车载信号系统介绍.ppt

车载信号vatc系统介绍 目录 vatc设备组成vatc系统功能vatc系统列车驾驶模式vatc系统司机用显示器todvatc系统与其他系统的接口 车载atc采用了故障 安全原理的双通道冗余校验 2取2 结构 为满足在地铁应用中高可用性要求 每列车采用两套冗余vatc设备 以实现热备切换 下图为车载vatc的配置图 vatc设备组成 1 车上设备 vatc机柜 司机用显示器 mitrac 继电器柜和移动无线设备 2 车底设备 多普勒雷达 位标读取器和测速仪 3 车顶 顶罩内设备 漏缆天线 w o连接器 los天线 w o连接器 一 车载vatc系统设备包括 由vatp vato及i o电子接口 包括atp1cpu atp2cpu 同步安全驱动器 ato scpcpu 数字输入板 多功能i o mpio 板 数字输出 脉冲计数器等模块组成 vatc配置 1 vatc机柜组成 二 vatc系统组成 继电器逻辑框架由安装在一个pc板上的21个安全继电器和一个继电器状态显示组件构成 继电器逻辑构架通过列车线电路接口电路为列车 多辆车箱构成的 建立逻辑运行条件 它包含多个继电器 2 继电器逻辑架构 移动无线设备在车载atc系统和轨旁系统之间提供一个数据链接 无线通信单元到atc通过以太网连接 这提供了与atc串行通信处理器组件内 3 移动无线设备 mdr 4 速度 位置测定系统 列车速度和位置测定是由转速仪 多普勒雷达和信标读取器组成 4 2多普勒雷达 drs05 多普勒雷达利用多普勒原理 多普勒的输出是脉冲流其频率和测量的列车速度成比例 多普勒雷达用以读取5km h以上的速度信号并检测空转 打滑 位标读取器安装在车下 用于读取安装在导轨上的金属信标的识别码 atp处理器用这个数据确定列车在系统内的精确位置 4 1位标读取器 每个转速计提供一组两个脉冲流到atc 每个脉冲代表一个列车已经通过的固定位移使atc可以相对于系统地图连续地确定列车的位置 还可以确定速度和加速度 转速计还可以通过每个转速计的两个脉冲序列比较相位关系以确定列车运行方向 4 3 测速仪 漏缆天线在地下隧道内接收发送信号 用于发送列车的位置和状态信号 接收轨旁漏缆天线ap发送过来的轨旁列车控制信号 漏缆天线安装在列车驾驶员上方车顶罩下面的区域 与列车运行方向平行 5 漏缆天线 漏缆 地铁隧道中的信号传输 6 los天线 los天线在地面高架段接收发送信号 用于发送列车的位置和状态信号 接收高架区段los天线发送过来的轨旁列车控制信号 los天线安装与列车的顶部 与列车的运行方向平行 地面高架段接收发送信号 vatc系统功能包括vatp安全和vato非安全功能 车载atc vatc 设备由两个主要子系统组成 安全的车载列车自动防护子系统 vatp 非安全的车载列车自动驾驶子系统 vato 此外 还有辅助系统支持 无线通信子系统和定位系统 vatc系统设备功能介绍 vatc系统功能 vatp程序建立安全列车操作的准则 并确保无论要求来自于vato或列车驾驶员 这些准则均得到满足 vatp执行以下主要功能 1 1vatp的功能 与ratp通信安全制动模型超速防护和制动保证后溜防护列车完整性防护车门打开联锁控制 发车联锁列车位置计算轮径校准监测安全子系统执行诊断功能vatp硬件初始化和自检 vato执行所有其他的非安全相关的功能 车载ato采用平滑协调的控制技术 并拥有预加速 减速功能 实现列车节能运行和提高旅客乘坐舒适度 以下为vato子系统功能 1 2vato的功能 与rato通信与vatp通信自动速度控制程序站停列车车门控制 切换与列车司机显示器接口执行诊断功能执行嵌入式的ptu功能vato硬件初始化及自检 一 正常驾驶模式非受限人工驾驶 nrm 受限人工驾驶模式 rm 列车自动防护驾驶 atp 