城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)-ATC系統(tǒng)

列車自動控制（ATC）系統(tǒng)基本原理一、ATC系統(tǒng)綜述二、ATP子系統(tǒng)基本原理三、ATO子系統(tǒng)基本原理四、ATS子系統(tǒng)基本原理主要內(nèi)容一、ATC系統(tǒng)綜述新加坡無人駕駛地鐵車輛廣州下月上路的無人駕駛地鐵車輛一、ATC系統(tǒng)綜述列車自動防護(hù)系統(tǒng)ATP列車自動駕駛系統(tǒng)ATO列車自動監(jiān)視系統(tǒng)ATSAutomaticTrainProtectionAutomaticTrainOperationAutomaticTrainSupervision一、ATC系統(tǒng)綜述ATC系統(tǒng)的組成和功能

按照閉塞模式，城市軌道交通的ATC可以分為3.移動閉塞2.準(zhǔn)移動閉塞1.固定閉塞一、ATC系統(tǒng)綜述不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)7軌道電路工作穩(wěn)定性容易受環(huán)境影響，如道床阻抗變化、牽引電流干擾等軌道電路傳輸信息量小。利用軌道電路難以實(shí)現(xiàn)車隊(duì)的信息傳輸閉塞分區(qū)長度是按照不利條件設(shè)計(jì)的，分區(qū)較長，且一個(gè)分區(qū)只能被一列車占用，不利于縮短列車行車間隔。無法知道列車在哪一分區(qū)內(nèi)的具體位置。一、ATC系統(tǒng)綜述1.固定閉塞存在以下缺點(diǎn)（1）基本概念前行列車后續(xù)列車移動定位方式與地面通信移動定位方式與地面通信地面控制中心感應(yīng)環(huán)線或無線通信一、ATC系統(tǒng)綜述2.移動閉塞不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)（2）移動閉塞的特點(diǎn)制動的起點(diǎn)和終點(diǎn)是動態(tài)的，與軌旁設(shè)備數(shù)量及行車間隔關(guān)系不大沒有固定分區(qū)，行車間隔是動態(tài)的，并隨前一列車的移動而移動，速度限制連續(xù)變化。列車間隔按照后續(xù)列車在當(dāng)前速度下所需的制動距離加上安全余量計(jì)算而得?？蓪?shí)現(xiàn)車地雙向通信，易于實(shí)現(xiàn)無人駕駛。舒適先進(jìn)高效靈活安全不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)（3）移動閉塞的技術(shù)優(yōu)勢安全關(guān)聯(lián)計(jì)算機(jī)采用3取2或2取2冗余配置，可保證故障安全。數(shù)據(jù)通信對所有的子系統(tǒng)透明可以與無人駕駛結(jié)合，避免司機(jī)誤操作或延誤，從而提高效率車地雙向通信，實(shí)時(shí)提供列車的位置及速度等信息。模塊化設(shè)計(jì)，核心部分采用軟件實(shí)現(xiàn)，硬件數(shù)量大大減少CBTC（communicationsbasedtraincontrol）一、ATC系統(tǒng)綜述不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)（5）移動閉塞系統(tǒng)的ATC分類基于電纜環(huán)線基于無線通信和傳輸媒介直接序列擴(kuò)頻跳頻擴(kuò)頻方式點(diǎn)式應(yīng)答器自由空間波裂縫波導(dǎo)管漏泄電纜等按無線擴(kuò)頻通信方式按傳輸媒介按傳輸速率分類不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)一、ATC系統(tǒng)綜述1.點(diǎn)式ATC系統(tǒng)無源，高信息容量，安裝靈活，結(jié)構(gòu)簡單。價(jià)格明顯低于連續(xù)式ATC在北京5號線有應(yīng)用難以適應(yīng)行車密度大的情況點(diǎn)式ATC系統(tǒng)不同結(jié)構(gòu)的ATC一、ATC系統(tǒng)綜述(1)點(diǎn)式ATC的基本結(jié)構(gòu)一、ATC系統(tǒng)綜述點(diǎn)式ATC系統(tǒng)設(shè)備①地面應(yīng)答器一、ATC系統(tǒng)綜述應(yīng)答查詢器（TI及應(yīng)TI天線負(fù)責(zé)與軌旁信標(biāo)通信并確定列車的軌道位置，處理信標(biāo)發(fā)出的消息并傳送給車載控制器）一、ATC系統(tǒng)綜述.A型應(yīng)答器（無源設(shè)備）

(1)用于確定列車位置

(2)當(dāng)一輛列車駛過應(yīng)答器，它會收到一條標(biāo)識應(yīng)答器的消息.B型應(yīng)答器（有源設(shè)備）

(1)信號機(jī)B信標(biāo)（安裝于信號機(jī)旁與信號機(jī)相聯(lián)鎖）

(2)進(jìn)路B信標(biāo)（安裝于道岔前，指示是否需要側(cè)向速度通過道岔）一、ATC系統(tǒng)綜述②軌旁電子單元LEU將不同的信號顯示轉(zhuǎn)化為電碼并發(fā)送至列車。③車載設(shè)備a、車載應(yīng)答器b、測速傳感器c、中央處理單元d、駕駛臺上的顯示一、ATC系統(tǒng)綜述不同結(jié)構(gòu)的ATC2.連續(xù)式ATC系統(tǒng)采用軌道電路的連續(xù)式ATC系統(tǒng)采用軌間電纜的ATC系統(tǒng)無線ATC系統(tǒng)速度碼模式距離碼模式一、ATC系統(tǒng)綜述二、ATP系統(tǒng)制動系統(tǒng)車載ATP主機(jī)接口電路牽引系統(tǒng)牽引指令制動指令速度輸入速度傳感器地面信號速度控制車軸二、ATP系統(tǒng)1、ATP的基本概念設(shè)于控制站的軌旁單元；設(shè)于線路上各軌道電路分界點(diǎn)的調(diào)諧單元；車載ATP設(shè)備；與ATS、ATO、聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備。二、ATP系統(tǒng)2、ATP的設(shè)備組成ATP系統(tǒng)具有下列主要功能：檢測列車位置、停車點(diǎn)防護(hù)、超速防護(hù)、列車間隔控制（移動閉塞時(shí)）、臨時(shí)限速、測速測距、車門控制、記錄司機(jī)操。軌旁功能傳輸功能車載功能二、ATP系統(tǒng)3、ATP的主要功能二、ATP系統(tǒng)3、ATP的主要功能ATP車載設(shè)備功能監(jiān)督功能速度監(jiān)督功能方向監(jiān)督功能車門監(jiān)督功能緊急制動監(jiān)督功能后退監(jiān)督報(bào)文監(jiān)督功能設(shè)備監(jiān)督功能主控鑰匙開關(guān)主控鑰匙開關(guān)打開，接點(diǎn)閉合，ATP檢測到DC110V電壓，ATP激活；主控鑰匙開關(guān)沒打開，接點(diǎn)沒閉合，ATP檢測不到DC110V電壓，ATP未激活。車輛ATP車載單元+110V主控鑰匙開關(guān)雙通道二、ATP系統(tǒng)ATP接口車輛ATP車載單元左門鎖閉右門鎖閉+24V門控接點(diǎn)左右兩邊門都關(guān)閉，兩鎖閉繼電器接點(diǎn)閉合，送回24V電壓給ATP，否則，不能送回24V電壓，ATP車載單元通過檢測是否送回該電壓來判斷兩車門是否關(guān)閉。二、ATP系統(tǒng)強(qiáng)行開門按鈕ATP車載單元向強(qiáng)行開門按鈕接點(diǎn)輸送24V電壓，當(dāng)強(qiáng)行按鈕被按壓，接點(diǎn)閉合，24V電接地，ATP車載系統(tǒng)通過檢測該電壓是否接地來判斷強(qiáng)行開門按鈕是否被按壓。強(qiáng)行開門按鈕車輛ATP車載單元+24V二、ATP系統(tǒng)車輛的緊急制動狀態(tài)車輛+110V緊急制動ATP車載單元由車輛向ATP車載單元輸入電壓，當(dāng)電壓為DC110V時(shí)是非緊急制動狀態(tài)，當(dāng)電壓為0V時(shí)，是緊急制動狀態(tài)，車載ATP單元通過檢測該電壓來判斷是否處于緊急制動狀態(tài)。二、ATP系統(tǒng)自動折返按鈕ATP車載單元向自動折返按鈕送24V電壓，當(dāng)按壓自動折返按鈕，接點(diǎn)閉合，24V電接地；當(dāng)沒有按壓按鈕，接點(diǎn)不閉合，24V電不接地。ATP車載單元通過檢測該電壓是否接地來判斷自動折返按鈕是否被按壓。車輛+24V自動折返按鈕ATP車載單元二、ATP系統(tǒng)——對列車執(zhí)行適當(dāng)操作3、ATP靜態(tài)輸出車載ATP單元在激活狀態(tài)下，根據(jù)相關(guān)的檢測結(jié)果（包括檢測到按鈕動作及車輛運(yùn)行狀態(tài)）會發(fā)生一定動作，諸如啟動緊急制動，允許開車門，開啟ATP安全責(zé)任燈等。二、ATP系統(tǒng)1、緊急制動車輛+110VATP車載單元運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)啟動，出現(xiàn)故障時(shí)啟動，從車輛給110V到ATP車載單元，如沒有啟動緊急制動，K6、K7閉合，送回110V電壓，車輛不能啟動緊急制動。如果啟動緊急制動，K6、K7不閉合，不能送回110V電壓，車輛啟動緊急制動。K6.K7繼電器二、ATP系統(tǒng)2、允許開門（允許開左門和允許開右門）車輛ATP車載單元+110V允許開左門+110V允許開右門列車停在停車窗內(nèi)，ATP根據(jù)由軌旁設(shè)備發(fā)來的報(bào)文決定允許開哪側(cè)旅客車門，只有在停車窗內(nèi)或者按壓強(qiáng)行開門按鈕，ATP才允許開門，ATP送電壓給車輛上相關(guān)繼電器，當(dāng)送的是110V時(shí)候，車門打開，否則，車門不能打開。二、ATP系統(tǒng)三、ATO子系統(tǒng)的工作原理三、ATO子系統(tǒng)的工作原理ATO子系統(tǒng)的主要功能1、速度調(diào)節(jié)功能2、車站程序?qū)ξ煌＼嚳刂?、列車自動運(yùn)行模式三、ATO子系統(tǒng)的工作原理四、ATS子系統(tǒng)基本原理四、ATS子系統(tǒng)基本原理ATS系統(tǒng)的組成四、ATS子系統(tǒng)基本原理ATS主要功能22113581635列車運(yùn)行調(diào)整服務(wù)操作列車監(jiān)視跟蹤旅客信息顯示系統(tǒng)仿真演示運(yùn)行報(bào)告監(jiān)控與報(bào)警進(jìn)路自動調(diào)整時(shí)刻表處理列車確實(shí)位置識別1.自動列車跟蹤2.自動排列進(jìn)路3.時(shí)刻表系統(tǒng)4.列車自動調(diào)整5.控制和顯示6.記錄功能7.列車運(yùn)行圖顯示8.培訓(xùn)/演示四、ATS子系統(tǒng)基本原理ATS基本原理ATC系統(tǒng)概述1.掌握ATC系統(tǒng)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的作用。

