城軌列車運行自動控制系統(tǒng)第2次作業(yè)

1、一、判斷題(判斷正誤，共10道小題) 1. ATS在ATP和ATO系統(tǒng)的支持下，根據(jù)運行時刻表完成對全線列車運行的自動監(jiān)控， 可自動或由人工監(jiān)督和控制正線（車輛段、停車場、試車線除外）列車進(jìn)路，并向行車調(diào)度員和外部系統(tǒng)提供信息。（ ） 正確答案：說法正確 解答參考： 2. ATS工作方式為分散管理，集中控制。（ ） 正確答案：說法錯誤 解答參考： 3. 列車發(fā)車計時器（TDT）是ATS車次識別及車輛管理的輔助設(shè)備，其由地面查詢環(huán)路和車載查詢器組成。（ ） 正確答案：說法錯誤 解答參考： 4. 列車識別系統(tǒng)（PTI）設(shè)于各站，為列車運行提供車站發(fā)車時機(jī)、列車到站晚點情況的時間指示，提示列車按計劃

2、時刻表運行。（ ） 正確答案：說法錯誤 解答參考： 5. 運行圖工作站用于運行計劃的編制和修改，通過人機(jī)對話可以實現(xiàn)對運行時刻表的編輯、修改及管理。（ ） 正確答案：說法正確 解答參考： 6. 調(diào)度員不能通過人工命令調(diào)整列車停站時間來調(diào)整列車運行。（ ） 正確答案：說法錯誤 解答參考： 7. 旅客信息顯示是用來通知侯車乘客下一列車的目的地和到達(dá)時間。（ ） 正確答案：說法正確 解答參考： 8. 基于車-地雙向通信的列車運行控制系統(tǒng)被稱為基于通信的列車控制CBTC系統(tǒng)，是目前全球軌道交通界公認(rèn)的最先進(jìn)的列車控制技術(shù)。（ ） 正確答案：說法正確 解答參考： 9. 根據(jù)應(yīng)用設(shè)計，CBTC系統(tǒng)在緊急情

3、況時能夠進(jìn)行緊急剎車，但不能在條件不滿足時制止緊急剎車程序的施行。（ ） 正確答案：說法錯誤 解答參考： 10. CBTC系統(tǒng)應(yīng)具有良好的記錄功能，即不僅在車載設(shè)備上，而且還應(yīng)在地面設(shè)備有記錄。（ ） 正確答案：說法正確 解答參考： - （注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。) 二、主觀題(共10道小題) 11. 簡述ATP系統(tǒng)具有的主要功能。 參考答案：答：ATP車載設(shè)備能連續(xù)檢測列車的位置、監(jiān)督速度限制、防護(hù)點和根據(jù)列車在站臺區(qū)域的精確停車控制列車車門和站臺安全門。聯(lián)鎖是底層的基本防護(hù)系統(tǒng)。ATP軌旁設(shè)備連續(xù)監(jiān)視和檢查聯(lián)鎖條件

4、，比如道岔的監(jiān)督、緊急停車按鈕監(jiān)督、側(cè)面防護(hù)和其他進(jìn)路的情況。這些信息是軌旁設(shè)備計算移動授權(quán)的基礎(chǔ)。（1）速度監(jiān)督與超速防護(hù) 軌旁設(shè)備從聯(lián)鎖和軌道空閑檢測系統(tǒng)獲得駕駛指令，整理為相應(yīng)格式的數(shù)據(jù)后傳輸至ATP車載設(shè)備。駕駛指令通常包括目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、最大允許線路速度和線路坡度等。ATP車載設(shè)備通過此數(shù)據(jù)計算當(dāng)前位置的列車允許速度。最終將列車運行所需的數(shù)據(jù)由 駕駛室顯示器指示給司機(jī)。實際的列車速度和駛過的距離由測速裝置連續(xù)進(jìn)行測量。ATP車載設(shè)備將列車實際速度與列車允許速度進(jìn)行比較。當(dāng)列車速度超過列車允許速度時，ATP的車載設(shè)備就會發(fā)出制動命令，發(fā)出報警后控制列車進(jìn)行常用全制動或?qū)嵤┚o急制動，

