1、 列车自动控制（列车自动控制（ATC）系统）系统基本原理基本原理主要内容主要内容一、ATC系统综述二、ATP子系统基本原理三、ATO子系统基本原理四、ATS子系统基本原理 一、一、ATC系统综述系统综述新加坡无人驾驶新加坡无人驾驶地铁车辆地铁车辆广州下月上路的无人驾驶地铁车辆v列车自动防护系统列车自动防护系统ATP列车自动驾驶系统列车自动驾驶系统ATOv列车自动监视系统列车自动监视系统ATSAutomatic Train ProtectionAutomatic Train OperationAutomatic Train SupervisionATC系统的组成和功能系统的组成和功能不同闭塞制式
2、的不同闭塞制式的ATC系统系统v 按照闭塞按照闭塞模式，城模式，城市轨道交市轨道交通的通的ATC可以分为可以分为3.移动闭塞移动闭塞2.准移动闭塞准移动闭塞1.固定闭塞固定闭塞不同闭塞制式的不同闭塞制式的ATC系统系统7轨道电路工作稳定性容易受环境影响，如道床阻抗变化、牵引电流干扰等1.固定闭塞存在以下缺点固定闭塞存在以下缺点轨道电路传输信息量小。v利用轨道电路难以实现车队的信息传输v闭塞分区长度是按照不利条件设计的，分区较长，且一个分区只能被一列车占用，不利于缩短列车行车间隔。无法知道列车在哪一分区内的具体位置。不同闭塞制式的不同闭塞制式的ATC系统系统v（1）基本概念）基本概念2.移动闭塞
3、移动闭塞 前行列前行列车车后后续续列列车车移动定位方式移动定位方式与地面通信与地面通信移移动动定位方式定位方式与地面通信与地面通信地面控制中心地面控制中心感感应环线应环线或或无无线线通信通信不同闭塞制式的不同闭塞制式的ATC系统系统v（2）移动闭塞的特点）移动闭塞的特点v制动的起点和终点是动态的，与轨旁设备数量及行车间隔关系不大v没有固定分区，行车间隔是动态的，并随前一列车的移动而移动，速度限制连续变化。v列车间隔按照后续列车在当前速度下所需的制动距离加上安全余量计算而得。v可实现车地双向通信，易于实现无人驾驶。舒适舒适先进先进v可实现较小的行车间隔高效高效 灵活灵活安全安全不同闭塞制式的不同
4、闭塞制式的ATC系统系统v（3）移动闭塞的技术优势）移动闭塞的技术优势v安全关联计算机采用3取2或2取2冗余配置，可保证故障安全。v数据通信对所有的子系统透明v可以与无人驾驶结合，避免司机误操作或延误，从而提高效率v车地双向通信，实时提供列车的位置及速度等信息。v模块化设计，核心部分采用软件实现，硬件数量大大减少CBTC（communications based train control）不同闭塞制式的不同闭塞制式的ATC系统系统v（5）移动闭塞系统的）移动闭塞系统的ATC分类分类不同闭塞制式的不同闭塞制式的ATC系统系统v基于电缆环线基于电缆环线v基于无线通信和基于无线通信和传输媒介传输媒
5、介v直接序列扩频直接序列扩频v跳频扩频方式跳频扩频方式v点式应答器点式应答器v自由空间波自由空间波v裂缝波导管裂缝波导管v漏泄电缆等漏泄电缆等按无线扩频通信方式按无线扩频通信方式按传输媒介按传输媒介按传输速率分类按传输速率分类不同结构的不同结构的ATC1.点式点式ATC系统系统 无源，高信息容量，安装灵活，结构简单。无源，高信息容量，安装灵活，结构简单。价格明显低于连续式价格明显低于连续式ATC在北京在北京5号线有应用号线有应用难以适应行车密度大的情况难以适应行车密度大的情况不同结构的不同结构的ATC 中央处理单元中央处理单元 应答器应答器 天线天线 测速传感器测速传感器 LEU 车载设备车载
6、设备 地面地面设备设备 信号机或联锁设备信号机或联锁设备 ATP 总线总线(1)点式点式ATC的基本结构的基本结构不同结构的不同结构的ATC点式点式ATC系统设备系统设备v地面应答器地面应答器不同结构的不同结构的ATC应答查询器（应答查询器（TI及应及应TI天线天线负责与轨旁信标通信并确定负责与轨旁信标通信并确定列车的轨道位置，处理信标列车的轨道位置，处理信标发出的消息并传送给车载控发出的消息并传送给车载控制器）制器）不同结构的不同结构的ATCv.A型应答器（无源设备）型应答器（无源设备）v (1)用于确定列车位置用于确定列车位置v (2)当一辆列车驶过应答器，当一辆列车驶过应答器，它会收到一