2.掌握ATC系統(tǒng)的組成及基本功能。

3.掌握ATC系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口。01知識要點(diǎn)列車自動控制(ATC)系統(tǒng)是城市軌道交通信號系統(tǒng)最重要的組成部分，它實(shí)現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行自動化，能最大程度地保證列車運(yùn)行安全，提高運(yùn)輸效率，減輕運(yùn)營人員的勞動強(qiáng)度，發(fā)揮城市軌道交通的通過能力。ATC系統(tǒng)的技術(shù)含量高，運(yùn)用了許多當(dāng)代重要的科技成果。01ATC系統(tǒng)概述一、ATC系統(tǒng)的組成和功能列車自動控制(ATCAutomaticTrainControl)系統(tǒng)包括三個(gè)子系統(tǒng)：列車自動防(ATPAutomaticTrainProtection)、列車自動運(yùn)行(ATOAutomaticTrainOperation）、列車自動監(jiān)控（ATSAutomaticTrainSupervision）。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

ATC系統(tǒng)包括五個(gè)原理功能：ATS功能、聯(lián)鎖功能、列車檢測功能、ATC功能和PTI（列車識別）功能。(1)ATS功能：可自動或由人工控制進(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OCC(控制中心）內(nèi)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。(2)聯(lián)鎖功能：響應(yīng)來自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ATS和ATC功能。聯(lián)鎖功能由分布在軌旁的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

(3)列車檢測功能：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、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(bào)文生成；ATP/ATO傳輸功能負(fù)責(zé)發(fā)送感應(yīng)信號，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)營、列車自動駕駛，且給信號系統(tǒng)和司機(jī)提供接口。(5)PTI功能：是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(bào)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)，以優(yōu)化列車運(yùn)行。01ATC系統(tǒng)概述二、ATC系統(tǒng)的水平等級為確保行車安全和線路最大通過能力，根據(jù)國內(nèi)外的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，一般最大通過能力小于30對h的線路宜采用ATS和ATP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)行車指揮自動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CTC（調(diào)度集中）系統(tǒng)。最大通過能力大于30Xf/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)行自動化。ATO系統(tǒng)對節(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，但不同的信號系統(tǒng)設(shè)或不設(shè)ATO會使運(yùn)營費(fèi)用差異較大，不過即使是通過能力為30對/h的線路，有條件時(shí)也可選用ATO系統(tǒng)。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

根據(jù)運(yùn)營需要，信號系統(tǒng)還應(yīng)滿足最大通過能力為40對/h的總體要求。對于城市軌道交通，行車間隔的發(fā)揮往往受制于折返能力，而折返能力與線路條件、車輛狀態(tài)、信號系統(tǒng)水平等因素有關(guān)。因此，通過能力要求較高時(shí)，折返能力需與之相適應(yīng)，必須對上述因素進(jìn)行綜合研究、設(shè)計(jì)。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

三、ATC系統(tǒng)選用原則ATC系統(tǒng)選用按下列原則選擇：（1）ATC系統(tǒng)應(yīng)采用安全、可靠、成熟、先進(jìn)的技術(shù)裝備，具有較高的性能價(jià)格比；（2）城市軌道交通運(yùn)營線路宜采用準(zhǔn)移動閉塞式ATC系統(tǒng)或移動閉塞式ATC系統(tǒng)，也可以采用固定閉塞式ATC系統(tǒng)。因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ň哂锌土髁看?、行車密度高的特點(diǎn)，而準(zhǔn)移動閉塞式和移動閉塞式ATC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較大的通過能力，對于客運(yùn)量變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以提高線路利用率，具有高效運(yùn)行、節(jié)能等作用，并且控制模式與列車運(yùn)行特性相近，01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

能較好地適應(yīng)不同列車的技術(shù)狀態(tài)，其技術(shù)水平較高，具有較大的發(fā)展前景。雖然固定閉塞式ATC系統(tǒng)技術(shù)水平相對較低，但由于可滿足2min行車間隔的行車要求，且價(jià)格相對低廉，因此也宜選用。根據(jù)實(shí)際情況，因地制宜選擇三種不同制式的ATC系統(tǒng)是完全必要的。（3）ATC系統(tǒng)構(gòu)成水平的選擇按前述原則執(zhí)行。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

四、不同閉塞制式的ATC系統(tǒng)按閉塞制式，城市軌道交通ATC可分為：固定閉塞式ATC系統(tǒng)、準(zhǔn)移動閉塞式ATC系統(tǒng)和移動閉塞式ATC系統(tǒng)。1．固定閉塞固定閉塞將線路劃分為固定的閉塞分區(qū)，不論是前、后列車的位置還是前、后列車的間距，都是用軌道電路等來檢測和表示的，線路條件和列車參數(shù)等均需在閉塞設(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。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

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)速度級的速度碼。固定閉塞方式，無法滿足提高系統(tǒng)能力、安全性和互用性的要求。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

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，如道床阻抗變化、牽引電流干擾等。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)會導(dǎo)致信號的衰耗增大，從而導(dǎo)致傳輸距離縮短。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

③利用軌道電路難以實(shí)現(xiàn)車對地的信息傳輸。④固定閉塞的閉塞分區(qū)長度是按最長列車、滿負(fù)載、最高速度、最不利制動率等不利條件設(shè)計(jì)的，分區(qū)較長，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)無法知道列車在分區(qū)內(nèi)的具體位置，因此列車制動的起點(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。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

2.準(zhǔn)移動閉塞準(zhǔn)移動閉塞對前、后列車的定位方式是不同的。前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式，而后續(xù)列車的定位則采用連續(xù)的或稱為移動的方式。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(gè)定位標(biāo)志（可以是軌道電路的分界點(diǎn)或信標(biāo)等），列車通過時(shí)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轉(zhuǎn)數(shù)累計(jì)連續(xù)測得。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

