列車自動(dòng)控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)筆記

列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)第一節(jié) 綜述一、組成和功能列車自動(dòng)控制（ATCAutomaticTrainControl）系統(tǒng)包括三個(gè)子系統(tǒng)：列車自動(dòng)防護(hù)（Pcnn、列車自動(dòng)運(yùn)行（OTrainOperation）、列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS—AutomaticTrainSupervisio）。ATC系統(tǒng)包括五個(gè)原理功能：ATS功能、聯(lián)鎖功能、列車檢測(cè)功能、ATC功能和PTI（列車識(shí)別）功能。（1）ATS功能：可自動(dòng)或由人工控制進(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。ATS功能主要由位于OC（控制中心）內(nèi)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。（2）聯(lián)鎖功能：響應(yīng)來(lái)自ATS功能的命令，在隨時(shí)滿足安全準(zhǔn)則的前提下，管理進(jìn)路、道岔和信號(hào)的控制，將進(jìn)路、軌道電路、道岔和信號(hào)的狀態(tài)信息提供給ATS和ATC功能。（3）列車檢測(cè)功能：一般由軌道電路完成。（4）ATC功能：在聯(lián)鎖功能的約束下，根據(jù)ATS的要求實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的控制。ATC功能有三個(gè)子功能：ATP／ATO軌旁功能——負(fù)責(zé)列車間隔和報(bào)文生成；ATP／ATO傳輸功能——負(fù)責(zé)發(fā)送感應(yīng)信號(hào)，它包括報(bào)文和ATC車載設(shè)備所需的其他數(shù)據(jù)；ATP／ATO車載功能——負(fù)責(zé)列車的安全運(yùn)、列車自動(dòng)，給信號(hào)系統(tǒng)和司機(jī)提供接口。（5）PTI功能：道傳輸和據(jù)，在的位傳給ATS，向ATS報(bào)列車的識(shí)別信息、目的號(hào)和組號(hào)和列車位據(jù)，以優(yōu)化列車運(yùn)行。二、水平等級(jí)為確保行車安全和線路最大通過能力，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，一般最大通過能力小于30對(duì)／h的線路宜采用ATS和ATP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)行車指揮自動(dòng)化及列車的超速防護(hù)。在最大通過能力較低的線路，行車指揮可采用以調(diào)度員人工控制為主的C（調(diào)度集中）系統(tǒng)。最大通過能力大于30對(duì)／h的線路，應(yīng)采用完整的ATC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行自動(dòng)化。ATO系統(tǒng)對(duì)節(jié)能、規(guī)范運(yùn)行秩序、實(shí)現(xiàn)運(yùn)行調(diào)整、提高運(yùn)行效率等具有重要的作用，但不同的信號(hào)系統(tǒng)設(shè)或不設(shè)ATO會(huì)使運(yùn)營(yíng)費(fèi)用差異較大，不過即使是通過能力為30對(duì)幾的線路，有條件時(shí)也可選用ATO系統(tǒng)。根據(jù)運(yùn)營(yíng)需要，信號(hào)系統(tǒng)還應(yīng)滿足最大通過能力為40對(duì)的總體要求。對(duì)于城市軌道交通，通過能力的發(fā)揮往往受制于折返能力，而折返能力與狀態(tài)水平因素關(guān)因此，通過能力要求較高時(shí)，折返能力需與之相適應(yīng)，必須對(duì)上述因素進(jìn)行綜合研究、設(shè)計(jì)。（3）ATC系統(tǒng)的選行。三、不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)按閉塞式，城市軌道交通ATC分ATC準(zhǔn)移動(dòng)閉塞式ATCATC固定閉塞將線路劃分固定閉塞分區(qū)論前后列車的位置還是前、在閉塞設(shè)計(jì)過程中加以考慮，并體現(xiàn)在地面固定區(qū)段的劃分中。由于列車定位是以固定區(qū)段為單位的（系統(tǒng)只知道列車在哪個(gè)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必然是分級(jí)的，即階梯式的。在這種制式中，需要向被控列車“安全”傳送 的只是代 表少 數(shù)幾個(gè)速度級(jí)的速度碼 。固定閉塞方 式，無(wú)法 滿足提高系統(tǒng)能力、安全性 和互 用性 的要求。傳 統(tǒng) ATP的傳輸方 式采用固定閉塞通過軌道電路判別 閉塞分區(qū)占 用情況 并傳輸 信息碼 ，需要大量 的軌旁 設(shè)備 ，維 護(hù)工作量 較大。此外，傳 統(tǒng)方 式還存在以下缺點(diǎn) ：① 軌道電路工作穩(wěn) 定性易 受環(huán)境影響 如 道碴阻抗變 化牽引回流干擾 等。②軌道電路傳輸信息量小。要想在傳統(tǒng)方式下增加信息量，只能通過提高信息傳輸?shù)念l率。但是如果傳輸頻率過高，鋼軌的集膚效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的衰耗增大，從而導(dǎo)致傳輸距離縮短。③利用軌道電路難以實(shí)現(xiàn)車對(duì)地的信息傳輸。④固定閉塞的閉塞分區(qū)長(zhǎng)度是按最長(zhǎng)列車、滿負(fù)載、最高速度、最不利制動(dòng)率等不利條件設(shè)計(jì)的，分區(qū)較長(zhǎng)，且一個(gè)分區(qū)只能被一列車占用，不利于縮短列車運(yùn)行間隔。⑤固定閉塞系統(tǒng)無(wú)法知道列車在分區(qū)內(nèi)的具體位置，因此列車制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)總在某一分區(qū)的邊界。為充分保證安全，必須在兩列車間增加一個(gè)防護(hù)區(qū)段，這使得列車間的安全間隔較大，影響了線路的使用效率。準(zhǔn)移動(dòng)閉塞準(zhǔn)移動(dòng)閉塞對(duì)前后列車的定位方式是不同的。前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式，而后續(xù)列車的定位則采連續(xù)或稱移動(dòng)的方式。了提高后續(xù)列車的定位精目前各系統(tǒng)均在地面每隔一段距離設(shè)置1個(gè)定位（可以是軌道電路的分界點(diǎn)信等，列車通過提對(duì)位置信息。在定位標(biāo)志之間，列車的相對(duì)位置由安裝在列車上的輪軸轉(zhuǎn)數(shù)累計(jì)連續(xù)測(cè)得。由于準(zhǔn)移動(dòng)閉塞同時(shí)采用移動(dòng)和固定兩種定位方式，所以它的速度控制模式既具有無(wú)級(jí)（連續(xù)）的特點(diǎn)，又具有分級(jí)（階梯）的性質(zhì)：若前行列車不動(dòng)而后續(xù)列車前進(jìn)時(shí)，其最大允許速度是連續(xù)變化的；若前行列車前進(jìn)其尾部駛過固定區(qū)段的分界點(diǎn)時(shí)后續(xù)列車的最大速度將按“階梯”跳躍上升。由于準(zhǔn)移動(dòng)閉塞兼有移動(dòng)和固定的特性，與“固定”性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的設(shè)備，必須在工程設(shè)計(jì)和施工階段完成。而被控列車的位置是由列車自行實(shí)時(shí)（移動(dòng)）測(cè)定的，所以其最大允許速度的計(jì)算最終只能在車上實(shí)現(xiàn)。