5、使列車自動地制動。（2）測速與測距 列車運行速度的測量是速度控制的依據(jù)。速度值的準(zhǔn)確和精度直接影響列車控制的 效果。 在目標(biāo)距離模式中，列車位置對于安全性至關(guān)重要。如果列車無法掌握它在線路中的準(zhǔn)確位置，那么它就無法保證在障礙物或限制區(qū)范圍內(nèi)減速或停下。ATP車載設(shè)備通過連續(xù)測量列車行駛的距離，可以隨時査找列車的精確位置。（3）車門與站臺安全門的控制 在通常的情況下，在車輛沒有停穩(wěn)在站臺或是車輛段轉(zhuǎn)換軌上時，ATP不允許車門開啟。當(dāng)列車在車站的預(yù)定停車區(qū)域內(nèi)停穩(wěn)且停車點的誤差在允許范圍以內(nèi)時，地面定位天線會收到車載定位天線發(fā)送的停穩(wěn)信號，列車從ATP軌旁設(shè)備收到車門開啟命令，ATP才會允許車門操

6、作，車載對位天線和地面對位天線才能很好地感應(yīng)耦合并進(jìn)行車門開關(guān)操作。有了車門開啟命令后，使ATP軌旁設(shè)備發(fā)送打開站臺安全門，當(dāng)站臺定位接收器收到此信號，便打開與列車車門相對的站臺安全門。 列車停站時間結(jié)束（或人工終止），地面停站控制單元啟動ATP軌旁設(shè)備，停發(fā)開門信號，由司機(jī)關(guān)閉車門，同時站臺安全門關(guān)閉。 車門的左右側(cè)選擇通過軌旁ATP系統(tǒng)取得，由車門開啟命令來執(zhí)行。ATP不斷監(jiān)視車門安全關(guān)閉且鎖閉，以確保車門沒有被異常打開。軌旁設(shè)備還將列車停穩(wěn)、 停準(zhǔn)的信息送至控制中心作為列車到站的依據(jù)。車門關(guān)閉后，車載ATP設(shè)備才具備安全發(fā)車的條件。 車站在檢查了站臺安全門已關(guān)閉且鎖閉以后，才允許向列車發(fā)

7、送運行速度命令的信息， 列車收到速度命令，同時檢查了車門已關(guān)閉后，按車載設(shè)備收到的速度命令出發(fā)。（4）列車檢測 采用軌道電路或計軸器等軌旁設(shè)備作為列車檢測設(shè)備。通過發(fā)送不同的信息檢測 區(qū)段是否有車占用，通常檢測的數(shù)據(jù)送入聯(lián)鎖設(shè)備中。（5）停車點防護(hù) 停車點有時就是危險點，危險點在任何情況下都是不能越過的，因為這會導(dǎo)致危險情況發(fā)生。如站內(nèi)有車時，停車點為車站的起點，在停車點前方通常需設(shè)置一段防護(hù)段，系統(tǒng)通過計算得出的緊急制動曲線即以該防護(hù)區(qū)段入口點為基礎(chǔ)，保證列車不超越入口點。有時也可在入口點出設(shè)置一個列車滑行速度值（5km/h），一旦需要，列車可選擇在此基礎(chǔ)上加速，或者停在危險點前方。（6）司

