城市轨道交通ATC系统课件：ATC系统概述

ATC系统概述

ATC系统概述01一、ATC

系统的组成和功能二、ATC

系统的闭塞制式三、ATC

系统的结构ATC

系统的组成和功能02列车白动控制(

Automatic

Train

Control,

ATC)

系统是城市轨道交通信号系统的最重要的组成部分，它实现行车指挥和列车运行自动化，能最大程度地保证列车运行安全,提高运输效率，减轻运营人员的劳动强度，发择城市轨道交通的通过能力。ATC

系统的技术含量高，运用了许多当代重要的科技成果ATC

系统的组成和功能02列车自动控制(ATC)系统包括三个子系统列车自动运行(

Automatic

Train,ATo)列车自动防护(

Automatic

Train

Protect,

ATP)列车自动监控

(Automatic

Train

Supervision,

ATS)ATC

系统的组成和功能02ATP/ATO

功能有三个子功能ATP/ATO轨旁功能ATP/ATO

传输功能ATP/ATO

车载功能ATC

系统的组成和功能02ATP/ATO

轨旁功能负责列车间隔计算和授权报文生成。ATP/ATO

传输功能负责发送信号,包括报文和

ATC

车载设备所需的其他数据。ATP/ATO

车载功能负责列车的安全运营安全速度曲线计算、列车自动驾驶且给信号系统和司机提供接口。ATC

系统的组成和功能02ATS

功能实现对列车运行及所控制的道岔、信号机等设备运行状态的监督和控制，显示全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时，及时做出调整。ATS

功能自动或由人工监控线路,及向行车调度员和外部系统提供信息。

PTI

功能是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给

ATS,向

ATS

报告列车的识别信息、目的号码及乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。ATC

系统的闭塞制式02按闭塞制式，城市轨道交通

ATC

系统可分为：固定闭塞式

ATC

系统准移动闭塞式ATC

系统移动闭塞式

ATC

系统。ATC

系统的闭塞制式021.固定闭塞

固定闭塞将线路划分为固定的区段，不论前、后列车的位置，还是前、后列车的间距都是用固定的地面设备(如轨道电路等)检测和表示的。线路条件和列车参数等均需在闭塞设计过程中加以考虑，并体现在地面固定区段的划分中。ATC

系统的闭塞制式022.准移动闭塞

准移动闭塞,也可称之为半固定闭塞，解释为“预先设定列车的安全追踪问隔距离，根据前方目标状态设定列车的可行车距旁和运行速度、介于固定闭塞和移动闭塞之间的一种闭塞方式”ATC

系统的闭塞制式023.

移动闭塞

移动闭塞可解释为“列车安全追踪问隔距离不预先设定，而随列车的移动不断移动并变化的闭塞方式”

（1)移动闭塞的基本概念

移动闭塞的特点是前、后两列车都采用移动式的定位方式

移动闭塞可借助感应环线或无线通信的方式实现。早期的移动闭塞系统大部分采用基手感应环线的技术，即通过在轨间布置感应环线来定位列车和实现车载计算机(

VOBC)与车辆控制中心(VCC)之间的连续通信。现今,则采用无线通信系统实现各子系统间的通信,构成基于无线通信技术的移动闭塞ATC

系统的闭塞制式02ATC

系统的闭塞制式02（2)移动闭寒的特点

①线路没有固定划分的闭塞分区，列车间隔是动态的，并随前一列车的移动而移动

②列车问隔是按后续列车在当前速度下所需的制动距离，加上安全余量计算和控制的,确保不追尾

③制动的起点和终点是动态的，轨旁设备的数量与列车运行间隔关系不大

④可实现较小的列车运行间隔。

⑤采用车一地双向传输，信息量大，易于实现无人驾驶。ATC

系统的闭塞制式02ATC

系统的结构02按地面信息的传输方式分为点式和连续式两种结构两种。

1

点式

ATC

系统

点式

ATC

系统因其主要功能是实现列车超速防护，所以又称为点

ATP

系统。它靠应答器传递信息,用车载计算机进行信息处理。

点式

ATC

系统的主要优点是采用无源、高信息容量的地面应答器,结构简单、安装灵活、可靠性高，价格明显低于连续式

ATC

系统。

点式

ATC

系统难以胜任列车密度大的情况，如后续列车驶过地面应答器时，因前方区段有车,它算出的速度曲线是一条制动曲线。后续列车驶过后，尽管前行列车已驶离，但后续列车已驶过地面应答器，得不到新的信息只能减速运行，直到抵达运行前方的地面应答器，才能加速ATC