自动驾驶 ato 自动折返 atb 无人驾驶的自动折返 无列车司机 datb vatc系统列车驾驶模式介绍 1 正常驾驶模式 在nrm模式 列车司机完全地 非受限地控制列车 没有任何vatc以任何方式对列车进行干预或控制 在nrm模式司机负责确保安全 列车司机必须依照运营规则的按可视信号行车 如果vatc在运行和通信时 nrm模式被选中 将立即产生报警并发送给ats 在nrm模式vatc依然带电 但是为非激活状态 nrm模式主要被用于在atc出现不可恢复故障情况下的后备模式 nrm模式在atc旁路开关设置在旁路位置时有效 1 1非受限人工驾驶 nrm 1 2受限人工驾驶模式 rm rm模式可以允许在限制人工驾驶时速度达到25km h 值可以修改 该模式允许列车没有移动授权的移动 rm模式是用在信号区以外的没有轨旁atc的地区 例如车辆段或其他线 但是 列车司机有可能在信号区段选择rm模式 在rm模式时 无论vatc是否仍然通信 列车司机必须依照运营规则的遵守可视信号行车 在rm模式时 没有轨旁atc防护列车 在rm模式 vatp提供安全开门联锁防护 开门联锁防护在列车零速时发出列车两侧门能使 列车司机负责车门开和关 如果发现未授权的车门操作 vatp将输出常用制动让列车停止 1 3列车自动防护驾驶 atp atp模式在vatp系统的防护下允许受限人工操作 atp模式需要与轨旁atc通信 vatp限定列车按照轨旁atc授予的当前移动授权行驶 列车司机负责人工执行速度调节 站停 靠站时间及门操作等功能 在atp模式下不允许反向运行 列车司机人工控制列车速度 受atp系统的监测和保护 下面的速度曲线由atp系统计算和应用 允许速度曲线 这个为司机需要遵循的速度 如果运行速度增加 则司机可以加速列车 如果允许速度降低为更低一些的速度 则司机需要开始对列车进行减速 报警速度曲线 该速度曲线高于允许速度曲线 当速度大于报警曲线时 触发声光报警 在tod中 该速度通过声音报警来标识 安全速度曲线 该速度曲线高于报警速度曲线 当速度超过该曲线时 vatp自动实施紧急制动 直至列车完全停住 安全速度 atp防护速度报警速度 低于安全速度3km hr允许速度 低于安全速度5km hr 1 4自动驾驶 ato ato模式将提供完全的自动列车驾驶 只需少量的人工干预 列车在站停结束后由司机同时按压两个 atcstart 按钮2秒 启动列车 vato通过相关的列车牵引 惰行 制动指令全程控制和调节列车速度以满足相关的冲击限制和乘客舒适度 vato接受来自vatp系统实施的限速 在ato模式下不允许反向运行 1 5自动折返 atb 自动折返用于在线路终端或在其他有必要折返的地方执行折返 通常 这种折返操作由司机在车司机在站台尾端驾驶室来执行 以便减少折返时间 对深圳3号线 折返操作时有两个司机 每端驾驶室一个 头车司机负责折返操作的前一半 然后关断头车驾驶室 在尾端列车司机将完成自动折返运行到另一侧站台 以下是在atb模式下 执行折返的顺序 1 列车到达并停在需要折返的站台 第二个司机在尾端上车 2 轨旁atc建立折返进路 并与vatc通信 ratp向vatp发送atb使能信号 3 vatc进入atb模式 tod模式指示改变为 atb 该模式自动转换 并不要求列车司机确认 头车驾驶室的方向手柄必须保持在向前位置 4 根据门模式状态 列车司机关闭车门 或是列车自动关门 5 列车司机按压 atostart 按钮 6 列车驶出站台 运行到中途折返点并停车 7 atb模式完成 vatc进入空闲模式 tod模式指示改变为 无模式 8 头车列车司机把方向手柄打到空档且关闭驾驶室 tod显示变为空白 9 在头车驾驶室关闭后 在另一端驾驶室的列车司机将激活驾驶室 10 列车司机将方向手柄至于向前位 11 轨旁atc给vatc发送新的进路 