8、機(jī)人機(jī)接口（MMI）功能 MMI提供信號系統(tǒng)與司機(jī)的接口，借助于MMI，司機(jī)可以按照ATP系統(tǒng)的指示運行。MMI向司機(jī)顯示實際速度、最大允許速度，以及ATP設(shè)備的運行狀態(tài)。另外顯示列車運行時產(chǎn)生的重要故障信息，在某些情況下伴有音響警報（例如超過了最大允許速度）。顯示信息的類型和范圍取決于設(shè)備的操作規(guī)程和ATP設(shè)備的配置。司機(jī)人機(jī)接口功能包括司機(jī)顯示功能、音響報警功能和司機(jī)外部接口。（7）折返/改換駕駛室功能 在列車進(jìn)行折返的情況下，要求司機(jī)改換駕駛室。ATP車載設(shè)備必須考慮到使用不同的駕駛操作臺，保存有關(guān)相對軌旁位置、列車前部和后部的信息。改換駕駛室會引起列車前部和后部的互換，ATP車載設(shè)備必

9、須相應(yīng)地調(diào)整位置信息。 12. 城市軌道交通中對列車自動防護(hù)系統(tǒng)ATP有哪些具體的基本技術(shù)要求？ 參考答案：答: ATP的功能應(yīng)由列車自動防護(hù)的軌旁設(shè)備、車載設(shè)備和控制區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖設(shè)備共同完成；聯(lián)鎖設(shè)備屬于安全系統(tǒng)并納入ATP系統(tǒng)為典型的系統(tǒng)分類方式。但在系統(tǒng)闡述時，通常聯(lián)鎖系統(tǒng)不列入ATP范疇中。城市軌道交通必須配置ATP系統(tǒng)，ATP系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備之間的信息傳輸通道必須符合故障-安全原則。閉塞分區(qū)的劃分或列車運行安全間隔，應(yīng)通過列車運行模擬確定，并經(jīng)列車實際運行校驗。為保證行車安全，在安全防護(hù)地點運行方向的后方應(yīng)設(shè)安全防護(hù)距離或防護(hù)區(qū)段， 安全防護(hù)距離應(yīng)通過計算確定。安全防護(hù)距離涉及信號系統(tǒng)控

10、制方式及其技術(shù)指標(biāo)、列車速度、車輛性能和線路狀態(tài)等多種因素，主要決定于一定的速度條件下，設(shè)定的緊急制動距離和有保證的緊急制動距離之差。在列車跟蹤運行的情況下，安全防護(hù)距離應(yīng)增加列車后部車軸可能未被檢出的附加距離。城市軌道交通的ATP系統(tǒng)應(yīng)最好采用連續(xù)式控制方式。連續(xù)式控制方式主要是指安全輸入連續(xù)采集的信息，并實現(xiàn)連續(xù)的控制。宜采用速度一距離制動模式。列車位置檢查可采用軌道電路、軌間電纜、計軸器、查詢應(yīng)答器等方式實現(xiàn)。城市軌道交通宜采用計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，也可以采用繼電器聯(lián)鎖設(shè)備。 13. ATP系統(tǒng)對車載設(shè)備、地面設(shè)備分別有哪些具體要求？ 參考答案：答:ATP車載設(shè)備的技術(shù)要求:ATP車載設(shè)備在滿

11、足ATP系統(tǒng)基本要求外，還應(yīng)符合下列規(guī)定:ATP系統(tǒng)要求列車停車為最高的安全準(zhǔn)則。地-車連續(xù)通信中斷、列車完整性電路 斷路、列車超速、列車的非預(yù)期移動、車載設(shè)備重要故障等均應(yīng)導(dǎo)致列車安全性制動。ATP執(zhí)行強(qiáng)制停車時，應(yīng)切斷列車牽引；ATP執(zhí)行的強(qiáng)制停車，包括常用制動或緊急制動等不同方式，但最終控制模式應(yīng)為緊急制動。考慮到行車的安全，要求停車過程不得中途緩解，并應(yīng)在列車停車后，司機(jī)履行一定的操作手續(xù)，列車方能緩解。車載信號設(shè)備與車輛接口電路的布線應(yīng)與其主回路等環(huán)節(jié)的高壓布線分開鋪設(shè)并實施防護(hù)；與車輛電器的接口應(yīng)有隔離措施。ATP車載設(shè)備的車內(nèi)信號應(yīng)是行車的主體信號。車內(nèi)信號至少包括列車實際運行速