系统的结构02（1）点式

ATC

系统的基本结构

图1-3

表示点式

ATC

系统的基本结构，由车载设备和地面设备组成，主要是地面应答器轨旁电子单元

LEU

及车载设备。ATC

系统的结构02①地面应答器

地面应答器通常设置在信号机旁或者设置在一段需要降速的缓行区间的始、终端ATC

系统的结构02地面应答器是无源的，按收车载设备发射的能量，供内部电路与回答发送用，实现列车速度監控及其他行车功能所必需的数据。置于信号机旁的地面应答器,用以向列车传递信号显示信息，因此需要通过接口与信号机相连。地面应答器内所存储的部分数据受信号显示的控制。此接口即轨旁电子单元

LEU。

置于线路上的地面应答器通常不需与任何设备相连，所存放的数据往往是固定的ATC

系统的结构02当列车驶过地面应答器，并且车载应答器与地面应答器对谁时，车载应答器首先以一定的频率,通过电磁感应方式将能量传递给地面应答器，地面应答器的内部电路在接收到来自车上的能量后即开始工作，将所存储的数据以;某和调制方式(通常用频移键控

FSK

方式)通过电磁感应传送至车上。②轨旁电子单元

LEU

轨旁电子单元是地面应答器与信号机之间的电子接口设备，其任务是将不同的信号显示转换为约定的数码形式。LEU是一块电子印制板，可根据不同类型的输人电流输出不同的数码。ATC

系统的结构02③车载设备车载设备由车载应答器天线，测速传感器，中央处理单元，驾驶台上的显示、操作与记录装置等部分组成，如图1-5

所示

车载应答器完成车一地的耜合联系，将能量送至地面应答器，按收地面应答器所存储的数据并传送至中央处理单元。ATC

系统的结构02测速传感器通常装在轮轴上，根据每分钟车轮的转数与车轮直径在中央处理单元内换算成列车目前的速度。

中央处理单元的核心是安全计算机，它负责对所接收到的数据进行加工处理，形成列车当前允许的最大速度，将此最大允许速度值与列车的现有速度值进行比较，以决定是否给出启动常用制动乃至紧急制动的信息。从车载应答器传向地面应答器的高频电磁能量也是由它产生的ATC

系统的结构02驾驶台上的显示、操作与记录装置经过一个接口，即可将中央处理单元内的列车现有速度及列车最大允许速度显示出来。这种显示可以是指针式或液晶显示屏方式，按照需要,还可显示出其他有助于司机驾驶的信息，如距目标点的距离、日标点的允许速度,等等。对于出现非正常的情况(如出现超速报警、启用常用或紧急制动)，都可以由记录仪进行记录。ATC

系统的结构02（2）点式

ATC

系统的基本原理

点式

ATC

系统的车载设备接收信号点或标志点的应答器信息,还接收列车速度和制动压力信息,输出控制命令和向司机显示。地面应答器向列车传送每一信号点的允许速度、日标速度目标距离、线路坡度、信号机号码等信息。车载中央控制单元根据地面应答器传至车上的信息及列车自身的制动率(负加速度)，计算得出的两个信号机之问的速度监督曲线，如图1-6所示。ATC

系统的结构022.连续式

ATC

系统

按地一车信息传输所用的媒体分类，连续式

ATC

系统可分为采用轨道电路的

ATC

与基于无线通信的

ATC(CBTC)两大类。按自动闭塞的性质，连续式

ATC

系统可以分为移动闭塞、准移动闭塞和固定闭塞。按地一车之问所传输信息的内容,采用轨道电路的

ATC

系统可分为速度码系统与距离码系统。ATC

系统的结构02(1)采用轨道电路的连续式

ATC

系统

采用轨道电路的

ATC

系统有速度码系统和距离码系统两种。它们都采用轨道电路作为传输信息的通道，完成列车占用检测和发送

ATP

信息①速度码系统

速度码系统通常使用频分制方法,采用的是移频轨道电路，即用不同的低频频率来代表不同的允许速度。系统根据前行列车的位置，向轨道电路发送相应的低频频率，车上的传感器接收到该低频频率,经译解得知当前的允许速度，与测速传感器测得的实际运行速度进行比较，决定是否采取制动措施。ATC

系统