由于準(zhǔn)移動閉塞同時(shí)采用移動和固定兩種定位方式，所以它的速度控制模式既具有無級（連續(xù)）的特點(diǎn)，又具有分級（階梯）的性質(zhì)。若前行列車不動而后續(xù)列車前進(jìn)時(shí)，其最大允許速度是連續(xù)變化的；而當(dāng)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)移動閉塞兼有移動和固定的特性，與“固定”性質(zhì)相對應(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）測定的，所以其最大允許速度的計(jì)算最終只能在車上實(shí)現(xiàn)。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

為了使后續(xù)列車能夠根據(jù)自身測定的位置，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，列車制動的起點(diǎn)可延伸至保證其安全制動的地點(diǎn)，從而可改善列車速度控制，縮小列車安全間隔，提高線路繳利用效率。但準(zhǔn)移動閉塞中后續(xù)列車的最大目標(biāo)制動點(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。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

3．移動閉塞（1）移動閉塞的基本概念移動閉塞的特點(diǎn)是前、后兩列車都采用移動式的定位方式，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)行而不斷移動且變化。移動閉塞可借助感應(yīng)環(huán)線或無線通信的方式實(shí)現(xiàn)。早期的移動閉塞系統(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)的移動閉塞系統(tǒng)已采用無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的通信，構(gòu)成基于無線通信技術(shù)的移動閉塞。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

（2）移動閉塞的特點(diǎn)移動閉塞具有如下特點(diǎn)：①線路沒有固定劃分的閉塞分區(qū)，列車間隔是動態(tài)的，并隨前一列車的移動而移動；②列車間隔是按后續(xù)列車在當(dāng)前速度下所需的制動距離，加上安全余量計(jì)算和控制的，確保不追尾；01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

③制動的起點(diǎn)和終點(diǎn)是動態(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采用地一車雙向傳輸，信息量大，易于實(shí)現(xiàn)無人駕駛。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

（3）移動閉塞的技術(shù)優(yōu)勢①移動閉塞是一種新型的閉塞制式，它克服了固定閉塞的缺點(diǎn)?；谕ㄐ诺牧熊嚳刂疲–ommunicationsBasedTrainControl，簡稱CBTC）則是實(shí)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，并能更快地檢測到故障點(diǎn)。而且，移動閉塞可以根據(jù)列車的實(shí)際速度和相對速度來調(diào)整閉塞分區(qū)的長度，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)備的安裝也相對較容易，維修方便，有利于降低運(yùn)營成本。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

②移動閉塞系統(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，動態(tài)地控制列車運(yùn)行速度。移動閉塞制式下后續(xù)列車的最大制動目標(biāo)點(diǎn)可比準(zhǔn)移動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)硬件數(shù)量大大減少。④移動閉塞系統(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。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

⑤移動閉塞還常常和無人駕駛聯(lián)系在一起。兩者的結(jié)合能夠避免司機(jī)的誤操作或延誤，獲得更高的效率。⑥無線移動閉塞的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)對所有的子系統(tǒng)透明，對通信數(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。采取開放式的國際標(biāo)準(zhǔn)也使國內(nèi)廠商可從部分部件的國產(chǎn)化著手，逐步實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的國產(chǎn)化。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

(4）移動閉塞的工作原理移動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，移動閉塞系統(tǒng)是一種區(qū)間不分割、根據(jù)連續(xù)檢測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)間隨著列車的移動而移動，所以叫做移動閉塞。在移動閉塞系統(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距離加上列車制動反應(yīng)時(shí)間內(nèi)駛過的距離。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

移動閉塞技術(shù)在對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)的速度和位置動態(tài)地計(jì)算列車的最大制動距離。列車的長度加上這一最大制動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)與列車同步移動的虛擬閉塞分區(qū)（見圖5-2）。由于保證了列車前后的安全距離，兩個(gè)相鄰的移動閉塞分區(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)營效率。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

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無線移動閉塞系統(tǒng)的組成主要包括無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、車載設(shè)備、區(qū)域控制器和控制中心等。其中，無線數(shù)據(jù)通信是移動閉塞實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。通過可靠的無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，列車不間斷地將其標(biāo)識、位置、車次、列車長度、實(shí)際速度、制動潛能和運(yùn)行狀況等信息以無線的方式發(fā)送給區(qū)域控制器。區(qū)域控制器追蹤列車并通過無線傳輸方式向列車發(fā)送移動授權(quán)，根據(jù)來自列車的信息計(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、移動授權(quán)等）傳遞給列車，控制列車運(yùn)行。車載設(shè)備包括無線電臺、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)（如車輛信息、現(xiàn)場狀況和位置信息等）通過無線數(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)對接收到的命令進(jìn)行確認(rèn)并執(zhí)行。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

移動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)庫預(yù)先定義的線路單元，每個(gè)單元長度為幾米到十幾米之間，移動閉塞分區(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)的長度也是動態(tài)變化的。線路單元以數(shù)字地圖的矢量來表示。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］來定義，且標(biāo)識是唯一的。01ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

（5)移動閉塞ATC系統(tǒng)分類移動閉塞ATC系統(tǒng)就車一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線通信和數(shù)據(jù)傳輸媒介的傳輸方式。按無線擴(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。0101ATC系統(tǒng)概述第一節(jié)ATC系統(tǒng)綜述