為了使后續(xù)列車能夠根據(jù)自身測(cè)定的位置，實(shí)時(shí)計(jì)算其最大允許速度，必須用數(shù)字編碼軌道電路向其提供前方線路的各種參數(shù)以及前行列車處在哪個(gè)區(qū)段上的信息。準(zhǔn)移動(dòng)閉塞在控制列車的安全間隔上比固定閉塞進(jìn)了一步。它通過采用報(bào)文式軌道電路輔之環(huán)線或應(yīng)答器來(lái)判斷分區(qū)占用并傳輸信息，信息量大；可以告知后續(xù)列車?yán)^續(xù)前行的距離，后續(xù)列車可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動(dòng)，列車制動(dòng)的起點(diǎn)可延伸至保證其安全制動(dòng)的地點(diǎn)，從而可改善列車速度控制，縮小列車安全間隔，提高線路利用效率。但準(zhǔn)移動(dòng)閉塞中后續(xù)列車的最大目標(biāo)制動(dòng)點(diǎn)仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方，因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。移動(dòng)閉塞（1）移動(dòng)閉塞的基本概念移動(dòng)閉塞系統(tǒng)是一種區(qū)間不分割、根據(jù)連續(xù)檢測(cè)先行列車位置和速度進(jìn)行列車運(yùn)行間隔控制的列車安全系統(tǒng)。移動(dòng)閉塞的特點(diǎn)是前、后兩列車都采用移動(dòng)式的定位方式，不存在固定的閉塞分區(qū)，列車之間的安全追蹤間距隨著列車的運(yùn)行而不斷移動(dòng)且變化。移動(dòng)閉塞可借助感應(yīng)環(huán)線或無(wú)線通信的方式實(shí)現(xiàn)。早期的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)大部分采用基于感應(yīng)環(huán)線的技術(shù)，即通過在軌間布置感應(yīng)環(huán)線來(lái)定位列車和實(shí)現(xiàn)車載計(jì)算機(jī)（VOBC）與車輛控制中心（VCC）之間的連續(xù)通信。而今，大多數(shù)先進(jìn)的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)已采用無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的通信，構(gòu)成基于無(wú)線通信技術(shù)的移動(dòng)閉塞。（2）移動(dòng)閉塞的特點(diǎn)移動(dòng)閉塞具有如下特點(diǎn)：① 線路沒有固定劃 分的閉塞分區(qū)，列車間隔是動(dòng)態(tài) 的，并隨前一列車的移動(dòng)而移動(dòng)；② 列車間隔是按 后續(xù)列車在當(dāng) 前速度下所需 的制動(dòng)距離，加上 安全余量 算和控制的，確 保不追尾； ③ 制動(dòng)的起點(diǎn)和終 點(diǎn)是動(dòng)態(tài) 的軌旁設(shè)備 的數(shù)量 與列車運(yùn)行間隔關(guān) 系不大；④ 可實(shí)現(xiàn)較 小的列車運(yùn)行間隔；⑤ 采用地— 車雙向傳輸 ，信息量 大，易 于實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛 。（3）移動(dòng)閉塞的技術(shù)優(yōu)勢(shì) ① 移動(dòng)閉塞是一種新型 的閉塞制式，它克服了 固定閉塞的缺 點(diǎn)。基于無(wú)線的列車控制（sdl，簡(jiǎn)稱 C）則 是現(xiàn)這種閉塞制式的最主要 技術(shù)手段 。采用這種方法以 后，實(shí)現(xiàn)了 車地間雙向 、大容量的信息傳輸，達(dá)到連續(xù)通信的目的，在真正意義上實(shí)現(xiàn)了列車運(yùn)行的閉環(huán)控制。當(dāng)列車和車站一開始通信，車站就能得知所有列車的位置，能夠提供連續(xù)的列車安全間隔保證和超速防護(hù)，在列車控制中具有更好的精確性和更大的靈活性，并能更快地檢測(cè)到故障點(diǎn)。而且，移動(dòng)閉塞可以根據(jù)列車的實(shí)際速度和相對(duì)速度來(lái)調(diào)整閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度，盡可能縮小列車運(yùn)行間隔，提高行車密度進(jìn)而提高運(yùn)輸能力。此外，這種系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比將大大減少沿線設(shè)備，車載設(shè)備和軌旁設(shè)備的安裝也相對(duì)較容易，維修方便，有利于降低運(yùn)營(yíng)成本。②移動(dòng)閉塞系統(tǒng)通過列車與地面間連續(xù)的雙向通信，提供連續(xù)測(cè)量本車與前車距離的方法，實(shí)時(shí)提供列車的位置及速度等信息，動(dòng)態(tài)地控制列車運(yùn)行速度。移動(dòng)閉塞制式下后續(xù)列車的最大制動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)可比準(zhǔn)移動(dòng)閉塞和固定閉塞更靠近先行列車，因此可以縮小列車運(yùn)行間隔，有條件實(shí)現(xiàn)“小編組，高密度”，從 而使 系統(tǒng)可以在滿足同 等客 運(yùn)需求 條件下減少旅客候 車時(shí)間，縮小站臺(tái)寬 度和空 間，降低基建投資 。③由 于系統(tǒng)采用模塊化 設(shè)計(jì)：核心部 分均 通過軟 件實(shí)現(xiàn)，因此使 系統(tǒng)硬 數(shù) 量大大減少，可節(jié)省 維護(hù)費(fèi)用 。④ 移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的安全關(guān)聯(lián)計(jì)算機(jī) 一般采取 3取 2或 2取 2的冗余配 置，系統(tǒng)通過故障一安全原則 對(duì)軟、硬 件及系統(tǒng)進(jìn)行量化 和認(rèn) 證，可保證系統(tǒng)的可靠性、 安全性和可用 度。⑤ 移動(dòng)閉塞還常常 和無(wú)人駕駛聯(lián) 系在一起 。兩者 的結(jié)合 能夠避免司機(jī) 的操作或延誤 ，獲 得更高的效率 。⑥無(wú) 線移動(dòng)閉塞的數(shù) 據(jù)通信系統(tǒng)對(duì)所有的子 系統(tǒng)透明 ，對(duì)通信數(shù) 據(jù)的安全加 密和接入 防護(hù)等措施 可保證數(shù) 據(jù)通信的安全。由 于采取 了開放 的國(guó) 際標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)子 系統(tǒng)間邏輯接口 的標(biāo)準(zhǔn)化 ，從 而有可能實(shí)現(xiàn)路網(wǎng) 的互聯(lián)互 通。采取 開放 式的國(guó) 際標(biāo)準(zhǔn)也使國(guó)內(nèi)廠商 可從部 分部 件的國(guó)產(chǎn)化著手 ，逐步 實(shí)現(xiàn)整個(gè) 系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化 。（4）移動(dòng)閉塞的工作原理移動(dòng)閉塞與固定閉塞的根本區(qū)別在于閉塞分區(qū)的形成方法不同，如圖7-1-1所示，移動(dòng)閉塞系統(tǒng)是一種區(qū)間不分割、根據(jù)連續(xù)檢測(cè)先行列車位置和速度進(jìn)行列車運(yùn)行間隔控制的列車安全系統(tǒng)。這里的連續(xù)檢測(cè)并不意味著一定沒有間隔點(diǎn)。實(shí)際上該系統(tǒng)把先行列車的后部看作是假想的閉塞區(qū)間。由于這個(gè)假想的閉塞區(qū)間隨著列車的移動(dòng)而移動(dòng)，所以叫做移動(dòng)閉塞。