12、度、列車運行前方的目標(biāo)速度；在兩端司機(jī)室內(nèi)均應(yīng)裝設(shè)速度顯示、報警裝置和必要的切換裝置。ATP地面設(shè)備的技術(shù)要求:ATP地面設(shè)備在滿足系統(tǒng)基本要求外，還應(yīng)符合下列規(guī)定：ATP地面設(shè)備宜采用報文式無絕緣軌道電路或適用于其他準(zhǔn)移動閉塞、移動閉塞 ATC系統(tǒng)的地面設(shè)備（如計軸器、査詢應(yīng)答器等),也可采用模擬式移頻軌道電路；ATP地面設(shè)備向ATP車載設(shè)備傳送速度指令或線路狀態(tài)、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離等信息，應(yīng)滿足ATP車載設(shè)備控制方式和控制精度的需要。 14. 列車自動控制系統(tǒng)（ATC）的基本功能是什么？ 參考答案：答：ATC系統(tǒng)包括五個原理功能：ATS功能、聯(lián)鎖功能、列車檢測功能、ATC功能和PTI (列

13、車識別）功能。 ATS功能：可自動或人工控制進(jìn)路，進(jìn)行行車調(diào)度指揮，并向行車調(diào)度員和外部系統(tǒng)提供信息。 鎖功能：響應(yīng)來自ATS功能的命令，在隨時滿足安全準(zhǔn)則的前提下，管理進(jìn)路、 道岔和信號的控制，將進(jìn)路、軌道電路、道岔和信號的狀態(tài)信息提供給ATC功能。 車檢測功能：一般由軌道電路或相應(yīng)的計軸等裝置完成。 ATC功能：在聯(lián)鎖功能的約束下，根據(jù)ATS的要求實現(xiàn)對列車運行的控制。ATC功能有三個子功能：ATP/ATO軌旁功能、ATP/ATO傳輸功能和ATP/ATO車載功能。ATP/ATO軌旁功能負(fù)責(zé)列車間隔和報文生成；ATP/ATO傳輸功能負(fù)責(zé)發(fā)送感應(yīng)信號，它包栝報文和ATC車載設(shè)備所需的其他數(shù)據(jù)；

14、ATP/ATO車載功能負(fù)責(zé)列車的安全運營、列車自動駕駛，且給信號系統(tǒng)和列車司機(jī)提供接口。PTI功能：通過多種渠道傳輸和接收各種數(shù)據(jù)，在特定的位置傳給ATS，向ATS報告列車的識別信息、目的號碼和乘務(wù)組號和列車位置數(shù)據(jù)，優(yōu)化列車運行。 15. 城市軌道交通ATC，按閉塞制式可以分為哪三種？按照通信方式可以分為哪兩種？分別做出簡單的解釋。 參考答案：答：市軌道交通ATC，按閉塞制式可以分為固定閉塞式ATC、準(zhǔn)移動閉塞式ATC和移動閉塞式ATC；按照通信方式可以分為點式ATC和連續(xù)式ATC。固定閉塞將線路劃分為固定的閉塞分區(qū)，前后車的位置都是用固定的地面設(shè)備來檢測； 閉塞分區(qū)用軌道電路或計軸裝置來劃

15、分。由于列車定位是以固定區(qū)段為單位的（系統(tǒng)只知道列車在哪一個區(qū)段中，而不知道在區(qū)段中的具體位置），所以固定閉塞的速度控制模式是分級的，需要向被控列車傳送的信息只有速度碼。準(zhǔn)移動閉塞對前后列車的定位方式是不同的，前行列車的定位仍然沿用固定閉塞方式，而后續(xù)列車的定位則采用移動的或稱為連續(xù)的方式，即后續(xù)列車可以定位更加精準(zhǔn)。為了提高后續(xù)列車的定位精度，目前各系統(tǒng)均在地面每隔一段距離設(shè)置1個定位標(biāo)志（即軌道電路的分界點、信標(biāo)或計軸器等），列車通過時提供絕對位置信息。在相鄰定 位標(biāo)志之間，列車的相對位置由安裝在列車上的輪軸測速裝置連續(xù)測得。由于準(zhǔn)移動閉塞采用了固定和移動兩種定位方式，所以其速度控制模式既

