城市轨道交通概论19自动控制系统

项目五城市轨道交通信号与通信系统任务三

了解列车自动控制系统【任务目标】1.知识目标（1）了解列车自动控制系统的组成（2）掌握列车自动控制系统的种类（3）了解列车自动控制系统各组成部分的功能（4）了解CBTC的特点2.能力目标（1）会用专业知识，通过专业书籍，多媒体课件和图片资料获得帮助信息（2）会口头表达出本次任务的知识要点及学习成果3.素质目标（1）具有良好的职业意识

（2）能自主学习新知识、新技能（3）具有高度的职业责任心和正确的学习态度（4）具有较强信息搜集能力，会查找列车自动控制系统的新知识和新的发展动向（5）具有团队协作能力和吃苦耐劳的精神

任务三

了解列车自动控制系统一、列车自动控制系统的组成列车自动控制系统（AutomaticTrainControlSystem，ATC系统）主要包括：列车自动保护系统（AutomaticTrainProtection，ATP）、列车自动运行系统（AutomaticTrainOperation，ATO）、列车自动监控系统（AutomaticTrainSupervision，ATS）三个子系统。任务三

了解列车自动控制系统任务三

了解列车自动控制系统列车自动控制系统设备框图列车自动控制系统各子系统的功能任务三

了解列车自动控制系统二、列车自动控制系统的种类(一)闭塞的基本知识1、闭塞的定义为保证列车运行的安全，在组织列车运行时，通过设备或人工控制，使连续发出的列车保持一定间隔安全行车的办法称为行车闭塞法，简称闭塞。2、闭塞的方式(1)时间间隔法(2)空间间隔法3、轨道交通常见的闭塞制式(1)半自动闭塞(2)自动闭塞任务三

了解列车自动控制系统(二)列车自动控制系统的种类1、按闭塞制式分类按闭塞制式不同，ATC系统分为固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。任务三

了解列车自动控制系统2.按结构分类(1)点式ATC系统。点式ATC系统是在地面设置应答器，当列车驶过地面应答器，车载应答器与地面应答器对准时，车载应答器通过电磁感应的方式将能量传递给地面应答器，地面应答器的内部电路开始工作，将所存数据通过电磁感应传送到车上。列车计算机系统根据所得到的数据计算制动曲线。(2)连续式ATC系统。连续式ATC系统，使用数字音频轨道电路从地面传至车上前方目标距离的一系列数据，车载设备根据传来的数据信息，实时计算允许速度曲线，并按此曲线控制。此系统速度监控实时、无级，可实现平稳驾驶。任务三

了解列车自动控制系统三、列车自动保护系统系统（ATP）（一）ATP系统的工作原理当列车在区间行驶过程时，轨旁ATP计算机通过轨道电路将行车信息发送到车上，车载ATP天线接收信息并传递到车载ATP计算机。同时车载ATP计算机结合速度传感器收集到的列车状态信息(位移、方向等)，形成对列车的自动防护，从而保证列车运行安全。当列车进站时，车载ATP天线接受同步环线发送的停车位置信息，并将信息发送给车载ATP计算机，同时车载ATP计算机结合速度传感器收集到的列车状态信息，给出列车精确停车的方案。当列车停稳时，车载ATP计算机向地面发送开关门信息。室外应答器接收信息传递室内应答器控制柜，进而驱动屏蔽门开关门，实现车门与屏蔽同步开关。任务三

了解列车自动控制系统（二）ATP系统的功能1、列车定位：它能够确定列车在路网中的地理位置。2、速度和距离测量：它能够确定列车的速度和位置(距前方目标点的距离)。3、ATP监督功能：它能够对列车安全的各个方面(如速度、方向、车门、紧急制动、后退、报文和设备)进行监督。4、超速防护：它能够严密监视限制速度不被超越，一旦超过，先提出警告，然后启动紧急制动，并记录。5、停车点保护：停车点有时就是危险点，通常在停车点的前方设置一段防护段，保证列车停在危险点前方。6、列车间隔控制：在保证行车安全(防止两列车发生追尾事故)的情况下，控制列车最短间隔控制可以提高运行效率。7、车门、屏蔽门控制：ATP轨旁设备与屏蔽门采用安全接点的物理接口，只有列车停在规定的停车点，列车车门与屏蔽门才能打开。任务三