在移動(dòng)閉塞系統(tǒng)中，后續(xù)列車的速度曲線隨著目標(biāo)點(diǎn)的移動(dòng)而實(shí)時(shí)計(jì)算，后續(xù)列車到先行列車的保護(hù)段后部之間的距離等于列車制動(dòng)距離加上列車制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)駛過的距離。圖 7-1-1 移動(dòng)閉塞原理示意圖移動(dòng)閉塞技術(shù)在對(duì)列車的安全間隔控制上更進(jìn)了一步。通過車載設(shè)備和軌旁設(shè)備連續(xù)地雙向通信，控制中心可以根據(jù)列車實(shí)時(shí)的速度和位置動(dòng)態(tài)地計(jì)算列車的最大制動(dòng)距離。列車的長(zhǎng)度加上這一最大制動(dòng)距離并在列車后方加上一定的防護(hù)距離，便組成了一個(gè)與列車同步移動(dòng)的虛擬閉塞分區(qū)（見圖7-1-2）。虛擬閉塞分區(qū)=列車的長(zhǎng)度+最大制動(dòng)距離+防護(hù)距離由于保證了列車前后的安全距離，兩個(gè)相鄰的移動(dòng)閉塞分區(qū)就能以很小的間隔同時(shí)前進(jìn)，這使列車能以較高的速度和較小的間隔運(yùn)行，從而提高運(yùn)營(yíng)效率。圖 7-1-2 移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的安全行車間隔無(wú)線移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的組成主要包括無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、車載設(shè)備、區(qū)域控制器和控制中心等。無(wú)線數(shù)據(jù)通信是移動(dòng)閉塞實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。通過可靠的無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，列車不間斷地將其標(biāo)識(shí)、位置、車次、列車長(zhǎng)度、實(shí)際速度、制動(dòng)潛能和運(yùn)行狀況 等信息 以無(wú)線的方式發(fā)送給 區(qū)域控制器。區(qū)域控制器追蹤 列車并通過無(wú)線傳輸 方式 向列車發(fā)送 移動(dòng)授權(quán) 根據(jù)來(lái)自 列車的信息 計(jì)算、確 定列車的安全行車間隔，并將相關(guān) 信息 （如 先行列車位置、移動(dòng)授權(quán) 等）傳遞給 列車，控制列車運(yùn)行。車載設(shè)備包括無(wú)線電臺(tái)車載計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備（如傳感器，查詢器等。列車將采集到的數(shù)據(jù)（如機(jī)車信息、車輛信息、現(xiàn)場(chǎng)狀況和位置信息等）通過無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)送給區(qū)域控制器，以協(xié)助完成運(yùn)行決策；同時(shí)對(duì)接收到的命令進(jìn)行確認(rèn)并執(zhí)行。移動(dòng)閉塞的線路取消了物理層次上的閉塞分區(qū)劃分，而是將線路分成了若干個(gè)通過數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)先定義的線路單元，每個(gè)單元長(zhǎng)度為幾米到十幾米之間，移動(dòng)閉塞分區(qū)即由一定數(shù)量的單元組成，單元的數(shù)目可隨著列車的速度和位置而變化，分區(qū)的長(zhǎng)度也是動(dòng)態(tài)變化的。線路單元以數(shù)字地圖的矢量來(lái)表示。如圖7-1-3所示，線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖由一系列的節(jié)點(diǎn)和邊線表示。任何軌道的分叉、匯合、走行方向的變更以及線路的盡頭等位置均由節(jié)點(diǎn)（Node）表示，任何連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的線路稱為邊線。每一條邊線有一個(gè)從起始節(jié)點(diǎn)至終止節(jié)點(diǎn)的默認(rèn)運(yùn)行方向。一條邊線上的任何一點(diǎn)均由它與起點(diǎn)的距離表示，稱為偏移。因此所有線路上的位置均可由矢量[邊線，偏移]來(lái)定義，且標(biāo)識(shí)是唯一的。圖 7-1-3 線路拓?fù)鋱D示例（5）移動(dòng)閉塞 ATC系統(tǒng)分類移動(dòng)閉塞 ATC系統(tǒng)就車—地雙向信息傳輸速率而言，可分為：基于電纜環(huán)線傳輸方式和基于無(wú)線通信和數(shù)據(jù)傳輸媒介的傳輸方式。按無(wú)線擴(kuò)頻通信方式可分為：直接序列擴(kuò)頻和跳頻擴(kuò)頻方式。按數(shù)據(jù)傳輸媒介傳輸方式可分為：點(diǎn)式應(yīng)答器、自由空間波、裂縫波導(dǎo)管和漏泄電纜等傳輸方式。四、不同結(jié)構(gòu)的 ATC系統(tǒng)1．點(diǎn)式 ATC系統(tǒng)點(diǎn)式ATC系統(tǒng)因其主要功能是實(shí)現(xiàn)列車超速防護(hù)，所以又稱為點(diǎn)式ATP系統(tǒng)。它用點(diǎn)式傳遞信息，用車載計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理。點(diǎn)式ATC系統(tǒng)在城市軌道交通中應(yīng)用比較廣泛。其主要優(yōu)點(diǎn)是采用無(wú)源、高信息容量的地面應(yīng)答器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝靈活，可靠性高，價(jià)格明顯低于連續(xù)式ATC系統(tǒng)。上海軌道交通5號(hào)線采用的即是德國(guó)西門子公司的點(diǎn)式ATC系統(tǒng)。點(diǎn)式 ATP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(shí) ，因前 方區(qū)段 有車，它算出 的速度曲 線是一條制 動(dòng)曲 線。后續(xù) 列車駛過后 ，盡管前行列車已駛 離但后續(xù) 列車已駛過 地面 應(yīng)答器得 不到新 的信息只 能減 速運(yùn)行，直到抵達(dá) 運(yùn)行前 方的地面 應(yīng)答器，才 能加 速。（1）點(diǎn)式 ATC系統(tǒng)的基本 結(jié)構(gòu)圖 7-1-4表示點(diǎn)式 ATP系統(tǒng)的基本 結(jié)構(gòu)，由車載設(shè)備 和地面設(shè)備組成 ，要是地面 應(yīng)答器、軌旁 電子 單元（LEU，又 稱為信號(hào) 接口 ）以及車載設(shè)備 。圖 7-1-4 點(diǎn)式 ATP系統(tǒng)的基本 結(jié)構(gòu)①地面應(yīng)答器地面應(yīng)答器通常設(shè)置在信號(hào)機(jī)旁或者設(shè)置在一段需要降速的緩行區(qū)間的始、終端。它接收車載設(shè)備發(fā)射的能量，供內(nèi)部電路與回答發(fā)送用。其內(nèi)部寄存器按協(xié)議以數(shù)碼形式存放實(shí)現(xiàn)列車速度監(jiān)控及其他行車功能所必須的數(shù)據(jù)。置于信號(hào)機(jī)旁的地面應(yīng)答器，用以向列車傳遞信號(hào)顯示信息，因此需要通過接口電路與信號(hào)機(jī)相連。地面應(yīng)答器內(nèi)所存儲(chǔ)的部分?jǐn)?shù)據(jù)受信號(hào)顯示的控制。此接口電路即軌旁電子單元LEU。置于線路上的地面應(yīng)答器通常不需與任何設(shè)備相連，所存放的數(shù)據(jù)往往是固定的。