ATP子系統(tǒng)（以下稱為ATP系統(tǒng)）是保證行車安全、防止列車進(jìn)人前方列車占用區(qū)段和防止超速運(yùn)行的設(shè)備。ATP負(fù)責(zé)全部的列車運(yùn)行保護(hù)，是列車安全運(yùn)行的保障。ATP系統(tǒng)執(zhí)行以下安全功能：速度限制的接收和解碼、超速防護(hù)、車門管理、自動和手動模式的運(yùn)行、司機(jī)控制臺接口、車輛方向保證、永久車輛標(biāo)識。01ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理一、ATP的基本概念A(yù)TP即列車運(yùn)行超速防護(hù)或列車運(yùn)行速度監(jiān)督。ATP系統(tǒng)的功能是對列車運(yùn)行進(jìn)行超速防護(hù)，對與安全有關(guān)的設(shè)備實(shí)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)列車位置檢測，保證列車間的安全間隔，保證列車在安全速度下運(yùn)行，完成信號顯示，故障報(bào)警，降級提示，列車參數(shù)和線路參數(shù)的輸人，與ATS,ATO及車輛系統(tǒng)接口并進(jìn)行信息交換。01ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理ATP系統(tǒng)不斷將來自聯(lián)鎖設(shè)備和操作層面上的信息、線路信息、前方目標(biāo)點(diǎn)的距離和允許速度信息等從地面通過軌道電路等傳至車上，從而由車載設(shè)備計(jì)算得到當(dāng)前所允許的速度，或由行車控制中心計(jì)算出目標(biāo)速度傳至車上，由車載設(shè)備測得實(shí)際運(yùn)行速度，依此來對列車速度實(shí)行監(jiān)督，使之始終在安全速度下運(yùn)行。當(dāng)列車速度超過ATP裝置所指示的速度時(shí)，ATP的車上設(shè)備就發(fā)出制動命令，使列車自動地制動；當(dāng)列車速度降至ATP所指示的速度以下時(shí)，可自動緩解。而運(yùn)行操作仍由司機(jī)完成。這樣，可縮短列車運(yùn)行間隔，可靠地保證列車不超速、不冒進(jìn)。ATP是ATC的基本環(huán)節(jié)，是安全系統(tǒng)，必須符合故障一安全的原則。01ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理二、ATP設(shè)備的組成采用軌道電路傳送ATP信息時(shí)，ATP系統(tǒng)由設(shè)于控制站的軌旁單元、設(shè)于線路上各軌道電路分界點(diǎn)的調(diào)諧單元和車載ATP設(shè)備組成，并包括與ATS，ATO、聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備。01ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理連續(xù)式ATP系統(tǒng)利用數(shù)字音頻軌道電路，向列車連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)，允許連續(xù)監(jiān)督和控制列車運(yùn)行。對于ATP，由軌道電路反映軌道狀態(tài)，傳輸ATP信息，在軌旁無需其他傳輸設(shè)備。當(dāng)軌道電路區(qū)段空閑時(shí)，發(fā)送軌道電路檢測電碼。當(dāng)列車占用時(shí)，向軌道電路發(fā)送ATP信息。軌道旁的軌道電路連接箱內(nèi)（發(fā)送、接收端各一個(gè)）僅有電路調(diào)諧用的無源元件，包括軌道耦合單元及長環(huán)線。01ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理車載ATP設(shè)備完成命令解碼、速度探測、超速下的強(qiáng)制執(zhí)行、特征顯示、車門操作等任務(wù)。車載ATP設(shè)備包括：兩套ATP模塊（信號處理器和速度處理器）、兩個(gè)速度傳感器和兩個(gè)接收天線、車輛接口、駕駛室內(nèi)的操作和控制單元（MMI)等。車載ATP設(shè)備根據(jù)地面?zhèn)鱽淼臄?shù)據(jù)（由ATP天線接收）與預(yù)先儲存的列車數(shù)據(jù)計(jì)算出列車實(shí)時(shí)最大允許速度。將此速度與來自速度傳感器測得的列車實(shí)際運(yùn)行速度相比較，超過允許速度時(shí)，報(bào)警后啟動制動器。01ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理借助于MMI，司機(jī)可以按照ATP系統(tǒng)的指示運(yùn)行。MMI包括司機(jī)顯示功能、司機(jī)外部接口兩個(gè)子功能。司機(jī)顯示功能向司機(jī)顯示實(shí)際速度、最大允許速度、目標(biāo)距離、目標(biāo)速度，ATP設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以及列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的重要故障信息，在某些情況伴有音響警報(bào)。司機(jī)外部接口包括允許按鈕、車門釋放按鈕以及確認(rèn)按鈕。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理三、ATP系統(tǒng)的主要功能ATP系統(tǒng)應(yīng)具有下列主要功能：檢測列車位置、停車點(diǎn)防護(hù)、超速防護(hù)、列車間隔控制（移動閉塞時(shí)）、臨時(shí)限速、測速測距、車門控制、記錄司機(jī)操作。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理以數(shù)字音頻軌道電路方式的ATP系統(tǒng)為例，ATP系統(tǒng)功能可分為ATP軌旁功能、列車檢測功能（負(fù)責(zé)根據(jù)各軌道區(qū)段的“空閑”或“占用”情況，檢測列車的位置）、ATP傳輸功能和ATP車載功能。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理I．ATP軌旁功能ATP軌旁功能負(fù)責(zé)列車安全間隔和生成報(bào)文，完成對列車安全運(yùn)行授權(quán)許可的發(fā)布和報(bào)文的準(zhǔn)備，這些報(bào)文包括安全、非安全和信號信息等。ATP軌旁功能又分為列車安全間隔功能和報(bào)文生成功能。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（1）列車安全間隔功能列車安全間隔功能負(fù)責(zé)保持列車之間的最小安全距離，還負(fù)責(zé)發(fā)出運(yùn)行授權(quán)。只有在進(jìn)路已經(jīng)排列，聯(lián)鎖功能中才發(fā)出列車運(yùn)行授權(quán)，準(zhǔn)許列車進(jìn)人進(jìn)路。當(dāng)前方列車仍在進(jìn)路中時(shí)，可為后續(xù)列車再次排列進(jìn)路。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理由ATP軌旁功能發(fā)出的運(yùn)行授權(quán)根據(jù)相應(yīng)的安全停車點(diǎn)的選擇和激活而定。這些安全停車點(diǎn)的選定依賴于進(jìn)路內(nèi)軌道區(qū)段的狀態(tài)。安全停車點(diǎn)的位置在信號系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中確定，這方面的信息保存在ATP軌旁設(shè)備中。位置的選定是為了在各安全停車點(diǎn)以外提供一安全的距離。在列車控制中，安全距離提供了差錯(cuò)的限度。這樣，在ATP監(jiān)督下，列車絕對不可能發(fā)生通過危險(xiǎn)點(diǎn)的情況。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（2）報(bào)文生成功能從各種ATP軌旁功能里接收請求，完成整理數(shù)據(jù)、準(zhǔn)備和格式化要傳送到ATP車載設(shè)備的報(bào)文，并決定傳輸方向。這樣，生成經(jīng)由每個(gè)軌道區(qū)段傳輸?shù)膱?bào)文，然后向車載設(shè)備發(fā)出報(bào)文。傳輸?shù)膱?bào)文總是與受ATP控制的接近列車運(yùn)行相反的方向饋入軌道電路。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理報(bào)文由變量和包含在各變量中的數(shù)據(jù)結(jié)合而成，每個(gè)變量由下列三個(gè)來源編輯而成：編人ATP軌旁單元的固定數(shù)據(jù)，包括速度限制；可依據(jù)進(jìn)路排列和軌道區(qū)段占用狀態(tài)等，從有限的預(yù)設(shè)選項(xiàng)中選擇的可轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；ATS功能的可變數(shù)據(jù)，若沒有該可變數(shù)據(jù)，可使用編人到ATP軌旁單元的缺省值。報(bào)文的長度和內(nèi)容會隨環(huán)境狀態(tài)的不同而變化。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理列車進(jìn)人一段軌道區(qū)段后，立刻會生成一連串專門報(bào)文。除其他信息以外，報(bào)文還提供列車進(jìn)人該區(qū)段的時(shí)間。這個(gè)信息必須對距離同步。這些報(bào)文由軌道區(qū)段的狀態(tài)變化而引發(fā)，并持續(xù)數(shù)秒時(shí)間。整理完所需數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備完報(bào)文之后，就會將報(bào)文轉(zhuǎn)換為ATP車載設(shè)備要求的一種格式。報(bào)文轉(zhuǎn)換采用了必要的編碼保護(hù)協(xié)議，它確保ATP車載設(shè)備能檢測到報(bào)文的錯(cuò)誤。報(bào)文一旦完成格式化，就被傳送到ATP傳輸功能。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理2.ATP傳輸功能ATP傳輸功能負(fù)責(zé)發(fā)出報(bào)文信號，包括報(bào)文和ATP車載設(shè)備所需要的其他數(shù)據(jù)。