息，这用于接收从轨道上传来的信息，这些信息可以由地面轨道电路发送，些信息可以由地面轨道电路发送，或由安装在地面的专门设备如应答或由安装在地面的
33、专门设备如应答器发送给列车。列车地面信号接收器发送给列车。列车地面信号接收器，根据所接收的信息格式、容量器，根据所接收的信息格式、容量和处理速度等因素，可以设计为感和处理速度等因素，可以设计为感应线圈，或其他形式，以保证列车应线圈，或其他形式，以保证列车在一定的运行速度下能及时接收和在一定的运行速度下能及时接收和处理所收到的信息。列车地面信号处理所收到的信息。列车地面信号接收器的性能要求：抗机械冲击能接收器的性能要求：抗机械冲击能力强，有很好的抗电磁干扰能力，力强，有很好的抗电磁干扰能力，信息接收误码率低，不丢失信息。信息接收误码率低，不丢失信息。应答查询器应答查询器 B型应答器型应答器 8/
34、11/2022(5)(5)列车接口电路列车接口电路 列车自动防护系统的车载设备通过车载主列车自动防护系统的车载设备通过车载主机与列车进行接口，车载主机将控制信息通过接口电路传送给机与列车进行接口，车载主机将控制信息通过接口电路传送给列车，同时车载主机通过接口电路从列车获得列车运行的状态列车，同时车载主机通过接口电路从列车获得列车运行的状态信息。信息。列车接口电路使用的继电器，根据使用的环境，需要体积列车接口电路使用的继电器，根据使用的环境，需要体积小、力学性能好的继电器，一般使用弹簧继电器。小、力学性能好的继电器，一般使用弹簧继电器。(6)(6)电源和辅助设备等电源和辅助设备等 列车为列车自动
35、防护系统车载设备提供列车为列车自动防护系统车载设备提供所需的电源，列车上还有列车运行模式选择开关，各种电源开所需的电源，列车上还有列车运行模式选择开关，各种电源开关，和其他一些辅助设备等。关，和其他一些辅助设备等。8/11/2022 2 2状态显示单元状态显示单元 列车上的状态显示单元，作为车载系统与列车驾驶员的人机列车上的状态显示单元，作为车载系统与列车驾驶员的人机界面，可以使用触摸屏，或使用面板的形式，来实现列车状态信界面，可以使用触摸屏，或使用面板的形式，来实现列车状态信息的显示和对列车进行操控。其面板或触摸屏上的主要内容一般息的显示和对列车进行操控。其面板或触摸屏上的主要内容一般包括操
36、作按钮部分、信息显示部分、表示灯和报警器，如图包括操作按钮部分、信息显示部分、表示灯和报警器，如图8-78-7所示。所示。图图87 面板状态显示单元面板状态显示单元 8/11/2022下面对面板状态显示单元各部分进行介绍。下面对面板状态显示单元各部分进行介绍。(1)(1)按钮部分按钮部分 以面板型的状态显示单元为例，其按钮一以面板型的状态显示单元为例，其按钮一般包括有发车按钮、慢速前行按钮、调光按钮、灯泡按钮、内般包括有发车按钮、慢速前行按钮、调光按钮、灯泡按钮、内容切换按钮等。其中发车按钮和慢速前行按钮用于操纵列车运容切换按钮等。其中发车按钮和慢速前行按钮用于操纵列车运行，其他几个按钮用于对
37、面板亮度调整、显示内容的切换和自行，其他几个按钮用于对面板亮度调整、显示内容的切换和自检等。检等。列车发车按钮。列车发车按钮。列车发车按钮通常带有灯光，当列车列车发车按钮通常带有灯光，当列车发车按钮灯光点亮时，列车驾驶员按压列车发车按钮，起动列发车按钮灯光点亮时，列车驾驶员按压列车发车按钮，起动列车向前运行。如果列车这时处于自动驾驶模式下，列车将按车向前运行。如果列车这时处于自动驾驶模式下，列车将按照行车作业要求自动运行；若列车处于列车自动防护系统控制照行车作业要求自动运行；若列车处于列车自动防护系统控制模式下，人工驾驶，列车驾驶员操纵牵引制动手柄，控制列模式下，人工驾驶，列车驾驶员操纵牵引制
38、动手柄，控制列车运行。车运行。列车发车按钮灯光熄灭时，按压列车发车按钮，属于无效列车发车按钮灯光熄灭时，按压列车发车按钮，属于无效操作。操作。8/11/2022 慢速前行按钮慢速前行按钮。列车处于列车自动防护系统控制模式下，。列车处于列车自动防护系统控制模式下，当列车自动防护系统不能从地面收到信息时，列车驾驶员按下当列车自动防护系统不能从地面收到信息时，列车驾驶员按下慢速前行按钮，请求列车以不超过设定的速度值慢速前行。慢速前行按钮，请求列车以不超过设定的速度值慢速前行。列车慢速前行设定的最高速度值，根据不同的运营需求，列车慢速前行设定的最高速度值，根据不同的运营需求，可以设为可以设为20km2