进路从中途折返点至对应站台 12 列车司机选择新的驾驶模式 13 如果选择ato模式 列车司机按压 atostart 按钮 14 列车从中途折返点开始运行 到达站台并停在指定的站台停车点 1 6无人驾驶的自动折返 datb 无人驾驶自动折返模式提供不需要列车司机的折返操作 该功能通常只用于终点站 以下是在datb模式下 执行折返的顺序 1 列车到达并停在需要折返的站台 2 轨旁atc建立折返进路 并与vatc通信 3 ratp给vatp发送一个datb使能信号 只有在列车停靠在一个站台后 vatp才收到来自ratp的datb使能信号 4 根据门模式状态 列车司机关闭车门 或列车自动关门 5 列车司机把方向手柄置于中间位 在tod上选择 datb模式 且关闭驾驶室 列车两端tod将持续显示datb模式 6 列车司机离开列车 7 列车司机按压一个站台上的按钮来授权列车离开站台 8 列车驶出站台 运行至中途折返点 并停车 9 轨旁atc给vatc发送一新的进路 进路由中途折返点至对应站台 10 列车改变运行方向 列车运行至对应站台并停在指定的站台停车点并打开车门 11 datb模式结束 vatc进入空闲模式 tod保空白直到驾驶室被司机激活 注析 ma 移动授权至非零速区段的保护点to 列车驾驶员eb 紧急制动hfp 前方追踪点fcp 前方保护点 逻辑与 逻辑或 2 驾驶模式之间的转换条件 2 驾驶模式之间的转换图 二 驾驶模式降级 vatc与区域atp失去通信vatc与区域ato失去通信列车位置丢失在信号区的人工操作丢失所有门关闭指示信号 如果vatc与ratp失去通信达到3秒 其结果是强行执行常用制动停车同时失去移动授权 rm模式将是唯一可用模式直到与ratp通信恢复 如果在常用制动完成前通信恢复 常用制动指令将取消 将保持当前的驾驶模式 在tod上同时显示当前驾驶模式和可用驾驶模式 当通信恢复 ratp将自动对列车进行从新初始化 1 1vatc与区域atp失去通信 1 2vatc与区域ato失去通信 如果vatc丢失位置 其结果是强制执行紧急制动 随后丢失移动授权 rm模式为唯一可用模式直到列车位置确定 一旦列车位置确定 列车已初始化 则atp ato模式可用 1 3列车位置丢失 如果vatc与区域ato的通信丢失 vatc限制在atp模式 直到与区域ato通信恢复 列车将持续运行到下一站并停车 司机必须选择atp模式继续运行 在停车之前如果通信恢复 列车将在ato模式下继续运行 在tod上同时显示当前驾驶模式和可用驾驶模式 1 4 在信号区的人工操作 依照用户的程序及规则 列车司机可以将atp ato列车降级至rm或nrm模式 若这样做 将采用固定闭塞信号的方式对该列车及系统内其它列车实施防护 但是 当运行在rm或nrm模式时 列车司机承担全部责任确保降级列车的安全驾驶 如果超出rm模式的功能 vatc无法保护或干预列车司机的操作失误 列车的定位和通信恢复 列车司机可以按意愿升级至atp ato操作模式 1 5 丢失所有门关闭指示信号 1 5 1 ato atb和datb驾驶模式 当列车在移动时丢失 所有门关闭 指示信号时 vatp将实施一个紧急制动来停车 当列车在零速时 如果没有 所有门关闭 指示信号 vatp将切除能牵引和不允许启动列车 1 5 2 atp驾驶模式 atp驾驶模式允许列车在没有 所有门关闭 指示信号下运行 当列车在移动时如果丢失 所有门关闭 指示信号 vatp将强制实施紧急制动来停车 当列车在零速时 如果 门关闭旁路 输入信号失效 vatp将切除牵引和不允许启动列车直到得到 所有门关闭 指示信号 当列车在零速时 如果 门关闭旁路 输入信号激活 即使没有 所有门关闭 指示信号 vatp也将使能牵引和运行启动列车 然而 在这种情况下 vatp将不使能列车门直到 