音頻軌道電路電流以二進(jìn)制編碼順序調(diào)制。當(dāng)音頻軌道電路顯示軌道區(qū)段空閑，二進(jìn)制編碼順序?yàn)橐纛l軌道電路設(shè)備內(nèi)預(yù)設(shè)的順序。當(dāng)音頻軌道電路顯示軌道區(qū)段占用，二進(jìn)制編碼順序?yàn)锳TP報(bào)文產(chǎn)生功能生成相應(yīng)的報(bào)文。對于每個(gè)占用的音頻軌道電路產(chǎn)生單獨(dú)的報(bào)文。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理就地對車傳輸而言，音頻軌道電路電流必須由軌道區(qū)段末端，迎著列車運(yùn)行的方向注人。對雙向運(yùn)行的線路，送電點(diǎn)及傳輸方向必須根據(jù)列車的運(yùn)行方向轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換傳輸方向所需的信號由ATP軌旁功能中的報(bào)文發(fā)生功能發(fā)出。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理在每個(gè)要求本地再同步化的地點(diǎn)，提供同步定位環(huán)線。由未調(diào)制載波連續(xù)向環(huán)線供電，載頻由單獨(dú)的傳送器發(fā)出。同步定位環(huán)線發(fā)出感應(yīng)信號在列車經(jīng)過環(huán)線時(shí)可由ATP天線接收到。環(huán)線在預(yù)定的間隔距離后交叉，感應(yīng)信號以預(yù)定的模式發(fā)生相位變化，這種變化能被車載ATP車載設(shè)備識別。這種模式用于ATP車載設(shè)備識別時(shí)間，即為車載接收天線經(jīng)過已知環(huán)線點(diǎn)的時(shí)間。以這種方式就能夠達(dá)到滿意的再同步。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理ATP傳輸功能的輸入是來自ATP軌旁功能的要傳輸?shù)膱?bào)文和相應(yīng)選擇傳輸方向的控制信號。ATP傳輸功能的輸出：感應(yīng)信號沿著整個(gè)軌道區(qū)段連續(xù)地傳輸信息；信號利用鋼軌作為傳輸天線，以合適的傳輸方向發(fā)出，且只包括報(bào)文數(shù)據(jù)；感應(yīng)信號利用同步定位環(huán)線作為傳輸天線傳輸間歇的信號，這個(gè)信號提供本地再同步的精確位置信息。這些感應(yīng)信號共享一個(gè)共同的傳輸媒體（即軌道同列車之間的空隙），因此它形成了一個(gè)在ATP車載設(shè)備內(nèi)接收的單一信號組合。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理3．ATP車載功能ATP車載功能負(fù)責(zé)列車安全運(yùn)行，并提供信號系統(tǒng)和司機(jī)間的接口。車載功能由下列子功能組成：ATP命令解碼、ATP監(jiān)督功能、ATP服務(wù)／自診斷功能，ATP狀態(tài)功能、速度／距離功能，以及司機(jī)人機(jī)接口（MMI)功能。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（1）ATP命令解碼軌旁音頻軌道電路將格式化的數(shù)據(jù)傳送到車上，車載ATP設(shè)備要將報(bào)文解碼，以實(shí)現(xiàn)各種ATP功能。（2）ATP監(jiān)督功能ATP監(jiān)督負(fù)責(zé)保證列車運(yùn)行的安全。各監(jiān)督功能管理列車安全的一個(gè)方面，并在它自己的權(quán)限內(nèi)產(chǎn)生緊急制動；所有的監(jiān)督功能，在信號系統(tǒng)范圍內(nèi)提供了最大可能的列車防護(hù)。各種監(jiān)督功能之間的操作是獨(dú)立的，且同時(shí)進(jìn)行。ATP監(jiān)督包括：速度監(jiān)督、方向監(jiān)督、車門監(jiān)督、緊急制動監(jiān)督、后退監(jiān)督、報(bào)文監(jiān)督、設(shè)備監(jiān)督等。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理①速度監(jiān)督功能速度監(jiān)督功能是超速防護(hù)的基礎(chǔ)，是最重要的功能。它由7個(gè)速度監(jiān)督子功能組成，每個(gè)子功能選定一個(gè)專用的以速度為基準(zhǔn)的安全標(biāo)準(zhǔn)。各標(biāo)準(zhǔn)即為一個(gè)速度限制，這個(gè)限制速度可以是固定的，也可以根據(jù)列車的位置連續(xù)改變或階梯式改變。如果實(shí)際列車速度超過允許速度加上一個(gè)速度偏差值時(shí)，列車實(shí)施緊急制動。該偏差值可以根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定。各種速度偏差值在選定后在ATP車載單元中編程。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理a.RM速度監(jiān)督RM速度監(jiān)督以限制列車速度達(dá)到低速值為目的，這個(gè)低速值（例如25km/h)適用于RM模式。RM速度監(jiān)督在RM模式中有效，它不用于任何其他模式。限制速度是固定的（例如不考慮列車的位置），并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定。這個(gè)確定值編程在ATP車載單元中。b.最大列車允許速度的監(jiān)督最大列車允許速度的監(jiān)督以限制列車運(yùn)行速度到最大允許值（就車輛允許而言）為目的。它在SM、ATO和AR模式中有效。速度限制是固定的，它定義在ATP車載單元中。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理c.停車點(diǎn)的監(jiān)督停車點(diǎn)的監(jiān)督以保證列車停在停車點(diǎn)（不超過停車點(diǎn)）為目的。在SM、ATO和AR模式中，每當(dāng)前方列車占用的軌道區(qū)段內(nèi)有安全或危險(xiǎn)停車點(diǎn)，該監(jiān)督都有效在RM模式中，該監(jiān)督無效。按照列車至停車點(diǎn)的距離，列車的速度限制連續(xù)地改變，并通過一條最終為零的制動曲線實(shí)施。ATP車載單元計(jì)算一個(gè)零目標(biāo)速度的制動曲線的基礎(chǔ)為：列車制動性能數(shù)據(jù)以及已經(jīng)接收到報(bào)文數(shù)據(jù)中明確定義的線路坡度。d.限制速度起始點(diǎn)的監(jiān)督限制速度起始點(diǎn)的監(jiān)督保證列車在起始點(diǎn)就按照速度限制運(yùn)行。在SM、ATO和AR模式中，當(dāng)前行列車占用區(qū)段內(nèi)的速度限制始點(diǎn)存在時(shí)有效，在RM模式中無效。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理從限速始點(diǎn)開始，限制速度隨著距列車的距離而不斷地變化，并通過一個(gè)最終為非零的制動曲線實(shí)施。制動曲線由ATP車載單元計(jì)算。e．進(jìn)入速度監(jiān)督進(jìn)人速度為列車進(jìn)人前方下一軌道區(qū)段的最大允許速度，它考慮到：下一軌道區(qū)段可能存在的任何停車點(diǎn)、可能存在的線路速度限制起始點(diǎn)、下個(gè)進(jìn)人速度。因而，進(jìn)人速度是一種假設(shè)，用于避免定義精確的速度和目標(biāo)的位置，它位于列車占用軌道區(qū)段前方以外，這樣可以減少地對車傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)量。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理進(jìn)入速度監(jiān)督是保證列車速度同下一軌道區(qū)段的最大允許速度及以后的目標(biāo)一致。這個(gè)速度監(jiān)督在SM,ATO和AR模式中有效，在RM模式中無效。f.線路允許速度的監(jiān)督線路允許速度由列車頭部占用軌道區(qū)段的線路允許速度和列車其他部分仍占用的其他軌道區(qū)段的線路允許速度決定。線路允許速度是根據(jù)列車的運(yùn)行位置改變的。ATP車載單元通過使用報(bào)文里的線路速度數(shù)據(jù)，測量運(yùn)行距離以及列車的長度來確定線路允許速度。線路允許速度監(jiān)督保證列車運(yùn)行速度同其所在位置的線路允許速度監(jiān)督一致，在SM，ATO和AR模式中有效，在RM模式中無效。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理g.沒有距離同步的監(jiān)督?jīng)]有距離同步的監(jiān)督是提供安全速度監(jiān)督，這種監(jiān)督是特殊情況下不能得到距離同步，而ATP車載設(shè)備準(zhǔn)許在SM模式或ATO模式而不是RM模式中進(jìn)行操作。這種監(jiān)督方式的情況很少出現(xiàn)。距離同步的丟失是由于觸發(fā)緊急制動時(shí)列車不處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，或者列車已經(jīng)在線上運(yùn)行時(shí)才打開ATP車載設(shè)備電源引起的。只有當(dāng)ATP車載單元接收到授權(quán)其使用的報(bào)文時(shí)，可以使用該功能。此項(xiàng)授權(quán)限制在下列情況下使用：列車運(yùn)行不存在從相鄰軌道電路產(chǎn)生鄰線干擾的危險(xiǎn)；列車運(yùn)行前方當(dāng)前占用軌道區(qū)段無停車點(diǎn)；ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理使用在當(dāng)前軌道區(qū)段的固定速度限制不小于以前軌道區(qū)段的任何速度限制。如果沒有發(fā)生上述情況中任何一種，則不允許ATP軌旁設(shè)備發(fā)出授權(quán)使用這項(xiàng)功能的報(bào)文，且列車必須在無信號移動許可的RM模式下運(yùn)行。速度監(jiān)督功能的輸人包括車載速度／距離功能中的列車現(xiàn)行速度和位置信息，以及服務(wù)／自診斷功能中的列車數(shù)據(jù)（例如列車最大允許速度）。