39、0kmh h，或其他值。这个速度值比列车正常运行的平，或其他值。这个速度值比列车正常运行的平均速度一般要小，慢速前行模式适合列车办理进出停车厂或均速度一般要小，慢速前行模式适合列车办理进出停车厂或车辆段作业时，控制列车慢速运行，遇到危险情况，可以采取车辆段作业时，控制列车慢速运行，遇到危险情况，可以采取措施，尽快让列车停车。措施，尽快让列车停车。显示模式按钮。显示模式按钮。面板上的显示模式按钮，用来在切换某面板上的显示模式按钮，用来在切换某些显示区域内的不同信息，可以增加显示的信息容量。些显示区域内的不同信息，可以增加显示的信息容量。调光器按钮。调光器按钮。按压调光器按钮，可以改变状态显示单元
40、按压调光器按钮，可以改变状态显示单元显示屏和指示灯的亮度。显示屏和指示灯的亮度。灯光测试按钮灯光测试按钮。按压灯光测试按钮，可以执行显示屏、。按压灯光测试按钮，可以执行显示屏、指示灯和声音报警测试。指示灯和声音报警测试。8/11/2022 (2)(2)信息显示部分信息显示部分 速度显示。速度显示。触摸屏和面板上，一般把表示速度的区域放触摸屏和面板上，一般把表示速度的区域放在屏或板的中央，便于直观显示列车运行速度值。速度显示同在屏或板的中央，便于直观显示列车运行速度值。速度显示同时用模拟方式显示和数字方式显示，表示速度范围从零到时用模拟方式显示和数字方式显示，表示速度范围从零到线路允许的最大值，
41、并留有一定的余量。线路允许的最大值，并留有一定的余量。图图8-78-7中，速度显示以中，速度显示以100km100kmh h作为最大允许运行速度值。作为最大允许运行速度值。中间的方框用数字显示当前速度值；正围绕方框的环上，标有中间的方框用数字显示当前速度值；正围绕方框的环上，标有刻度值，表示对应的列车速度值。通常用红色环指示列车当前刻度值，表示对应的列车速度值。通常用红色环指示列车当前允许运行的最大速度值，用绿色环表示列车当前的实际运行速允许运行的最大速度值，用绿色环表示列车当前的实际运行速度值。当绿色环超过红色环时，列出驾驶员可以直观看出，列度值。当绿色环超过红色环时，列出驾驶员可以直观看出
42、，列车发生了超速，并有报警提示，这时提醒列车驾驶员要采取措车发生了超速，并有报警提示，这时提醒列车驾驶员要采取措施，控制列车速度，将速度绿环降低到速度红环以内，保证列施，控制列车速度，将速度绿环降低到速度红环以内，保证列车安全正常运行。车安全正常运行。8/11/2022 两种不同颜色的速度环，直观的将列车的实际运行速度和两种不同颜色的速度环，直观的将列车的实际运行速度和当前允许运行的最大速度表示出来，可以方便列车驾驶员对列当前允许运行的最大速度表示出来，可以方便列车驾驶员对列车速度进行有效控制，提高作业效率，降低作业强度。车速度进行有效控制，提高作业效率，降低作业强度。目标速度。目标速度。在速
43、度距离模式曲线的系统中，可以显示列在速度距离模式曲线的系统中，可以显示列车从当前地点运行到下一目标处，所对应的目标处的速度值。车从当前地点运行到下一目标处，所对应的目标处的速度值。如下一目标是在站台停车，则显示目标速度为零；如果下一目如下一目标是在站台停车，则显示目标速度为零；如果下一目标是通过站台，则显示允许通过站台的速度限制值。标是通过站台，则显示允许通过站台的速度限制值。目标距离。目标距离。在速度距离模式曲线的系统中，可以显示列在速度距离模式曲线的系统中，可以显示列车从当前地点运行到下一目标处，列车所需走行的距离值。车从当前地点运行到下一目标处，列车所需走行的距离值。时间。时间。在速度距
44、离模式曲线的系统中，可以显示列车从在速度距离模式曲线的系统中，可以显示列车从当前地点运行到下一目标处，列车所需运行的时间。当前地点运行到下一目标处，列车所需运行的时间。8/11/2022 (3)(3)指示灯指示灯 面板上或触摸屏上有多个指示灯，用来表示面板上或触摸屏上有多个指示灯，用来表示列车的运行状态。列车的运行状态。超速指示灯。超速指示灯。当列车运行速度超过当前的允许的速度值当列车运行速度超过当前的允许的速度值时，超速指示灯点亮。时，超速指示灯点亮。慢速前行指示灯慢速前行指示灯。当慢速前行模式被激活时，慢速前行。当慢速前行模式被激活时，慢速前行指示灯点亮。指示灯点亮。列车自动运行指示灯列车