當(dāng)列車駛過地面應(yīng)答器，且車載應(yīng)答器與地面應(yīng)答器對(duì)準(zhǔn)時(shí)，車載應(yīng)答器首先以一定的頻率，通過電磁感應(yīng)方式將能量傳遞給地面應(yīng)答器，地面應(yīng)答器的內(nèi)部電路在接收到來(lái)自車上的能量后即開始工作，將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以某種調(diào)制方式通常用 方式通過電磁感應(yīng)傳送車上。圖示式列車速度控制系統(tǒng)及車載應(yīng)答器與地面應(yīng)答器之間的耦合關(guān)系。其中100kHz為能量通道，850kHz為信息數(shù)據(jù)通道，50kHz是為增大可靠性而設(shè)置的監(jiān)視通道。圖7-1-5車載應(yīng)答器與地面應(yīng)答器之間的能量與數(shù)據(jù)傳輸②軌旁電子單元LEU軌旁電子單元是地面應(yīng)答器與信號(hào)機(jī)之間的電子接口設(shè)備，其任務(wù)是將不同的信號(hào)顯示轉(zhuǎn)換為約定的數(shù)碼形式。LEU是一塊電子印制板，根據(jù)不同類型的輸入電流輸出不同的數(shù)碼。③車載設(shè)備車載設(shè)備由車載應(yīng)答器、測(cè)速傳感器、中央處理單元、駕駛臺(tái)上的顯示、操作與記錄裝置等部分組成，如圖7-1-6所示。車載應(yīng)答器：完成車—地的耦合聯(lián)系，將能量送至地面應(yīng)答器，接收地面應(yīng)答器所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)并傳送至中央處理單元。測(cè)速傳感器：通常裝在輪軸上，根據(jù)每分鐘車輪的轉(zhuǎn)數(shù)與車輪直徑在中央處理單元內(nèi)換算成列車目前的速度。7-1-6點(diǎn)式ATC車載設(shè)備組成中央處理單元：核心是安全型計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，形成列車當(dāng)前允許的最大速度，將此最大允許速度值與列車的現(xiàn)有速度值進(jìn)行比較，以決定是否給出啟動(dòng)常用制動(dòng)乃至緊急制動(dòng)的信息。從車載應(yīng)答器傳向地面應(yīng)答器的高頻電磁能量也是由它產(chǎn)生的。駕駛臺(tái)上的顯示、操作與記錄裝置經(jīng)過一個(gè)接口，即可將中央處理單元內(nèi)的列車現(xiàn)有速度及列車最大允許速度顯示出來(lái)，這種顯示可以是指針式或液晶顯示屏方式，按照需要，還可顯示出其他有助于司機(jī)駕駛的信息，如距目標(biāo)點(diǎn)的距離、目標(biāo)點(diǎn)的允許速度等。對(duì)于出現(xiàn)非正常的情況，如出現(xiàn)超速報(bào)警、啟用常用或緊急制動(dòng)，都可以由記錄儀進(jìn)行記錄。點(diǎn)式ATC的基本原理點(diǎn)式ATC的車載設(shè)備接收信號(hào)點(diǎn)或標(biāo)志點(diǎn)的應(yīng)答器信息，還接收列車速度和制動(dòng)壓力信息，輸出控制命令和向司機(jī)顯示。地面應(yīng)答器向列車傳送每一信號(hào)點(diǎn)的允許速度、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路坡度、信號(hào)機(jī)號(hào)碼等信息。圖7-1-7表示車載中央控制單元根據(jù)地面應(yīng)答器傳至車上的信息以及列車自身的制動(dòng)率（負(fù)加速度，計(jì)算得出的兩個(gè)信機(jī)之間的速度監(jiān)控曲線。V—— 所允許的最高列車速度。v—— 當(dāng)列車車速達(dá) 到此值時(shí) ，車載中央控 制單元給出音響 報(bào)警，如果 此時(shí) 司機(jī)警惕降 速，使 車速低 于v，則 一切趨 于正常。v—— 當(dāng)列車車速達(dá) 到此值時(shí) ，車載中央控 制單元給出啟動(dòng)常用制動(dòng)（通常為 啟動(dòng)最大常用制動(dòng)）的信息，列車自 動(dòng)降 速至 00以下 。若 列車制動(dòng)裝置具 有自 動(dòng)緩解功 能，則在 列車速度降 至 v0以下時(shí) ，制動(dòng)裝置即可自 動(dòng)緩解 ，列車行駛趨 于正常；若 列車制動(dòng)裝置不具 備自 動(dòng)緩解功 能，則 常用制動(dòng)使 列車行駛一段路程后停下 ，列車由駕駛員 經(jīng)過一定的手續(xù)后重新人 工啟動(dòng)。圖 7-1-7 點(diǎn)式列車超速防護(hù) 系統(tǒng)的速度監(jiān)控曲線 v3—— 當(dāng)列車車速達(dá) 到此值時(shí) 。車載中央控 制單元給出啟動(dòng)緊急制動(dòng)的信息，確保 列車在危險(xiǎn) 點(diǎn)的前方停住 。連續(xù) 式 ATC系統(tǒng)按地— 車信息傳輸 所用的媒體分類 ，連續(xù) 式 ATC系統(tǒng)可分為 有線 與無(wú)線兩大類，前者又可分為利用軌間電纜與利用數(shù)字編碼音頻軌道電路兩類。按自動(dòng)閉塞的性質(zhì)，連續(xù)式 ATC系統(tǒng)可以分為移動(dòng)閉塞、準(zhǔn)移動(dòng)閉塞和固定閉塞。按地車之間所傳輸信息的內(nèi)容，ATC系統(tǒng)可分為速度碼系統(tǒng)與距離碼系統(tǒng)。（1）采用軌道電路的連續(xù)式ATC系統(tǒng)ATC系統(tǒng)有速度碼系統(tǒng)和距離碼系統(tǒng)兩種。不論是速度碼系統(tǒng)還是距離碼系統(tǒng)，其軌道電路都被用作雙重通道：當(dāng)軌道電路區(qū)段上無(wú)車時(shí)，軌道電路發(fā)送的是軌道電路檢測(cè)信號(hào)或檢測(cè)碼；當(dāng)列車駛?cè)胲壍离娐穮^(qū)段，立即轉(zhuǎn)發(fā)速度信號(hào)或者有關(guān)數(shù)據(jù)電碼。①速度碼系統(tǒng)（SpeedCodeSystem）速度碼系統(tǒng)通常使用頻分制方法，采用的是移頻軌道電路，即用不同的頻率來(lái)代表不同的允許速度。由控制中心通過信息傳輸媒體將列車最大允許速度直接傳至車上，這類制式在信息傳遞與車上信息處理方面比較簡(jiǎn)單，速度分級(jí)是階梯式的。上海軌道交通 1號(hào)線采用的是從美國(guó)GRS公司引進(jìn)的 ATC系統(tǒng)，是千種典型的頻分制速度碼系統(tǒng)。圖7-1-9表示這種速度碼系統(tǒng)的示意圖。在無(wú)列車經(jīng)過時(shí)，軌道電路用于檢測(cè)列車占用。與每一個(gè)阻抗線圈相對(duì)應(yīng) 的發(fā)送與接收電路都與固定的頻率相對(duì)應(yīng) 。4個(gè)載 頻分別 為：f1：2625Hz，f2：2925Hz，f3：3375Hz，4＝ 4275Hz，在軌道電路中所傳送的信號(hào)是調(diào)幅 信號(hào)，所采用的調(diào)制頻率有 fs＝ 2Hz，fs2＝ 3H。圖7-1-9速度碼系統(tǒng)示意圖從圖7-1-9可見 ，當(dāng)列車進(jìn)入某 一軌道電路區(qū)段后 ，檢測(cè)繼 電器失磁落下 ，向 軌道電路改 發(fā)來(lái)自控制中心的速度信息。載 頻為 2250Hz，調(diào) 制頻率 f1～ 分別 6． 83H、8． 、10． 10Hz、12． 43H2、15． 30Hz和 8． 6個(gè)調(diào) 制頻率各 代表不同的允許速度。顯然 ，這種速度分級(jí)是比較粗略 的。另外設(shè)置了 兩個(gè)調(diào) 制頻率為 4． 5Hz及 5． ，用以分別給出左 、右 車門 的門控信號(hào)。速度碼系統(tǒng)從地面?zhèn)鬟f給列車的允許速度（限速值）是階梯分級(jí)的，在軌道電路區(qū)段分界處的限速值是跳躍式的（7-1-10，這對(duì)于平穩(wěn)駕駛、節(jié)能運(yùn)行及提高行車效率都是非常不利的。因此，速度碼系統(tǒng)已逐漸被能實(shí)時(shí)計(jì)算限速值的距離碼系統(tǒng)所取代。