7、条标识应答器的消息它会收到一条标识应答器的消息v.B型应答器（有源设备）型应答器（有源设备）v (1)信号机信号机B信标（安装信标（安装于信号机旁与信号机相联锁）于信号机旁与信号机相联锁）v (2)进路进路B信标（安装于信标（安装于道岔前，指示是否需要侧向速道岔前，指示是否需要侧向速度通过道岔）度通过道岔）不同结构的不同结构的ATCv轨旁电子单元轨旁电子单元LEU将不同的信号显示转化为电码并发送至列车。将不同的信号显示转化为电码并发送至列车。v车载设备车载设备a、车载应答器、车载应答器b、测速传感器、测速传感器c、中央处理单元、中央处理单元d、驾驶台上的显示、驾驶台上的显示五、不同结构的五、不
8、同结构的ATC2.连续式连续式ATC系统系统采用轨道电路的采用轨道电路的连续式连续式ATC系统系统采用轨间电缆的采用轨间电缆的ATC系统系统无线无线ATC系统系统速速度度码码模模式式距距离离码码模模式式二、二、ATP系系统统一、一、ATP的基本概念的基本概念 车载车载ATP主机主机接口接口电路电路牵引系统牵引系统制动系统制动系统牵引指令牵引指令制动指令制动指令速度输入速度输入速度传感器速度传感器 地面信号地面信号速度控制速度控制车轴车轴二、二、ATP的设备组成的设备组成v设于控制站的轨旁单元；设于控制站的轨旁单元；v设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元；设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元；v
9、车载车载ATP设备；设备；v与与ATS、ATO、联锁设备的接口设备。、联锁设备的接口设备。三、三、ATP的主要功能的主要功能v ATP系统具有下列主要功能：检测列车位置、系统具有下列主要功能：检测列车位置、停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门控动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门控制、记录司机操。制、记录司机操。轨旁轨旁功能功能传输功能传输功能车载功能车载功能三、三、ATP的主要功能的主要功能v ATP车载车载设备设备功能功能监督功能监督功能速度监速度监督功能督功能方向监方向监督功能督功能车门监车门监督功能督功能紧急制
10、动紧急制动监督功能监督功能后退监督后退监督报文监报文监督功能督功能设备监设备监督功能督功能主控钥匙开关主控钥匙开关主控钥匙开关打开，接点闭合，主控钥匙开关打开，接点闭合，ATP检测到检测到DC110V电压，电压，ATP激活；激活；主控钥匙开关没打开，接点没闭合，主控钥匙开关没打开，接点没闭合，ATP检测不到检测不到DC110V电压，电压，ATP未未激活。激活。车车辆辆ATP车载车载单元单元+110V主控钥匙开关主控钥匙开关双通道双通道ATP接口接口车辆车辆ATP车载单元车载单元左门锁闭左门锁闭右门锁闭右门锁闭+24V门控接点门控接点左右两边门都关闭，两锁闭继电器接点闭左右两边门都关闭，两锁闭继
11、电器接点闭合，送回合，送回24V电压给电压给ATP，否则，不能送，否则，不能送回回24V电压，电压，ATP车载单元通过检测是否车载单元通过检测是否送回该电压来判断两车门是否关闭。送回该电压来判断两车门是否关闭。ATP接口接口车辆车辆ATP车载单元车载单元+24V强行开门按钮强行开门按钮强行开门按钮强行开门按钮ATP车载单元向强行开门按钮接点输送车载单元向强行开门按钮接点输送24V电压，当强行按钮被按电压，当强行按钮被按压，接点闭合，压，接点闭合，24V电接地，电接地，ATP车载系统通过检测该电压是否接车载系统通过检测该电压是否接地来判断强行开门按钮是否被按压。地来判断强行开门按钮是否被按压。A