45、自动运行指示灯。当列车的模式选择开关放在。当列车的模式选择开关放在ATOATO挡位时，这时列车在自动运挡位时，这时列车在自动运行模式下运行行模式下运行(ATO(ATO模式模式)，列车自动运行指示灯点亮。，列车自动运行指示灯点亮。列车自动防护控制下的人工驾驶模式指示灯列车自动防护控制下的人工驾驶模式指示灯(简称人工简称人工ATP)ATP)。当列车的模式选择开关放在当列车的模式选择开关放在ATPATP挡位时，列车在列车自挡位时，列车在列车自动防护控制下，由列车驾驶员人工驾驶列车运行，这时该指示动防护控制下，由列车驾驶员人工驾驶列车运行，这时该指示灯点亮。灯点亮。8/11/2022 旁路指示灯。旁路
46、指示灯。当列车的模式选择开关，放在旁路挡位时，当列车的模式选择开关，放在旁路挡位时，该列车的车载信号系统被切除，这时旁路指示灯点春该列车的车载信号系统被切除，这时旁路指示灯点春 发车测试指示灯。发车测试指示灯。列车在发车进入运营线路前，要进行列车在发车进入运营线路前，要进行信号车载系统静态测试，如果该测试失败或没有启动该测试，信号车载系统静态测试，如果该测试失败或没有启动该测试，该指示灯熄灭；如果测试成功该指示灯被点亮；如果测试正在该指示灯熄灭；如果测试成功该指示灯被点亮；如果测试正在进行中，该指示灯将不断闪烁。进行中，该指示灯将不断闪烁。列车自动防护系统故障指示灯列车自动防护系统故障指示灯。
47、当列车自动防护系统发。当列车自动防护系统发生故障时，该指示灯点亮。生故障时，该指示灯点亮。运行方向指示灯。运行方向指示灯。当列车自动防护系统知道列车运行方当列车自动防护系统知道列车运行方向，并且在列车对位停车时能够自动控制车门时，该指示灯点向，并且在列车对位停车时能够自动控制车门时，该指示灯点亮。亮。另外，还有一些指示灯，当列车处于自动驾驶另外，还有一些指示灯，当列车处于自动驾驶(AT0)(AT0)状态状态时，相应的事件发生时，指示灯会点亮，如跳停指示灯和停站时，相应的事件发生时，指示灯会点亮，如跳停指示灯和停站结束指示灯等。结束指示灯等。8/11/2022 (4)(4)报警器报警器 当列车发
48、生超速运行，或有设备故障，或目当列车发生超速运行，或有设备故障，或目标距离、速度参数发生变化时，报警器会发出报警声，提醒列标距离、速度参数发生变化时，报警器会发出报警声，提醒列车驾驶员注意。车驾驶员注意。图图87 面板状态显示单元面板状态显示单元 8/11/2022四、列车自动防护系统地面设备四、列车自动防护系统地面设备 列车自动防护系统的列车自动防护系统的核心设备安装在列车上，核心设备安装在列车上，它所需的主要信息来自地它所需的主要信息来自地面设备。根据城市轨道交面设备。根据城市轨道交通信号系统的不同制式，通信号系统的不同制式，列车自动防护系统地面设列车自动防护系统地面设备，可以设置点式应答
49、器备，可以设置点式应答器或轨道电路，向列车传递或轨道电路，向列车传递有关信息，由安装在列车有关信息，由安装在列车上的设备接收和处理这些上的设备接收和处理这些信息。信息。移动闭塞原理移动闭塞原理 8/11/2022 1 1点式应答器点式应答器 在速度距离曲线为阶梯式的图形的信号系统中，经常会在线在速度距离曲线为阶梯式的图形的信号系统中，经常会在线路上间隔一定的距离设置点式应答器。这些应答器向线路保存有路上间隔一定的距离设置点式应答器。这些应答器向线路保存有列车的行车信息，在列车经过时，由安装在列车车底的感应接收列车的行车信息，在列车经过时，由安装在列车车底的感应接收装置从中读取或接收信息，对这些
50、信息进行综合分析处理。装置从中读取或接收信息，对这些信息进行综合分析处理。点式应答器中所包含的信息，包括有线路位置、列车运行距点式应答器中所包含的信息，包括有线路位置、列车运行距离、基本线路参数、速度限制等信息，这些信息固化在应答器。离、基本线路参数、速度限制等信息，这些信息固化在应答器。应答器可分为有源应答器和无源应答器。有源应答器向线路实时应答器可分为有源应答器和无源应答器。有源应答器向线路实时发送信息，由列车接收；无源应答器，只有在列车经过时，由列发送信息，由列车接收；无源应答器，只有在列车经过时，由列车从应答器中读取信息。车从应答器中读取信息。8/11/2022 点式应答器安装在线路上