16、有連續(xù)的特點，又有階梯的性質(zhì)。移動閉塞的特點就是前后兩車均采用移動式的定位方式，即前后兩輛列車均可精確定位，列車之間的安全追蹤間距隨著列車的運行而不斷移動且變化。點式ATC系統(tǒng)因其主要功能是防護(hù)列車超速，所以又稱為點式ATP系統(tǒng)。它用點式設(shè)備傳遞信息，用車載計算機(jī)進(jìn)行信息處理。該系統(tǒng)的優(yōu)點是設(shè)備簡單，安裝靈活，維護(hù)方便，可靠性高，價格明顯低于連續(xù)式ATC系統(tǒng)。缺點是自動化程度不高，不利于列車的平穩(wěn)駕駛，行車間隔較大，難以勝任列車密度大的情況，如后續(xù)列車駛過地面應(yīng)答器時，因前方區(qū)段有車占用，所以需要對其進(jìn)行速度控制，但是前方列車駛離之后，后續(xù)列車得不到新的信息仍需要執(zhí)行限速控制，直到前方列車抵達(dá)

17、下一個地面應(yīng)答器，這種限速才能解除，因而會造成行車間隔增大。連續(xù)式ATC系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)傳輸、實時計算以及列車車速監(jiān)控都是連續(xù)的，所以速度監(jiān)控是實時、無級的，可以有效地實現(xiàn)平穩(wěn)駕駛與節(jié)能運行。 16. 在城市軌道交通的規(guī)劃建設(shè)階段，選用合適的ATC系統(tǒng)主要需要考慮什么原則？通常根據(jù)城市的規(guī)模和交通需求，怎么配置相應(yīng)的ATC系統(tǒng)？ 參考答案：答：在城市軌道交通的規(guī)劃建設(shè)階段，選用合適的ATC系統(tǒng)主要需要考慮以下原則：對規(guī)劃線路的客流進(jìn)行充分預(yù)測，以運能要求為依據(jù)；在兼顧性能價格比的基礎(chǔ)上選用技術(shù)較先進(jìn)的主流ATC產(chǎn)品；充分考慮今后該系統(tǒng)功能的拓展性和與其他線路互聯(lián)互通性。 基于以上原則，通常對發(fā)展迅

18、速，經(jīng)濟(jì)實力雄厚，交通需求高，客流量大，人口密集的城市或地區(qū)可選用先進(jìn)的越移動閉塞列車控制系統(tǒng)，這樣既可以極大地提高運輸效率，縮短行車間隔，又便于與城市軌道交通線網(wǎng)中其纖路互聯(lián)互通，節(jié)能降耗，構(gòu)建安全録色軌道交通網(wǎng)絡(luò)。 對于我國發(fā)展較快，有一定經(jīng)濟(jì)實力，人口數(shù)量較多的大多數(shù)城市，可考慮選準(zhǔn)移動閉塞列車控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實現(xiàn)較大的通過能力，對于客運量變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時 具有高效、節(jié)能等優(yōu)勢，并且控制模式與列車運行特性較接近，能較好地適應(yīng)不同類型列車 的技術(shù)狀態(tài)。綜合考慮其技術(shù)水平較髙，具有較大的發(fā)展前景。 點式ATC系統(tǒng)技術(shù)水平相對較低，但仍然可以滿足最小行車間隔為2min左右通過能力的