速度監(jiān)督功能的輸出：向司機(jī)人機(jī)接口功能提供（通過列車總線）最大允許速度和列車速度警告；向列車制動系統(tǒng)提供緊急制動命令；向服務(wù)／自診斷功能提供列車數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息、處理和記錄數(shù)據(jù)（包括緊急制動的使用），以及出錯(cuò)的信息。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理②方向監(jiān)督功能方向監(jiān)督功能的作用是監(jiān)督列車在“反方向”運(yùn)行中的任何移動，如果此方向的移動距離超過規(guī)定值，那么就會實(shí)施緊急制動?！胺捶较颉边\(yùn)行移動距離的監(jiān)督是累計(jì)完成的，以便無論是單一的移動或是在幾個(gè)短距離移動中交替地被“前行”的短距離移動中斷。在SM，ATO和AR模式中，必須連續(xù)具備方向監(jiān)督功能；如果列車正在運(yùn)行，那么RM模式中也可以使用方向監(jiān)督功能。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理方向監(jiān)督功能啟動時(shí)在駕駛控制中不考慮選用的方向（“前行”、“反向”或“中間位置”），不論移動是由牽引動力引起的，或是在無動力時(shí)由斜坡的滑動造成的，不論移動是故意的或是偶然的。如果列車“反方向”運(yùn)行，列車的后部可能通過保護(hù)列車的危險(xiǎn)點(diǎn)；那么列車運(yùn)行將占用為下一列車提供安全距離的軌道區(qū)段。駕駛方向的監(jiān)督是限制這種占用的擴(kuò)展。在定義一個(gè)安全距離時(shí)會考慮最大占用距離，因此任何反方向駕駛中剩余的移動不會對安全造成威脅。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理定義安全距離時(shí)考慮到：當(dāng)列車在坡度較大的上坡道啟動時(shí)，允許列車稍微向后滑動一點(diǎn)；如果列車超過正確的停車位置，允許司機(jī)向反方向?qū)嵤┒叹嚯x移動。選定的距離值在ATP車載單元中編程。方向監(jiān)督功能的輸入來源于車載速度／距離功能的移動距離和移動方向。方向監(jiān)督功能的輸出在列車制動系統(tǒng)使用緊急制動實(shí)施命令，在服務(wù)／診斷功能中緊急制動實(shí)施記錄數(shù)據(jù)。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理③車門監(jiān)督功能如果檢測到列車在移動，而車門沒有鎖在關(guān)閉狀態(tài)，車門監(jiān)督功能就會實(shí)施緊急制動，除了被抑制，車門監(jiān)督功能在所有駕駛模式中都有效如果列車移動超過一定的距離（例如0.3m），或者當(dāng)列車以超過特定速度的速度運(yùn)行（例如“ATP零速度”），當(dāng)從車門接點(diǎn)沒有接收到“全部車門關(guān)閉”信號時(shí)，列車實(shí)施緊急制動。作為選擇，當(dāng)列車速度大于某特定值時(shí)（例如5km/h），禁止實(shí)施車門監(jiān)督，這是為了避免假緊急制動的執(zhí)行，這個(gè)假緊急制動可能是由車門接點(diǎn)的斷續(xù)操作（振動）引起的。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理在緊急情況下，當(dāng)列車停穩(wěn)，司機(jī)按壓緊急車門按鈕阻止了車門監(jiān)督功能。這使得在車門接點(diǎn)故障時(shí)，也可以移動列車。當(dāng)車門監(jiān)督功能以這種方式被抑制時(shí)，司機(jī)必須完全負(fù)責(zé)并保證在隨后運(yùn)行階段乘客的安全。當(dāng)從車門接點(diǎn)再次接收到“全部車門關(guān)閉”信號，車門監(jiān)督功能自動恢復(fù)。④緊急制動監(jiān)督功能緊急制動監(jiān)督功能保證接收到緊急制動報(bào)文時(shí)在最短距離內(nèi)停車。在SM，ATO和AR模式中，緊急制動監(jiān)督功能連續(xù)有效，在RM模式中無效。在站臺按下緊急停車按鈕，緊急停車命令會立即生成。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理緊急制動發(fā)生在超過最大允許速度值（加上規(guī)定的誤差）時(shí)，或者按壓位于車站的緊急按鈕時(shí)。緊急制動保存在故障存儲器中。借助服務(wù)與診斷計(jì)算機(jī)可以得到記錄的數(shù)據(jù)。出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，ATP車載單元實(shí)施緊急制動：超過速度曲線的允許速度；超過車輛的最高允許速度；位于站臺的緊急制動按鈕引起的緊急停車；傳輸故障，運(yùn)行超過10m和5s；啟動方向錯(cuò)誤，車輛后退；列車運(yùn)行時(shí)打開車門；ATP車載設(shè)備全面故障。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理如果列車處于停穩(wěn)的狀態(tài)實(shí)施了緊急制動，此功能無效。緊急制動是以故障一安全的方式觸發(fā)的。緊急制動總是引起列車停車，然后通知司機(jī)，可以通過執(zhí)行RM模式來取消緊急制動，列車?yán)^續(xù)在限制人工駕駛模式下運(yùn)行。當(dāng)列車經(jīng)過兩個(gè)音頻軌道電路的分界時(shí)，進(jìn)人ATP監(jiān)督模式的操作。但如果由ATP車載單元出現(xiàn)全面故障引起的緊急制動，列車只能在關(guān)斷模式下運(yùn)行。外部觸發(fā)的緊急制動監(jiān)督功能是保證在ATP車載設(shè)備沒有使用ATP車載單元的位置信息，而跟隨一個(gè)外部觸發(fā)的緊急制動（例如由司機(jī)發(fā)出的）的監(jiān)督。在所有駕駛模式中，這個(gè)功能都有效。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理實(shí)施任何緊急制動時(shí)，由ATP車載單元發(fā)出的位置信息可能由于車輪打滑而失效。當(dāng)緊急制動由外部觸發(fā)時(shí)，必須通知ATP車載單元，讓它采取正確的措施防止使用可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息。通過監(jiān)督制動系統(tǒng)內(nèi)的接點(diǎn)，會探測到外部觸發(fā)的緊急制動，除非列車已經(jīng)停穩(wěn)。’外部觸發(fā)緊急制動會引起ATP車載單元自身觸發(fā)緊急制動。如果ATP車載單元不觸發(fā)本身的緊急制動，就強(qiáng)迫ATO車載設(shè)備進(jìn)人RM模式，直到再次達(dá)到距離同步以前，SM，ATO或AR模式的操作是不可能的。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理外部觸發(fā)緊急制動監(jiān)督功能的輸人來自列車制動系統(tǒng)發(fā)出的緊急制動實(shí)施的警報(bào)。外部觸發(fā)緊急制動監(jiān)督功能的輸出發(fā)給列車制動系統(tǒng)的緊急制動實(shí)施命令，發(fā)給服務(wù)／診斷功能的緊急制動實(shí)施記錄數(shù)據(jù)。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理⑤后退監(jiān)督后退監(jiān)督功能防止列車后退時(shí)超過某特定的距離。列車后退距離的累加減去幾次短暫前行的距離不能超過規(guī)定的距離（3m）。假如超過此距離列車將通過ATP實(shí)施緊急制動，確保列車不后退。⑥報(bào)文監(jiān)督功能報(bào)文監(jiān)督功能是監(jiān)測從ATP傳輸功能接收到的報(bào)文。如果檢測出傳輸報(bào)文中斷持續(xù)超過規(guī)定時(shí)間（如3s），或在這個(gè)期間列車運(yùn)行超過一規(guī)定距離（一般為10m），報(bào)文監(jiān)督功能會觸發(fā)一個(gè)緊急制動。這個(gè)功能在SM、ATO和AR模式中有效，但在RM模式中不起作用。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理報(bào)文監(jiān)督功能的輸人是從車載速度／距離功能中得到的列車現(xiàn)在的位置、從ATP傳輸功能產(chǎn)生的報(bào)文。報(bào)文監(jiān)督功能的輸出發(fā)給列車制動系統(tǒng)的緊急制動實(shí)施命令，發(fā)給服務(wù)／診斷功能的緊急制動實(shí)施記錄數(shù)據(jù)。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理⑦設(shè)備監(jiān)督功能設(shè)備監(jiān)督功能是用來監(jiān)控ATP車載設(shè)備的正常工作，確保當(dāng)設(shè)備故障時(shí)的安全，列車不經(jīng)檢查是不允許運(yùn)行的。一旦ATP車載設(shè)備被檢測出故障，就會啟動緊急制動直到列車停下來。此時(shí)司機(jī)使用故障開關(guān)強(qiáng)制關(guān)閉ATP功能，然后按照控制中心的指揮人工駕駛列車。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（3）ATP服務(wù)／自診斷功能負(fù)責(zé)采集、存儲、記錄、調(diào)用列車數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息，為ATP監(jiān)督提供服務(wù)，完成ATP車載設(shè)備的自診斷。（4）ATP狀態(tài)功能ATP狀態(tài)功能負(fù)責(zé)根據(jù)主要情況選定正確的狀態(tài)和模式。在列車有電的情況下，ATP車載單元可能處于三種狀態(tài)中的一種：激活的、待用的、備用的。其中備用狀態(tài)是暫時(shí)的狀態(tài)。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理在ATP車載單元負(fù)責(zé)監(jiān)督列車時(shí)．使用激活狀態(tài)。ATP車載單元監(jiān)督列車的責(zé)任，取決于其中一個(gè)相關(guān)駕駛控制臺的狀態(tài)（“關(guān)”或“開”）。如果兩個(gè)駕駛控制臺的繳一個(gè)是“開”的狀態(tài)，那么ATP在RM、3M或ATO模式中進(jìn)行的操作取決于ATP狀態(tài)功能。當(dāng)ATP車載單元不負(fù)責(zé)監(jiān)督列車時(shí)，使用等待狀態(tài)。