圖7-1-10 階梯式限速曲線注：圖中“80／80”入口 出口 制 其他類同 。②（Distance）距離碼系統(tǒng)：由于信息電碼的多樣性和復(fù)雜性，所以必須使用時(shí)分制數(shù)字電碼方式，按協(xié)議來(lái)組成各種信息。距離碼系統(tǒng)采用數(shù)字編碼音頻軌道電路，是目前使用最廣泛的ATC，我國(guó)大多數(shù)城市軌道交通的ATC就是采用這種系統(tǒng)。距離碼系統(tǒng)從地面?zhèn)髦淋嚿系氖乔胺侥繕?biāo)點(diǎn)的距離等一系列基本數(shù)據(jù)，車載計(jì)算機(jī)根據(jù)地面?zhèn)髦淋嚿系母鞣N信息（包括區(qū)間的最目標(biāo)點(diǎn)的距離、目標(biāo)點(diǎn)的允許速度、區(qū)間線路的坡度等）以及儲(chǔ)存在車載單元內(nèi)的列車自身的固有數(shù)（如長(zhǎng)用制動(dòng)緊急制動(dòng)制動(dòng)測(cè)測(cè)信息，實(shí)時(shí)計(jì)算出允許速度曲線，并按此曲線對(duì)列車的實(shí)際運(yùn)行速度進(jìn)行監(jiān)控。由于數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時(shí)計(jì)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(shí)時(shí)、無(wú)級(jí)的，可以有效地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)駕駛與節(jié)能運(yùn)行。但這種制式的信息傳輸比較復(fù)雜。系統(tǒng)概況7-1-11用數(shù)字編碼軌道電路實(shí)現(xiàn)列車速度監(jiān)控系統(tǒng)示意圖—接收；T發(fā)送；C比特致校核；A發(fā)；B--ATP信息發(fā)；S—轉(zhuǎn)換繼器圖7-1-11表示 用數(shù)字編 碼軌道電路實(shí)現(xiàn)連續(xù) 式列車速度監(jiān)控 的系統(tǒng)概況 當(dāng) 列車進(jìn) 入 該 軌道區(qū)段時(shí)，轉(zhuǎn)換繼 電器落下 ，一方 面向聯(lián)鎖裝置 給出 有 車占 用的表示 ，另 一方 面由 轉(zhuǎn)換繼 電器接 通列車速度控 制 系統(tǒng)的發(fā) 碼裝置 ，通過 軌道電路的發(fā)送 電路將有關(guān) 列車控 制 的地面信息 送上軌面，這些信息將由位于列車最前部的車載天線接收。當(dāng)列車駛離該軌道區(qū)段時(shí)，轉(zhuǎn)換繼電器吸起，導(dǎo)致軌道電路發(fā)送軌道檢測(cè)碼，使軌道繼電器吸起。問題：這類系統(tǒng)依賴列車進(jìn)入軌道區(qū)段實(shí)現(xiàn)軌道電路表示碼與信息碼之間的轉(zhuǎn)換，在“有車占用表示”延時(shí)給出情況下（當(dāng)輪軌分路條件不理想時(shí)，列車第一輪對(duì)駛?cè)胲壍离娐穮^(qū)段將并不馬上給出“有車占用表示”，而在第二輪對(duì)，甚至更后輪對(duì)相繼駛后才能給出）如不采取特殊的保護(hù)措施，有可能使列車闖入危險(xiǎn)區(qū)，將會(huì)對(duì)安全造成極大威脅。措施：有的系統(tǒng)規(guī)定了軌道電路表示碼與信息碼之間的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間，若當(dāng)列車駛?cè)胲壍离娐穮^(qū)段，在最大轉(zhuǎn)換時(shí)間之內(nèi)車載設(shè)備尚未接收到信息碼，則直接啟用緊急制動(dòng)，保證列車不闖入危險(xiǎn)區(qū)。從地面向車上所傳輸?shù)男畔?dāng) 列車進(jìn)入軌道區(qū)段時(shí) ，軌道電路以頻移鍵控方式向 車載設(shè)備傳 送信息。該信息是以按協(xié)議約定 的報(bào)文電碼形式傳 送的。 目前可 在每1s內(nèi)傳 送一 組文電碼，對(duì) 于以80km／h速度運(yùn)行的列車而 言，每秒駛 過的距離為 22m，即使 在最 短 的軌道區(qū)段，車載設(shè)備 也 可收到一 組完整 的報(bào)文電碼，每一 組報(bào)文碼的有用信息電碼最 多為 128bit。數(shù)據(jù) 串 傳輸 其頭、尾 及同步 述 ZUB200的相同 。處 于頭 、尾 碼之間的是信息碼信息碼的內(nèi) 容 與報(bào)文結(jié)構(gòu)應(yīng) 按照 協(xié)議構(gòu) 成。 通常 ，信息碼包括 以下內(nèi) 容 ：車站停 車點(diǎn) （ 用以構(gòu) 成 列車停站 后 開 啟 車門 的一 個(gè) 條件 ）列車運(yùn)行方向 ；開 啟 哪 一 側(cè) 的車門 （ 即 車站站臺(tái) 的位置 ，左側(cè)或右側(cè) ）；下一 段軌道電路的入口允許 速度；區(qū)間最大 速度（取 決 于線 路狀態(tài) ）下一 段軌道電路區(qū)段的坡 度；至 限 速區(qū)間起始點(diǎn) 的距離（ 指 列車所 在軌道電路區(qū)段的起始點(diǎn) 至 限 速區(qū)起始點(diǎn) 的距離）；限 速區(qū)間的允許 速度；目標(biāo) 距離（ 指 列車所 在軌道電路區(qū)段的起始點(diǎn) 至 目標(biāo)點(diǎn) 的距離）；目標(biāo) 速度（ 目標(biāo)點(diǎn) 的允許 速度，如 目標(biāo)點(diǎn)為停 車點(diǎn) ，則 目標(biāo) 速度為零 ）；ATP系統(tǒng)的開始與結(jié)束； 列車所在軌道電路的編號(hào)確認(rèn)； 列車所在軌道電路的長(zhǎng)度； 下一段軌道電路的編號(hào)； 下一段軌道電路的載頻頻率（用于車載設(shè)備預(yù)調(diào)諧 ）．車載設(shè)備的自動(dòng)調(diào)諧 各軌道電路區(qū)間采用不同的頻率，車載設(shè)備的自動(dòng)調(diào)諧（頻率跟蹤）能使 機(jī)車接收裝置自動(dòng)適應(yīng)所在軌道電路的傳輸頻率。 圖 7-1-12表示一段線路上軌道電路頻率的配置及其有關(guān)的信息碼 。當(dāng)列車 位于 0010段軌道電路時(shí)，車載設(shè)備可接收到本段軌道電路的載頻 f，下一段 軌道電路的載頻 f3、本段軌道電路編號(hào)、下一段軌道電路的編號(hào)等有關(guān)信息。 在車載設(shè)備中，裝有兩套接收調(diào)諧電路，當(dāng)列車位于 0010段軌道電路時(shí)，接 收調(diào)諧電路 A調(diào)諧于 f1，接收調(diào)諧電路 B調(diào)諧于 f3（頻率預(yù)置 ）；當(dāng)列車位于 0100段軌道電路時(shí) ，接收調(diào)諧電路 B調(diào)諧于 f3，接收調(diào)諧電路 A調(diào)諧于 f（頻 率預(yù)置 ），如此反復(fù)進(jìn)行。 圖 7-1-12 軌道電路頻率的配置及其有關(guān)的信息碼圖 圖 7-1-13表示自動(dòng)頻率跟蹤的原理框圖 。接收調(diào)諧電路由兩級(jí)濾波器組成： 第一級(jí)為模擬帶通濾波器，用以抑制牽引電流的干擾，第二級(jí)為數(shù)字窄帶通濾 波器，其通頻帶受一個(gè)邏輯單元控制， 而邏輯單元 則根據(jù)來(lái)自 地面的信息碼調(diào) 整數(shù)字濾波器的有關(guān)系數(shù) ，從而使接收調(diào)諧電路的通頻帶 隨地面信息碼 而變化，進(jìn) 而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率跟蹤。 但是， 鋼軌不 是一 種理 想的信息傳輸通道， 鐵質(zhì)材料對(duì)音頻信號(hào)的 衰耗大，集膚效應(yīng) 非常明顯 ，限 制 了 軌道電路的有 效長(zhǎng)度 ；此 外 ，鋼軌 之 間的 漏泄 、輪 軌 之 間的接 觸 電 阻 等 因素均會(huì)影響 軌道電路的 性 能。 通過軌道電路傳輸難以實(shí)現(xiàn)機(jī)車與地面間的大容量信息交換。