列车自动控制系统基本原理

列车自动控制 ATC 系统基本原理 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 ATC系统综述 新加坡无人驾驶地铁车辆 广州下月上路的无人驾驶地铁车辆 列车自动防护系统ATP 列车自动驾驶系统ATO 列车自动监视系统ATS AutomaticTrainProtection AutomaticTrainOperation AutomaticTrainSupervision ATC系统的组成和功能 不同闭塞制式的ATC系统 按照闭塞模式 城市轨道交通的ATC可以分为 3 移动闭塞 2 准移动闭塞 1 固定闭塞 不同闭塞制式的ATC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 轨道电路传输信息量小 利用轨道电路难以实现车队的信息传输 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ATC系统 1 基本概念 2 移动闭塞 前行列车 后续列车 移动定位方式 与地面通信 移动定位方式 与地面通信 地面控制中心 感应环线或无线通信 不同闭塞制式的ATC系统 2 移动闭塞的特点 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 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 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 可实现车地双向通信 易于实现无人驾驶 舒适 先进 可实现较小的行车间隔 高效 灵活 安全 不同闭塞制式的ATC系统 3 移动闭塞的技术优势 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 数据通信对所有的子系统透明 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 车地双向通信 实时提供列车的位置及速度等信息 模块化设计 核心部分采用软件实现 硬件数量大大减少 CBTC communicationsbasedtraincontrol 不同闭塞制式的ATC系统 5 移动闭塞系统的ATC分类 不同闭塞制式的ATC系统 基于电缆环线基于无线通信和传输媒介 直接序列扩频跳频扩频方式 点式应答器自由空间波裂缝波导管漏泄电缆等 按无线扩频通信方式 按传输媒介 按传输速率分类 不同结构的ATC 1 点式ATC系统 无源 高信息容量 安装灵活 结构简单 价格明显低于连续式ATC 在北京5号线有应用 难以适应行车密度大的情况 点式ATC系统 不同结构的ATC 1 点式ATC的基本结构 不同结构的ATC 点式ATC系统设备 地面应答器 不同结构的ATC 应答查询器 TI及应TI天线负责与轨旁信标通信并确定列车的轨道位置 处理信标发出的消息并传送给车载控制器 不同结构的ATC A型应答器 无源设备 1 用于确定列车位置 2 当一辆列车驶过应答器 它会收到一条标识应答器的消息 B型应答器 有源设备 1 信号机B信标 安装于信号机旁与信号机相联锁 2 进路B信标 安装于道岔前 指示是否需要侧向速度通过道岔 不同结构的ATC 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 车载设备a 车载应答器b 测速传感器c 中央处理单元d 驾驶台上的显示 五 不同结构的ATC 2 连续式ATC系统 采用轨道电路的连续式ATC系统 采用轨间电缆的ATC系统 无线ATC系统 速度码模式 距离码模式 二 ATP系统 一 ATP的基本概念 车载ATP主机 接口电路 牵引系统 制动系统 牵引指令 制动指令 速度输入 速度传感器 地面信号 速度控制 车轴 二 ATP的设备组成 设于控制站的轨旁单元 设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元 车载ATP设备 与ATS ATO 联锁设备的接口设备 三 ATP的主要功能 ATP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 移动闭塞时 临时限速 测速测距 车门控制 记录司机操 轨旁功能 传输功能 车载功能 三 ATP的主要功能 ATP车载设备功能 主控钥匙开关 主控钥匙开关打开 接点闭合 ATP检测到DC110V电压 ATP激活 主控钥匙开关没打开 接点没闭合 ATP检测不到DC110V电压 ATP未激活 ATP接口 门控接点 左右两边门都关闭 两锁闭继电器接点闭合 送回24V电压给ATP 否则 不能送回24V电压 ATP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 ATP接口 车辆 ATP车载单元 24V 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24V电压 当强行按钮被按压 接点闭合 24V电接地 ATP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 ATP接口 车辆的紧急制动状态 由车辆向ATP车载单元输入电压 当电压为DC110V时是非紧急制动状态 当电压为0V时 是紧急制动状态 车载ATP单元通过检测该电压来判断是否处于紧急制动状态 ATP接口 自动折返按钮 ATP车载单元向自动折返按钮送24V电压 当按压自动折返按钮 接点闭合 24V电接地 当没有按压按钮 接点不闭合 24V电不接地 ATP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 ATP接口 对列车执行适当操作3 ATP静态输出车载ATP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 会发生一定动作 诸如启动紧急制动 允许开车门 开启ATP安全责任灯等 ATP接口 1 紧急制动 车辆 110V ATP车载单元 运行错误时启动 出现故障时启动 从车辆给110V到ATP车载单元 如没有启动紧急制动 K6 K7闭合 送回110V电压 车辆不能启动紧急制动 如果启动紧急制动 K6 K7不闭合 不能送回110V电压 车辆启动紧急制动 K6 K7继电器 ATP接口 2 允许开门 允许开左门和允许开右门 列车停在停车窗内 ATP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开门按钮 ATP才允许开门 ATP送电压给车辆上相关继电器 当送的是110V时候 车门打开 否则 车门不能打开 ATP接口 三 ATO子系统的工作原理 ATO子系统的主要功能 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 ATS子系统基本原理 ATS系统的组成 ATS主要功能 列车运