在列車得到電源但卻沒有插人鑰匙的情況下，即刻出現(xiàn)待用狀態(tài)。備用狀態(tài)只是暫時(shí)的狀態(tài)，當(dāng)鑰匙插人任何一列列車的駕駛室時(shí)，立即執(zhí)行啟動自檢測，完成后更換為激活或待用狀態(tài)。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（5）車門釋放功能車門釋放功能保證當(dāng)顯示安全時(shí)允許打開車門，在所有的信號模式中可以連續(xù)使用此功能。在滿足下列條件時(shí)可得到車門釋放指令：列車已停在帶非安全停車點(diǎn)的預(yù)期停車窗內(nèi)；非安全停車點(diǎn)對應(yīng)于列車長度；ATP車載單元接收到許可打開車門的報(bào)文。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理根據(jù)站臺的布置，車門釋放可以在列車的任意一側(cè)或兩側(cè)。在特殊情況下（例如列車停在預(yù)期停車窗以外），列車停穩(wěn)時(shí)司機(jī)可按下車門緊急按鈕，不用考慮上述條件就可得到車門釋放命令，允許列車車門的打開。當(dāng)以這種方式得到車門釋放時(shí)，司機(jī)必須完全負(fù)責(zé)車門的安全操作。在特定條件不再適用，或在緊急開門按鈕給出釋放的情況下，當(dāng)從車門接點(diǎn)接收到“全部車門關(guān)閉”信號，列車開始啟動（例如：列車速度超過ATP零速度），車門釋放終止。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理車門釋放功能的輸人源于：車載速度／距離功能的現(xiàn)行速度和位置、列車長度、ATP傳輸功能的許可車門打開的報(bào)文、緊急車門按鈕。車門釋放功能的輸出向ATO功能和司機(jī)人機(jī)接口功能發(fā)出車門釋放指示，向車門控制發(fā)出車門釋放許可。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（6）速度／距離功能速度／距離功能基于測速單元的輸人，負(fù)責(zé)測定列車的運(yùn)行速度、運(yùn)行距離和運(yùn)行方向。對于采用數(shù)字音頻軌道電路的ATC系統(tǒng)，距離是根據(jù)各軌道電路的始端來測量的，并通過使用測速單元的輸人和固定數(shù)據(jù)（車輪直徑）來確定。計(jì)算距離準(zhǔn)許車輪直徑、脈沖發(fā)生和車輪砧著／打滑而造成的誤差。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理速度／距離功能接收測速單元的輸人，將當(dāng)前讀數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)與先前讀數(shù)和部分計(jì)算出的運(yùn)行距離進(jìn)行比較。這些部分距離被累加后提供一個(gè)確切的運(yùn)行距離。通過對特定時(shí)間間隔距離部分的累加，測速功能可以確定列車的實(shí)際運(yùn)行速度。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中根據(jù)要求可提供更高的速度靈敏度，累加距離部分的時(shí)間間隔是可設(shè)置的。從測速單元的輸人提供一個(gè)漸增或漸減的脈沖計(jì)數(shù)，這個(gè)脈沖計(jì)數(shù)是測速單元根據(jù)列車移動的方向給出的。通過對當(dāng)前讀數(shù)與先前讀數(shù)的比較，速度／距離功能可以確定列車的運(yùn)行方向。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理速度／距離功能的輸入：從測速單元中獲得的讀數(shù)，從安全數(shù)據(jù)入口功能中獲得的車輪直徑數(shù)據(jù)。速度／距離功能的輸出通過列車總線用于其他ATP車載功能，ATO功能和司機(jī)人機(jī)接口功能中。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理(7）距離同步功能ATP軌旁功能記錄音頻軌道電路的占用情況（這個(gè)信息由列車檢測功能提供），然后ATP軌旁功能向列車傳送有關(guān)在報(bào)文中音頻軌道電路占用經(jīng)過時(shí)間的信息。這個(gè)時(shí)間考慮到包括允許檢測、列車檢測功能相關(guān)的傳輸延誤、地對車傳輸相關(guān)的處理和傳輸延誤在內(nèi)的余量。一接收到ATP軌旁功能的同步化信息，距離同步化功能就通過計(jì)算在報(bào)文中消逝時(shí)間內(nèi)列車運(yùn)行的部分距離來計(jì)算列車前方的位置。計(jì)算包括列車前方位置相對于第一個(gè)輪軸的調(diào)整、檢測報(bào)文中延誤的偏離值。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理距離同步功能的輸人來自ATP軌旁功能的同步化信息。距離同步化功能的輸出通過列車總線送至其他ATP車載子功能和ATO、司機(jī)人機(jī)接口功能中。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（8）本地再同步化功能對于列車位置高精度要求，提供本地再同步化（例如停車窗和車門釋放監(jiān)督）。這是通過使用預(yù)定的同步基準(zhǔn)點(diǎn)（同步定位環(huán)線的交叉點(diǎn)）實(shí)現(xiàn)的。由列車檢測的同步基準(zhǔn)點(diǎn)，預(yù)計(jì)位于列車已知的距離窗內(nèi)，并假定列車距離的測量誤差在規(guī)定限制范圍以內(nèi)。一旦達(dá)到第一個(gè)同步基準(zhǔn)點(diǎn)，就會精確地知道列車的位置。在某種程度上，交叉模式的選定是由于停車點(diǎn)已足夠地接近交叉點(diǎn)因而達(dá)到了所需的精度。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理本地再同步功能的輸人來自報(bào)文接收／同步定位環(huán)線檢測功能的同步定位環(huán)線檢測。本地再同步功能的輸出提供當(dāng)前音頻軌道電路內(nèi)再同步當(dāng)前位置，使得至其他ATP車載子功能和ATO功能成為可能。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（9）報(bào)文接收／同步定位環(huán)線檢測功能報(bào)文接收／同步定位環(huán)線檢測功能的一個(gè)作用是從ATP軌旁功能接收、解碼報(bào)文信號。通過安裝在前方列車駕駛室底部的接收天線接收報(bào)文。當(dāng)ATP車載單元一打開，此功能對各有效傳輸頻率進(jìn)行搜索，直到它識別出基于接收信號幅值的、當(dāng)前列車所在的音頻軌道電路使用的頻率。一旦該頻率形成且接收到報(bào)文，下一音頻軌道電路的音頻就會從報(bào)文數(shù)據(jù)中確定。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理如果報(bào)文接收功能確定在傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤，會以無效而拒收報(bào)文。在特定時(shí)間/距離之內(nèi)若沒有接收到有效報(bào)文，就會觸發(fā)緊急制動功能。報(bào)文接收／同步定位環(huán)線檢測功能的另一個(gè)作用是在軌道中檢測同步定位環(huán)線。檢測到同步定位環(huán)線的時(shí)間很重要，它用于列車定位本地再同步中。報(bào)文接收功能的輸人來自折返功能的當(dāng)前軌道電路頻率以及ATP軌旁功能的報(bào)文。報(bào)文接收功能輸出報(bào)文數(shù)據(jù)，同步定位環(huán)線檢測功能的輸出至本地再同步功能。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（10)司機(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(yùn)行。MMI向司機(jī)顯示實(shí)際速度、最大允許速度，以及ATP設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。另外顯示列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的重要故障信息，在某些情況伴有音響警報(bào)（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)顯示功能和司機(jī)外部接口。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理①司機(jī)顯示功能司機(jī)顯示功能向司機(jī)提供駕駛列車時(shí)所需的全部信息，包括：實(shí)際速度；允許速度（只在SM,ATO和AR信號模式中）；從最大限制的ATP功能條件下推算出的目標(biāo)距離／速度；“駕駛狀態(tài)”（即在牽引、惰行和制動方式下的移動）；“運(yùn)行模式”（RM,SM,ATO或AR模式）；列車折返運(yùn)行（在AR模式有效時(shí)顯示，也在AR按鈕按下時(shí)顯示確認(rèn)）；列車停在預(yù)定停車窗以外；車門狀態(tài)顯示；向司機(jī)提供列車車門打開一側(cè)的顯示；關(guān)門指令；出站命令；車輛段顯示（列車在車輛段時(shí)的車輛段識別顯示）；實(shí)施緊急制動；ATP/ATO故障等。司機(jī)顯示功能的輸人來自ATP和ATO功能的當(dāng)前狀態(tài)。司機(jī)顯示功能的輸出給司機(jī)的狀態(tài)顯示。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理②音響報(bào)警功能當(dāng)列車速度／位置超過警告速度曲線時(shí)發(fā)出音響報(bào)警。允許速度由制動曲線確定，警告速度曲線是允許速度加上一個(gè)特定速度余量來表示的。計(jì)算出警告速度曲線用于給出一個(gè)固定的司機(jī)反應(yīng)時(shí)間，以觸發(fā)緊急制動。音響報(bào)警功能的輸人是ATP速度曲線、列車實(shí)際速度和位置、ATP功能緊急制動實(shí)施的顯示。音響報(bào)警功能的輸出對司機(jī)進(jìn)行音響報(bào)警。司機(jī)外部接口用于司機(jī)駕駛操作。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（11）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。