然而，權(quán)衡性能、價(jià)格、安全可靠與可用性等諸方面的因素，用音頻數(shù)字軌道電路構(gòu)成的連續(xù)式ATC系統(tǒng)在城市軌道交通中仍得到廣泛的應(yīng)用。（2）采用軌間電纜的ATC系統(tǒng)圖7-1-13自動(dòng)頻率跟蹤原理框圖利用軌間鋪設(shè)的電纜傳輸信息?？刂浦行膬?chǔ)存線路的固定數(shù)據(jù)：區(qū)間線路 坡度、彎道、緩行區(qū)段的位置及長(zhǎng)度等。經(jīng)聯(lián)鎖設(shè)備，將沿線的信號(hào)顯示、道 岔位置等信息傳送至控制中心 。列車將其數(shù)據(jù) ：如載重量 、列車長(zhǎng)度 、制動(dòng)率、 所在位置、實(shí)際速度經(jīng)電纜傳給控制中心。控制中心的計(jì)算機(jī)根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì) 算出該時(shí)刻的列車允許速度 。此速度值經(jīng)電纜傳送給運(yùn)行在線路上的相應(yīng)列車。 列車獲得此速度值對(duì)列車速度進(jìn)行監(jiān)控。這種方式統(tǒng)一指揮全部列車運(yùn)行，遇 有發(fā)生行車晚點(diǎn)或其他障礙，可極迅速地將行車命令傳給列車。但控制中心故 障則全線癱瘓。因此采用另一種控制方式，控制中心將有關(guān)信息（線路坡度、 緩行區(qū)段位置、目 標(biāo)距離或目 標(biāo)速度等 ）通過電纜送至機(jī)車， 由車載計(jì)算機(jī)計(jì) 算其允許速度。 武漢輕軌 1號(hào)線 和廣州地 鐵3號(hào)線采用的 就是用軌間電纜 構(gòu)成的 ATC系統(tǒng)， 是由加拿大的 阿爾卡特交通自動(dòng) 化部 開發(fā)的 SelTracS40移動(dòng) 閉塞 ATC系統(tǒng)。 ① 系統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)這 類 ATC系統(tǒng) 主要 由控制中心設(shè)備 、軌間傳輸電纜及車載設(shè)備 組 成，如 圖所示。 圖7-1-14采用軌間電纜的ATC統(tǒng)采用軌間電纜超速防護(hù)系統(tǒng)的室內(nèi)室外設(shè)備聯(lián)系用兩級(jí)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即控制中心與若干個(gè)沿線設(shè)置的中繼器相連，一個(gè)中繼器最多可連接128個(gè)軌間電纜環(huán)路，在控制中心與敷設(shè)在軌間的電纜之間的信息交換將在中繼器內(nèi)進(jìn)行中間變換（頻率變換、電平變換、功率放等，如圖7-1-15所示。軌間電纜在這類連續(xù)式超速防護(hù)系統(tǒng)中，軌間電纜是車—地之間的唯一信息通道。為了抗?fàn)恳娏鞯母蓴_以及實(shí)現(xiàn)列車定位，軌間電纜每隔一定距離（例如每隔25m）做一交叉，如圖7-1-16所示。圖 7-1-15 系統(tǒng)的 兩級(jí) 控制 圖 7-1-16 軌間電纜的 交叉配 置一個(gè)中繼器最多可控制128個(gè)電纜環(huán)路，所以一個(gè)中繼器的最大控制距離為3200m。利用軌間電纜的交叉配置即可實(shí)現(xiàn)列車定位。b．中繼器中繼器的框圖結(jié)構(gòu)如圖7-1-18來(lái)自控制中心的信息是數(shù)字頻率調(diào)制信號(hào)，傳輸速率是1200bit／s繼器內(nèi)進(jìn)行頻率變換、功率放大（20W，然后接向軌間電纜。信息的傳輸通常采用脈碼調(diào)制方式，有的采用脈幅調(diào)制方式，更多的是采用頻移鍵控方7-1-18圖7-1-18中繼器結(jié)構(gòu)框圖圖7-1-18K3602kHz；從地面向控制中心則以頻率56±0．2kHz在同一電纜中傳輸。c．車載設(shè)備車接、車機(jī)、接電、示、與制動(dòng)機(jī)的接口、路程脈沖發(fā)生器等。②基本原理在控制中心內(nèi)按地理坐標(biāo)儲(chǔ)存了各種地面信息（如線路坡度、曲線半徑、線的信號(hào)顯示、道岔位置、列車的有關(guān)信息（車長(zhǎng)、制動(dòng)率、所在位置、實(shí)時(shí)速度等）不斷地經(jīng)由軌間電纜傳至控制中心?？刂浦行膬?nèi)的計(jì)算機(jī)計(jì)算出在它管轄的區(qū)段上每一列車當(dāng)前的最大允許速度，再經(jīng)由軌間電纜傳至相應(yīng)列車，實(shí)現(xiàn)速度控制。7-1-19某一時(shí)刻B獲得實(shí)時(shí)最大允許v允許；隨著列車A運(yùn)動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)的距離一直在改B時(shí)最大允許速度隨列車A、B距離而變化。與點(diǎn)式速度控制系統(tǒng)比較，顯然連續(xù)式的行車效率更高 。列車從控制中心獲得最 大允許 速度值 之后，一方面在雙針 速度表 上顯 示出來(lái)。另 一方面依 據(jù)此值對(duì) 列車速度進(jìn)行監(jiān) 控。若 列車實(shí)際 速度高于 此最 大允許 速度，則先報(bào)警 后制動(dòng)。如果 制動(dòng)設(shè)備條件許 可，則可在列車實(shí)際 速度低于最 大允許 速度時(shí) 緩解 制動(dòng)機(jī)，從而避免 了列車停 車及重新啟 動(dòng)。圖 7-1-19 采用軌間電纜的列車速度自動(dòng)控制的原理圖③系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖 7-1-20所示。圖 7-1-20 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖由于要求數(shù)據(jù)處理的速度很高，不宜采用大容量外存儲(chǔ)器，以避免需要較多的存取數(shù)據(jù)時(shí)間，于是將與列車運(yùn)行有關(guān)的區(qū)間數(shù)據(jù)表、列車數(shù)據(jù)表分別存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，由操作系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)的存人和取出。對(duì)于每一個(gè)具體區(qū)間，在設(shè)計(jì)完成后就能提供一份完整的區(qū)間數(shù)據(jù)文件，和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩大類。靜態(tài)數(shù)據(jù)包括區(qū)間設(shè)備的地點(diǎn)、區(qū)間坡度、緩行段的位置和長(zhǎng)度、列車接發(fā)地點(diǎn)，區(qū)間分界點(diǎn)、每一段軌間電纜的地理位置等。減緊急停車操作等。列車數(shù)據(jù)表中儲(chǔ)存全部與列車有關(guān)的信息，由于控制中心管轄區(qū)內(nèi)的列車是運(yùn)動(dòng)的，所以列車數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)都是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（包括列車的制動(dòng)率、時(shí)速度、所處的位置等。的接、、用程序完成。列車數(shù)據(jù)表以級(jí)聯(lián)的方式構(gòu)成，從而可使每列車知道它的前 行車和后續(xù) 車的位置。采用軌間電纜的 ATC系統(tǒng)的信息傳遞 的連續(xù)性 是以昂貴 的軌間電纜為代 價(jià) 的，維修費(fèi) 用也 高，而且 軌間電纜的存在給線路養(yǎng)護(hù)工 作帶 來(lái)了 不便 。無(wú)線 ATC系統(tǒng)無(wú)線 ATC系統(tǒng)利 用無(wú)線通 信的方式傳輸 信息。地面編碼 器生成編碼 信息，通過天線向 車上 發(fā)送 。編碼 器用高安 全度的代碼 將這些 數(shù)據(jù)編碼 ，經(jīng)過載波調(diào) 制，饋送至無(wú)線通 道向 機(jī)車發(fā)送 。