19、要求，且其價格相對低廉，因此對于一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)或?qū)π熊囆室蟛凰闾{的城市軌道交通線路更為適用。 17. 簡述ATC系統(tǒng)各種控制模式的過程。 參考答案：答： （1）控制中心自動控制模式 在控制中心自動控制模式下，列車進(jìn)路命令由ATS進(jìn)路自動設(shè)定系統(tǒng)發(fā)出，其信息來源是時刻表及列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)?？刂浦行恼{(diào)度員可以對列車運行自動調(diào)整系統(tǒng) 進(jìn)行人工干預(yù)，使列車運行按調(diào)度員意圖進(jìn)行。（2）控制中心自動控制時人工介入控制或利用CTC系統(tǒng)的人工控制模式 在控制中心自動控制時，控制中心調(diào)度員也可關(guān)閉某個聯(lián)鎖區(qū)或某個聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)部分信號機(jī)或某一指定列車的自動進(jìn)路設(shè)定，直接在控制中心的工作站上對列車進(jìn)路進(jìn)行

20、控制，在關(guān)閉聯(lián)鎖區(qū)自動進(jìn)路設(shè)定時，控制中心調(diào)度員可發(fā)出命令，利用聯(lián)鎖設(shè)備自動進(jìn)路控制功能， 隨著前行列車的運行，自動排列一條后續(xù)列車的固定進(jìn)路。在自動進(jìn)路功能出現(xiàn)故障的情況下，調(diào)度員可以人工設(shè)置進(jìn)路。 在CM模式中，車站的人工控制轉(zhuǎn)到入ATS系統(tǒng)。一旦車站工作于該模式，則由ATS系統(tǒng)啟動控制而不由車站控制計算機(jī)啟動控制。然而，車站控制計算機(jī)繼續(xù)接收表示，更新顯示和采集數(shù)據(jù)。（3）車站自動控制模式 在控制中心設(shè)備故障或通信線路故障時，控制中心將無法對聯(lián)鎖車站的遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行控制，此時將自動進(jìn)入列車自動監(jiān)控后備模式，由列車上的車次號發(fā)送系統(tǒng)發(fā)出的帶列車去向的車次信息，通過遠(yuǎn)程控制終端自動產(chǎn)生進(jìn)路

21、命令，由聯(lián)鎖設(shè)備的自動功能來自動設(shè)定進(jìn)路，即隨著列車運行，自動排列一條固定進(jìn)路。（4）車站人工控制模式 當(dāng)ATS因故不能設(shè)置進(jìn)路（不論采用人工方式還是自動進(jìn)路方式），或由于某種運營上的需要而不能由中心控制時，可改為現(xiàn)地操縱模式。在現(xiàn)地操縱臺上人工排列進(jìn)路。 車站自動控制和車站人工控制也可合稱為車站控制（LC）。當(dāng)車站工作于LC模式時， 不能由ATS系統(tǒng)啟動控制。然而，ATS系統(tǒng)將繼續(xù)收到表示，更新顯示和采集數(shù)據(jù)。對車站控制計算機(jī)而言，這是唯一可用的控制模式。 18. 在城市軌道交通中，為什么列車的速度信息起著至關(guān)重要的作用？通常采用哪幾種測速方式？簡述每種測速方式的測速過程。 參考答案：答：城市軌道交通中，列車的速度信息起著至關(guān)重要的作用。已知列車的即時速度信息，可以計算列車位置信息，并將速度信息和位置信息送到控制中心，根據(jù)全線的列車運行情況，控制中心生成相應(yīng)的控制命令下達(dá)給各列車和沿線地面設(shè)備；列車根據(jù)接收到的控制命令， 結(jié)合列車的速度信息、位置信息、線路地理條件和列車自身狀況等信息，對列車進(jìn)行具體控制，從而保證最佳的運行狀態(tài)。同時，車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性也在很大程度上取決于它所采集到的速度信號的可靠性和精度，而所采集的速度信號包括當(dāng)前速度值和速度的變化量。在列車的牽引控制、車輪滑動保護(hù)、列車控制和車門控制過程中都要涉及速度信號的采集問題。可見速度信息的測量和反