12、TP接口接口车辆的紧急制动状态车辆的紧急制动状态车辆车辆+110V紧急制动紧急制动ATP车载单车载单元元由车辆向由车辆向ATP车载单元输入电压，当电压为车载单元输入电压，当电压为DC110V时时是非紧急制动状态，当电压为是非紧急制动状态，当电压为0V时，是紧急制动状态，时，是紧急制动状态，车载车载ATP单元通过检测该电压来判断是否处于紧急制动单元通过检测该电压来判断是否处于紧急制动状态。状态。ATP接口接口自动折返按钮自动折返按钮ATP车载单元向自动折返按钮送车载单元向自动折返按钮送24V电压，当按压自动电压，当按压自动折返按钮，接点闭合，折返按钮，接点闭合，24V电接地；当没有按压按钮，电接
13、地；当没有按压按钮，接点不闭合，接点不闭合，24V电不接地。电不接地。ATP车载单元通过检测该车载单元通过检测该电压是否接地来判断自动折返按钮是否被按压。电压是否接地来判断自动折返按钮是否被按压。车辆车辆+24V自动折返按钮自动折返按钮ATP车载单元车载单元ATP接口接口v对列车执行适当操作对列车执行适当操作v3 3、ATPATP静态输出静态输出v 车载车载ATPATP单元在激活状态下，根据相关的检测结果单元在激活状态下，根据相关的检测结果（包括检测到按钮动作及车辆运行状态）会发生一（包括检测到按钮动作及车辆运行状态）会发生一定动作，诸如启动紧急制动，允许开车门，开启定动作，诸如启动紧急制动，
14、允许开车门，开启ATPATP安全责任灯等。安全责任灯等。ATP接口接口1 1、紧急制动、紧急制动车辆车辆+110VATP车载单元车载单元运行错误时启动，出现故障时启动，从车辆给运行错误时启动，出现故障时启动，从车辆给110V到到ATP车载单车载单元，如没有启动紧急制动，元，如没有启动紧急制动，K6、K7闭合，送回闭合，送回110V电压，车辆电压，车辆不能启动紧急制动。不能启动紧急制动。如果启动紧急制动，如果启动紧急制动，K6、K7不闭合，不能送回不闭合，不能送回110V电压，车辆电压，车辆启动紧急制动。启动紧急制动。K6.K7继电器继电器ATP接口接口2 2、允许开门（允许开左门和允许开右门）
15、、允许开门（允许开左门和允许开右门）车辆车辆ATP车载单元车载单元+110V允许开左门允许开左门+110V允许开右门允许开右门列车停在停车窗内，列车停在停车窗内，ATP根据由轨旁设备发来的报文决根据由轨旁设备发来的报文决定允许开哪侧旅客车门，只有在停车窗内或者按压强行定允许开哪侧旅客车门，只有在停车窗内或者按压强行开门按钮，开门按钮，ATP才允许开门，才允许开门，ATP送电压给车辆上相关送电压给车辆上相关继电器，当送的是继电器，当送的是110V时候，车门打开，否则，车门不时候，车门打开，否则，车门不能打开。能打开。ATP接口接口三、三、ATO子系统的工作原理子系统的工作原理ATO子系统的主要功
16、能1、速度调节功能2、车站程序对位停车控制3、列车自动运行模式四、四、ATS子系统基本子系统基本原理原理ATS系统的组成系统的组成ATS主要功能主要功能22113581635 列车列车运行运行 调整调整服服 务操作务操作列车列车 监视监视跟踪跟踪旅客信息旅客信息显显 示系统示系统仿真演示仿真演示 运行报告运行报告 监监 控与报警控与报警进进 路路自动自动 调整调整时时 刻表刻表 处理处理列列 车确实车确实位位 置识别置识别ATS基本原理基本原理v1.自动列车跟踪自动列车跟踪v2.自动排列进路自动排列进路v3.时刻表系统时刻表系统v4.列车自动调整列车自动调整v5.控制和显示控制和显示v6.记录功能记录功能v7.列车运行图显示列车运行图显示v8.培训培训/演示演示