車上 接收設(shè)備接收限 制速度、坡度、距離 后，由車載 計(jì)算機(jī)計(jì)算出目標(biāo) 速度，對(duì)機(jī)車進(jìn) 行監(jiān)控。信號(hào)顯 示控制接口負(fù)責(zé)檢測(cè) 要發(fā)送 的信號(hào)顯 示并 從已編 程的數(shù)據(jù)中選出有用數(shù)據(jù)送編碼 器，同 時(shí)選 出與限 制速度、坡度、距離 等有關(guān)的軌數(shù)據(jù)。典型 的移 動(dòng)閉塞線路 中，線路被劃 分為若干 個(gè)區(qū)域 ，每一個(gè)區(qū)域 由一定 數(shù)量的線路單元組成。區(qū)域的組成和劃分預(yù)先定義，每一個(gè)區(qū)域均由本地控制器和通信系統(tǒng)控制。本地控制器和區(qū)域內(nèi)的列車及聯(lián)鎖等子系統(tǒng)保持連續(xù)的雙向通信，控制本區(qū)域內(nèi)的列車運(yùn)行。列車從一個(gè)控制區(qū)域進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域的移交是通過相鄰區(qū)域控制器之間的無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)列車到達(dá)區(qū)域邊界，后方控制器將列車到達(dá)信息傳遞給前方控制器，同時(shí)命令列車調(diào)整其通信頻率；前方控制器在接收并確認(rèn)列車身份后發(fā)出公告，移交便告完成。兩個(gè)相鄰的控制區(qū)域有一定的重疊，保證了列車移交時(shí)無(wú)線通信不中斷（見圖7-1-21）。圖7-1-21分布式移動(dòng)閉塞技術(shù)的無(wú)線傳輸示意圖圖中虛線表示了無(wú)線蜂窩信號(hào)的重疊，車載無(wú)線電根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度決定與哪一個(gè)軌旁基站進(jìn)行通信。100置，以消除在某個(gè)基站故障時(shí)可能出現(xiàn)的信號(hào)盲區(qū)。典型 無(wú)線移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖 7-1-22所 示。該 系統(tǒng)以列車為 中心 其主要 子系統(tǒng)包括： 區(qū)域控制器、 車控制器、 列車自 動(dòng)監(jiān) 控（中央 控制、數(shù) 據(jù)通信系統(tǒng)和司機(jī)顯 示等。圖 7-1-22 典型 無(wú)線移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框 圖CCTV一閉路電視 ；PAS口乘客廣播 系統(tǒng)： PID—乘客 向?qū)?系統(tǒng)；SCADA一電力監(jiān) 控系統(tǒng) TOD--機(jī)顯 示；VOBC一車載控制器。區(qū)域控制器（ZC）即 區(qū)域的本地計(jì)算機(jī) ，聯(lián)鎖區(qū)一一對(duì)應(yīng) ，通過數(shù) 通信系統(tǒng)保持與控制區(qū)域內(nèi)所 有列車的安全 信息通信。ZC根據(jù)來(lái)自 列車的位 報(bào) 告跟蹤 列車并對(duì) 區(qū)域內(nèi)列車發(fā)布移動(dòng)授權(quán) ，實(shí)施 聯(lián)鎖。區(qū)域控制器采取 3取2的檢驗(yàn) 冗余配 置。冗余結(jié)構(gòu) 的 ATS可實(shí)現(xiàn)與所 有列車運(yùn)行控制子系統(tǒng)的通信用于 傳輸命令及監(jiān)督 子系統(tǒng)狀況 。車載控制器（VOBC）與列車一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)保護(hù)（ATP）和列車自動(dòng)運(yùn)行（ATO）的功。車控制器也取3取2的冗余配置。車載應(yīng)答器查詢器和天線與地面的應(yīng)答器（信標(biāo)）進(jìn)行列車定位，測(cè)速發(fā)電機(jī)用于測(cè)速和對(duì)列車定位進(jìn)行校正。司機(jī)顯示提供司機(jī)與車載控制器及ATS的接口，顯示的信息包括最大允許速度、當(dāng)前速度、到站距離、列車運(yùn)行模式及系統(tǒng)出錯(cuò)信息等。際標(biāo)準(zhǔn)：以8023（以太網(wǎng)）作為列車控制子系統(tǒng)間的接口標(biāo)準(zhǔn)，以80211作為無(wú)線通信接口標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均支持互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP。五、ATC系統(tǒng)控制模式ATC系統(tǒng)應(yīng)包括下列控制等級(jí)：控制中心自動(dòng)控制模式；控制中心自動(dòng)控制時(shí)的人工介入控制或利用 CTC系統(tǒng)的人工控制模式；車站自動(dòng)控制模式；車站人工控制模式。每種模式說明了操作對(duì)給定車站和歸屬控制地段中的列車運(yùn)行所采取的控制等級(jí)，然而一個(gè)系統(tǒng)在同一時(shí)間只能處于一種模式。以上控制等級(jí)應(yīng)遵循的原則是：車站人工控制優(yōu)先于控制中心人工控制；1．控制中心自動(dòng)控制模式（CA）在控制中心自動(dòng)控制模式下列車進(jìn)路命令由 ATS進(jìn)路自動(dòng)設(shè)定系統(tǒng)發(fā)出，其信息來(lái)源是時(shí)刻表及列車運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。控制中心調(diào)度員可以對(duì)列車運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)進(jìn)行人工干預(yù)，使列車運(yùn)行按調(diào)度員意圖進(jìn)行。2．控制中心自動(dòng)控制時(shí)的人工介入控制或利用 CTC系統(tǒng)的人工控制模式（CM）在控制中心自動(dòng)控制時(shí)，控制中心調(diào)度員也可關(guān)閉某個(gè)聯(lián)鎖區(qū)或某個(gè)聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)部分號(hào)機(jī)某指定列車的自動(dòng)進(jìn)路設(shè)定，直接在控制中心的工作站上關(guān)閉鎖區(qū)調(diào)員可發(fā)出命令，利用聯(lián)鎖備自動(dòng)進(jìn)路控制功隨著排條后續(xù)列車的固定進(jìn)路。在自動(dòng)進(jìn)路功能出現(xiàn)故障情況下，調(diào)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ATS系統(tǒng)。一旦車站工作于該模式，則由ATS系統(tǒng)啟動(dòng)控制而不由車站控制計(jì)算機(jī)啟動(dòng)控制。然而，車站控制計(jì)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(dòng)控制模式在控制中心設(shè)備故障或通信線路故障時(shí)，控制中心將無(wú)法對(duì)聯(lián)鎖車站的遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行控制，此時(shí)將自動(dòng)進(jìn)入列車自動(dòng)監(jiān)控后備模式，由列車上的車次號(hào)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(dòng)產(chǎn)生進(jìn)路命令，由聯(lián)鎖設(shè)備的自動(dòng)功能來(lái)自動(dòng)設(shè)定進(jìn)路，即隨著列車運(yùn)行，自動(dòng)排列一條固定進(jìn)路。