门关闭旁路 输入信号失效和切除牵引 以上描述的操作要求列车司机把 门关闭旁路 开关达到off位置 以便使能列车门去打开车门 激活 门关闭旁路 开关去允许vatp使能牵引和启动列车 这为在站台处在atp运行模式下伴随一个严重车门故障下允许乘客安全换乘提供了检测顺序 1 5 3 rm驾驶模式 rm驾驶模式允许列车在没有 所有门关闭 指示信号下运行 列车门使能和牵引使能的操作与atp模式下操作类似 除了在零速时 没有对车门的对齐或来自ratp的限制进行检测 当列车在零速时 如果 门关闭旁路 输入失效 当 所有门关闭 指示信号移除时 vatp将切除牵引 当 所有门关闭 指示信号实施时 vatp使能牵引 在零速时 都将使能列车两侧车门 当列车在零速时 如果 门关闭旁路 输入激活 即使没有 所有门关闭 指示信号 vatp也将使能牵引及允许启动列车 然而 在这种情况下 vatp将不使能列车门直到 门关闭旁路 输入失效 以上描述的操作要求列车司机把 门关闭旁路 开关达到off位置 以便使能列车门去打开车门 及激活 门关闭旁路 开关去允许vatp使能牵引和启动列车 三 门模式 列车有三种门模式 a a 自动开 自动关a m 自动开 手动关m m 手动开 手动关 在tod上可以选择门模式当列车驾驶模式为nrm rm或atp时 只有m m门模式可用 当列车驾驶模式为ato或atb时 三种门模式均可用 当列车驾驶模式为datb时 只有a a和a m门模式可用 四 后退运行 一旦停车越过站台 列车司机需要对列车从新定位 使其与站台对齐 这通过列车退行来完成 由于ato和atp模式不允许后退 列车司机仅限于使用rm模式 当在停站站反向运行列车时 ratp将列车后端的冲突点固定 避免影响后续列车 tod在站台信息框中将显示 后退允许 司机按压tod上的rm按钮 在后退运行完成且列车对齐站台后 站台信息 后退允许 移除 司机在tod上按压ato或atp按钮恢复至可用驾驶模式 站台信息框此时显示 门使能 列车司机显示器为第三方人机接口 安装在司机操作台中央 列车司机显示器为司机显示必要的列车驾驶信息 这类信息为当前列车速度 允许速度 目标速度和驾驶模式 列车司机显示器可以让司机与vatc相互配合 vatc系统司机用显示器tod 1 列车驾驶员操作按钮接口 cancelatb取消自动折返ok增强亮度标志减弱亮度标志english 选择英语显示 中 选择中文显示 司机号 doora a自动开 关门doora m自动开门 手动关门doorm m手动开 关门rm限制人工atpatp人工ato自动驾驶datb无人自动折返 2 atc停站时间 以秒为单位显示站停时间 3 状态信息和报警信息 列车注册 列车注册并定位 授权离开轨旁无线通信故障车门故障出车检测故障自动运行故障2 2 ato故障2 2 自动防护系统故障2 2 atp故障2 2 超速atp紧急制动 atp实施紧急制动 4 紧急制动状态信息 noemergencybraking无紧急制动emergencybraking紧急制动 5 速度表显示 tod能够同时显示三种不同速度 速度将被显示为曲线条或类似显示 半圆的弧形刻度盘显示从0到120km h的速度 所有速度显示为0 5km h的倍数 实际速度 在中间的刻度盘显示为蓝色实线条 允许速度 在最里面的刻度盘显示为黄色虚线条 最大速度 在最外侧的刻度盘上显示为红色虚线条 6 显示门模式 门操作模式在显示器左上角显示 门操作模式区为永久固定框域 固定显示标题 doormode a a 自动开 自动关a m 自动开 手动关m m 人工开 人工关 7 lifesign生命标识 为了证实tod和atc之间的通信正确 tod将监控 生成一个生命标信号 另外 在tod右下角将有一个固定的标识 用来检测显示颜色的正确操作 在右边有一个动态标识