了解列车自动控制系统四、列车自动运行系统（ATO）（一）ATO子系统的工作原理ATO子系统从ATP子系统获得最大允许速度和列车实时速度，并根据ATS子系统和定位系统的信息，发出牵引和制动命令，驾驶列车运行。（二）ATO子系统的功能ATO子系统的功能分为基本控制功能和服务功能：1、基本控制功能基本控制功能是自动驾驶、自动折返、自动控制车门开闭等。自动驾驶又包含自动调整列车运行速度、停车点的目标制动、从车站自动发车、区间内临时停车等2、服务功能服务功能包括列车位置功能、允许速度功能、巡航/惰行功能等。任务三

了解列车自动控制系统（三）列车驾驶模式1、ATO模式：是正线上列车运行的正常模式。采用ATO模式时，列车在车站间的运行是自动的，不需要司机驾驶，司机只负责监督ATP/ATO指示、列车状况，以及所要通过的轨道、道岔、信号的状态，必要时加以干预。2、AR模式：AR模式即自动折返模式。3、SM模式：SM模式即在ATP子系统监督下的人工驾驶模式，也称为列车自动防护驾驶模式，是列车的降级模式。处于此模式时，驾驶员在ATP子系统的监督下根据驾驶室显示推荐的速度手动驾驶列车，当列车速度超过ATP子系统的允许速度时发出警告，继而紧急制动。此模式在ATO模式发生故障时使用。4、RM模式：RM模式即限制式的人工驾驶模式。5、URM模式：URM模式即非限制式人工驾驶模式,采用URM模式时,列车的运行完全由司机负责,没有ATP的监控。此模式用于车载ATP设备故障、车辆部分设备处于检修和调试状态等情况。任务三

了解列车自动控制系统五、列车自动监控系统（ATS）ATS系统主要实现对列车运行的监督和控制，包括列车运行情况的集中监视、自动排列进路、列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录列车运行实际轨迹、自动进行运行数据统计及自动报表、自动监测设备运行状态等，辅助调度人员对全线列车进行管理。（一）ATS系统的构成ATS系统主要包括控制中心设备和车站(车辆段)设备。1、控制中心设备。控制中心设备如图5.24所示，包括调度工作站、列车运行计划工作站、系统服务器、数据库服务器、网络通信设备、电源设备等。2、车站设备。有集中联锁站和非集中联锁站两种。ATS系统控制中心设备房任务三

了解列车自动控制系统中央控制室车站控制室任务三

了解列车自动控制系统（二）ATS系统的功能ATS系统具有列车监视、时刻表处理、自动建立进路以及列车运行调整方面的功能。任务三

了解列车自动控制系统六、基于无线通信的列车自动控制(CBTC)系统（一）CBTC系统概述基于无线通信的列车自动控制(Communication-BasedTrainControl,CBTC)系统是一种采用先进的通信、计算机技术，连续控制、监测列车运行的信号系统。（二）CBTC系统特点CBTC系统的关键技术是双向无线通信系统、列车定位技术、列车完整性检测等。列车定位技术有多种方式，例如，车载设备的测速——测距系统、全球卫星定位、感应回线等。CBTC系统的突出优点是可以实现车辆与地面之间的双向通信，并且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动闭塞，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作，可以大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行控制。任务三

了解列车自动控制系统（三）CBTC系统结构组成CBTC系统主要由ATS、区域控制器、车载设备、轨旁设备等组成。CBTC系统结构组成如图5.26所示。任务三

了解列车自动控制系统车载ATC任务三

了解列车自动控制系统（四）CBTC系统的主要技术指标(以某城市地铁为例)1、设计行车间隔不大于90s，设计折返间隔不大于108s。2控制中心：控制中心ATS系统至少能管理100列列车，对于线路长度不做限制。3、轨旁ATP计算:设置有6套ATP，每套至少能管理20列列车，完全满足远期的列车管理要求。4、在基于CBTC信号系统的ATO控车模式下，列车在站台精确停车要求达到：停车精度在士0.3m范围内的概率≥99.99%;停车精度在士0.5m范围内的概率≥99.9998%。5、在后备模式点式ATO控车模式下，列车在站台精确停车要求达到：停车精度在士0.5m范围内的概率≥99.9998%。6、当列车在站台停车精度>0.5m时，车载信号设备不能打开车门/屏蔽门。7、列车自动控制系统的信息表示采集周期和控制命令反应时间均不应大于1s。8、热备切换时间不影响设备工作的连续性，可做到无忧切换。9、列车到达折返站能可靠实现无人自动折返的正确率为≥99.99%。10、对整个系统的运行转台检测数据至少可保存1年。任务三

了解列车自动控制系统【任务小结】本任务介绍了列车自动控制系统（ATC）的组成、闭塞的定义与种类、CBTC的特点，介绍了列车自动控制系统（ATC）的种类及三个了系统的功能。通过本任务的学习，学生需了