車站人工控制模式當(dāng)ATS因故不能設(shè)置進(jìn)路（不論人工方式還是自動(dòng)進(jìn)路方式），或由于某種運(yùn)營(yíng)上的需要而不能由中心控制時(shí)，可改為現(xiàn)地操縱模式。在現(xiàn)地操縱臺(tái)上人工排列進(jìn)路。車站自動(dòng)控制和車站人工控制也可合稱車站控制（LC）。當(dāng)車站工作于LC模式時(shí)，不能由ATS系統(tǒng)啟動(dòng)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(duì)車站控制計(jì)算機(jī)而言，這是唯一可用的控制模式?？刂颇Ｊ介g的轉(zhuǎn)換（1）轉(zhuǎn)換至車站操作只有ATS相應(yīng)才轉(zhuǎn)換到車站操作模式。因此，所有轉(zhuǎn)換操作只能由車站操作員才能有效實(shí)施。在轉(zhuǎn)換模式時(shí)，不用考慮特別檢查聯(lián)鎖條件，自動(dòng)運(yùn)行功能不受影響。即使轉(zhuǎn)換至車站操作，聯(lián)鎖顯示還應(yīng)該傳輸至控制中心ATS，僅由車站操作站的打印機(jī)執(zhí)行對(duì)顯示和命令的記錄。（2）強(qiáng)制轉(zhuǎn)換至車站操作在沒有收到控制中心ATS發(fā)出的命令時(shí)，也可以轉(zhuǎn)換本至車站操作。通過一個(gè)已經(jīng)登記的轉(zhuǎn)換操作可以轉(zhuǎn)換至車站操作，并且聯(lián)鎖系統(tǒng)的所有轉(zhuǎn)換操作僅能由車站操作員來(lái)執(zhí)行。（3）轉(zhuǎn)換至控制中心 ATS操作只有當(dāng)車站操作已經(jīng)發(fā)出釋放 的命令，才能轉(zhuǎn)換到控制中心 ATS操作，然后控制中心 ATS確認(rèn)它 。因此，所有轉(zhuǎn)換操作只有由控制中心操作員才能有效實(shí)施。在這種情況下 ，只有正常 的轉(zhuǎn)換操作才能被 接受。隨著轉(zhuǎn)換至控制中心ATS操作，控制中心ATS可以執(zhí)行所有允許的操作。但是只有車站操作才能下，也可以轉(zhuǎn)換至控制中心ATS操作。六、駕駛模式及模式轉(zhuǎn)換1．駕駛模式城市軌道交通列車的主要駕駛模式應(yīng)包括：列車自動(dòng)運(yùn)行駕駛模式；列車自動(dòng)防護(hù)駕駛模式；限制人工駕駛模式；非限制人工駕駛模式。自動(dòng)折返駕駛模式。自動(dòng)駕駛模式和無(wú)人駕駛模式可以提高列車行車效率，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整、維護(hù)列車運(yùn)行秩序、減少司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度和人員配備的數(shù)量。然而，由于無(wú)人駕駛涉及車輛、行車組織、車輛段配置等多種因素，系統(tǒng)造價(jià)高，我國(guó)又無(wú)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，故無(wú)人駕駛系統(tǒng)宜在探索經(jīng)驗(yàn)后，根據(jù)需要逐漸采用。（1）列車自動(dòng)運(yùn)行駕駛模式（ATO模式或AM模式）ATO模式即ATO自動(dòng)運(yùn)行模式，此模式是正線上列車運(yùn)行的正常模式，即用于正線上列車的正常運(yùn)行。在這種模式下，列車在車站之間的運(yùn)行是自動(dòng)的，不需司機(jī)駕駛，司機(jī)只負(fù)責(zé)監(jiān)視ATO顯示，監(jiān)督車站發(fā)車和車門關(guān)閉，以及列車運(yùn)行所要通過的軌道、道岔和信號(hào) 的狀態(tài) ，并 在必 要時(shí) 人工介入 。司機(jī)給出 列車關(guān)門指 令關(guān)閉車門后，通過按壓?jiǎn)?動(dòng)按鈕給出出 發(fā)指 令。車載 ATP確認(rèn) 車門已 關(guān)閉后，列車便 可啟 動(dòng)。如果 車門還開著 ，ATP會(huì) 不允許列車出 發(fā)。列車出 發(fā)后站間運(yùn)行的速 度調(diào)整、至下站的目標(biāo) 制動(dòng)以及開 車門都由 ATO自動(dòng)操作。ATP確保 列車各階 段自動(dòng)運(yùn)行的安全 ，在車站之間的運(yùn)行將 根據(jù)控制中心 ATS的優(yōu)化時(shí)刻表指 令執(zhí)行，確定其走 行時(shí) 間。在 ATO模式下?lián)嗀TP編碼 和列車位 置生成 運(yùn)行列車的行駛曲 線完全 自動(dòng)地 駕駛列車；ATO還 能根據(jù)到停 車點(diǎn) 的距離計(jì)算出 列車的到 站停 車曲線；ATO速 度曲 線可以由 ATS的調(diào)整命令修改 ；ATP系統(tǒng)控制列車的緊急 制動(dòng)。（2）列車自動(dòng)防護(hù)駕駛模式（SM模式或 M模式）superviseSM模式即 ATP監(jiān)督人工駕駛模式，是一種受保護(hù)的人工駕駛模式。在這種模式下，司機(jī)根據(jù)駕駛室中的指示手動(dòng)駕駛列車，并監(jiān)督 ATP顯示，以及列車運(yùn)行所要通過的軌道、道岔和信號(hào)的狀態(tài)，可以在任何時(shí)候操作緊急制動(dòng)。ATP連續(xù)監(jiān)督人工駕駛的列車運(yùn)行，如果列車超過允許速度將產(chǎn)生緊急制動(dòng)。ATO故障時(shí)列車可用 SM模式在 ATP的保護(hù)下降級(jí)運(yùn)行。在 SM模式下，列車由司機(jī)人工駕駛，列車的運(yùn)行速度受 ATP監(jiān)控；ATO此時(shí)對(duì)列車不進(jìn)行控制，但會(huì)根據(jù)地圖數(shù)據(jù)隨時(shí)監(jiān)督列車的位置；如果 ATO能與 PAC通信，它可控制車門開啟；ATP向司機(jī)提示安全速度和距離信息；在列車實(shí)際行駛速度到達(dá)最大安全速度之前，ATP可實(shí)施常用制動(dòng)，防止列車超速；由 ATP系統(tǒng)來(lái)控制列車的緊急制動(dòng)。（3）限制人工駕駛模式（RM模式）(restrictmode)RM模式即ATP限制允許速度的人工駕駛模式，這是一種受約束的人工操作，必須“謹(jǐn)慎運(yùn)行”。在這種模式下，列車由司機(jī)根據(jù)軌旁信號(hào)駕駛，ATP監(jiān)督允許的最大限速值。該運(yùn)行模式在下列情況下使用：①列車在車輛段范圍內(nèi)（ATC控制區(qū)域）運(yùn)行時(shí)；②正線運(yùn)行中聯(lián)鎖設(shè)備或軌道電路或ATP軌旁設(shè)備或ATP列車天線或地對(duì)車通信發(fā)生故障時(shí)；③列車緊急制動(dòng)以后；④啟動(dòng)ATP／ATO以后。此時(shí)，車載 ATP將給出 一個(gè) 25km／ h的限制速度。在 RM模式下，列車由司機(jī)人工駕駛，沒有 軌道編碼 的參 與，不要求強(qiáng) 制使用地面編碼 。此時(shí) ATO退出 控制；由司機(jī)負(fù)責(zé) 列車運(yùn)行的安全，并監(jiān)督列車所要通過的軌道、道岔和信號(hào)的狀態(tài)，如有 必要，對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)；列車行駛速度很低 ，例 如不得 超過 25k／ h；一旦 超出 ，ATP系統(tǒng)就 會(huì)實(shí)施緊急制動(dòng)。（4）非限制人工駕駛模式（關(guān)斷 模式、M模式）(unrestrictmode)關(guān)斷 模式是不受限制的人工駕駛（無(wú) ATP監(jiān)督）模式，用于 車載 ATP備故障以及車載 設(shè)備測(cè)試 情況下完 全關(guān)斷 時(shí)的列車駕駛，列車是由司機(jī)根據(jù)軌旁信號(hào)和調(diào)度員的口頭指令駕駛的，沒有速度監(jiān)督。ATP的緊急制動(dòng)輸出被車輛控制系統(tǒng)切斷，司機(jī)必須保證列車運(yùn)行不超過限制速度