改換駕駛室引起列車前部和后部的互換，ATP車載設(shè)備必須相應(yīng)地調(diào)整位置信息。折返發(fā)生故障，會導(dǎo)致在司機(jī)改換駕駛室且打開在列車的前頭的駕駛操作臺時(shí)，ATP設(shè)備不能進(jìn)人SM模式。列車停穩(wěn)后ATP車載設(shè)備收到要求折返報(bào)文以后自動生成AR模式。此類報(bào)文可通過ATS功能發(fā)出的命令給出，也可當(dāng)列車進(jìn)人在全部列車需要折返地點(diǎn)的相應(yīng)軌道區(qū)段時(shí)自動生成。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理使用AR模式的方法是當(dāng)列車停在站臺、車站后的折返軌或可接收到相關(guān)報(bào)文的任何位置時(shí)，執(zhí)行折返。當(dāng)列車停在折返軌，會自動選定AR模式，并接收到相應(yīng)的報(bào)文。這時(shí)，安裝在司機(jī)操作控制臺上的AR按鈕會亮，并顯示可以執(zhí)行折返處理。司機(jī)通過按壓AR按鈕表示接受，AR按鈕閃亮。司機(jī)關(guān)閉駕駛控制臺，并在沒有司機(jī)的情況下實(shí)施自動折返。司機(jī)離開原駕駛室，如果需要的話他走到列車另一端的駕駛室。在折返有效時(shí)，列車另一端駕駛室里的AR按鈕閃亮，表示該駕駛室已經(jīng)可以使用。同一或另外的司機(jī)打開現(xiàn)前駕駛室的司機(jī)操作控制臺，ATP車載單元進(jìn)人SM模式并準(zhǔn)備列車的返回運(yùn)行。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理四、ATP系統(tǒng)的技術(shù)要求1．ATP系統(tǒng)的基本要求（1）ATP系統(tǒng)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)備組成；聯(lián)鎖設(shè)備屬于安全系統(tǒng)并納人ATP系統(tǒng)為典型的系統(tǒng)分類方式。但在系統(tǒng)闡述時(shí)，可將聯(lián)鎖設(shè)備列為子系統(tǒng)獨(dú)立論述。（2）城市軌道交通必須配置ATP系統(tǒng)，其系統(tǒng)安全失效率指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于10-9/h信號系統(tǒng)安全失效率指標(biāo)通常定義為10-11/h或10-9/h）。ATP系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備之間的信息傳輸通道也必須符合故障一安全原則。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（3）閉塞分區(qū)的劃分或列車運(yùn)行安全間隔，應(yīng)通過列車運(yùn)行模擬確定，并經(jīng)列車實(shí)際運(yùn)行校驗(yàn)。為保證行車安全，在安全防護(hù)地點(diǎn)運(yùn)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(jì)算確定。安全防護(hù)距離涉及信號系統(tǒng)控制方式及其技術(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(yùn)行的情況下，安全防護(hù)距離應(yīng)增加列車尾車后部車軸可能未被檢出的附加距離。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（4）城市軌道交通的ATP系統(tǒng)應(yīng)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人信息連續(xù)采集，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)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、軌道環(huán)路等方式實(shí)現(xiàn)。(5）城市軌道交通宜采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，也可采用繼電聯(lián)鎖設(shè)備。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理2.ATP車載設(shè)備的技術(shù)要求ATP車載設(shè)備在滿足ATP系統(tǒng)基本要求外，還應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）ATP系統(tǒng)導(dǎo)致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)致安全性制動。（2）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(shí)際運(yùn)行速度、列車運(yùn)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(bào)警裝置和必要的切換裝置。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（3）ATP執(zhí)行強(qiáng)迫停車控制時(shí)，應(yīng)切斷列車牽引，列車停車過程不得中途緩解；ATP執(zhí)行的強(qiáng)迫停車控制，包括全常用制動或緊急制動控制等不同方式，但最終控制模式應(yīng)為緊急制動控制。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。（4）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)的高壓布線分開敷設(shè)并實(shí)施防護(hù)；與車輛電器的接口應(yīng)有隔離措施。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理3．ATP地面設(shè)備的技術(shù)要求ATP地面設(shè)備在滿足ATP系統(tǒng)基本要求外，還應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）ATP地面設(shè)備宜采用報(bào)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，也可采用模擬式移頻軌道電路。（2）ATC控制區(qū)域宜采用無絕緣軌道電路，道岔區(qū)段、車輛段及停車場線路可采用有絕緣軌道電路。區(qū)間軌道電路應(yīng)為雙軌條回流方式；道岔區(qū)段、車輛段及停車場軌道電路可采用單軌條回流方式。相鄰軌道電路應(yīng)加強(qiáng)干擾防護(hù)。軌道電路利用兼作牽引回流的走行軌時(shí)，裝設(shè)的橫向均流線應(yīng)不影響軌道電路的正常工作。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（3）ATP地面設(shè)備向ATP車載設(shè)備傳送的允許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。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理五、ATP的基本工作原理1．列車檢測采用軌道電路等作為列車檢測設(shè)備。當(dāng)軌道電路區(qū)段空閑時(shí)，發(fā)送軌道電路檢測電碼，此時(shí)軌道電路的功能是檢測是否空閑，檢測結(jié)果送往聯(lián)鎖裝置。2.列車自動限速連續(xù)式ATP系統(tǒng)利用數(shù)字音頻軌道電路，向列車連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)，允許連續(xù)監(jiān)督和控制列車運(yùn)行。對于ATP，在軌旁無需其他傳輸設(shè)備。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理ATP車載設(shè)備列車實(shí)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(shí)，ATP的車載設(shè)備就發(fā)出制動命令，發(fā)出報(bào)警后控制列車進(jìn)行常用全制動或?qū)嵤┚o急制動，使列車自動地制動；當(dāng)列車速度降至ATP所指示的速度以下時(shí)，便自動緩解。而運(yùn)行操作仍由司機(jī)完成。ATP不僅可用來保證列車之間的運(yùn)行安全，還用于受曲線等線路條件、通過道岔、慢行區(qū)間等限制而需要限速的區(qū)段。因此限速等級是根據(jù)后續(xù)列車和先行列車之間的距離、線路條件等來決定的。ATP可對列車運(yùn)行速度進(jìn)行分級或連續(xù)監(jiān)督。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理3.目標(biāo)速度和目標(biāo)距離ATP軌旁單元從聯(lián)鎖和軌道空閑檢測系統(tǒng)獲得駕駛指令，形成計(jì)劃數(shù)據(jù)后傳輸至ATP車載設(shè)備。駕駛指令主要包括目標(biāo)坐標(biāo)（目標(biāo)速度和目標(biāo)距離）、最大允許線路速度和線路坡度。ATP車載設(shè)備通過此數(shù)據(jù)計(jì)算現(xiàn)有位置的列車允許速度。駕駛列車所需的數(shù)據(jù)經(jīng)由司機(jī)室顯示器指示給司機(jī)。實(shí)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。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理ATP軌旁設(shè)備向在其控制范圍內(nèi)的列車分配一個(gè)“目標(biāo)距離”，再由軌道電路生成代碼，通知列車前方有多少個(gè)未占用的區(qū)段，接著，車載ATP車載設(shè)備調(diào)用存儲器里的信息，決定在列車任何時(shí)刻列車的運(yùn)行速度和可以運(yùn)行的最遠(yuǎn)距離，確保在抵達(dá)障礙物或限制區(qū)之前安全停車圖中編碼僅表示列車B前方未被占用的軌道電路的數(shù)目。列車B所在的區(qū)段標(biāo)記為4＋，這代表在到達(dá)阻礙或限制區(qū)之前，前方有4個(gè)空閑的軌道區(qū)段。列車B可獲得其精確的位置，這一信息與保存在ATP和ATO設(shè)備存儲器中的線路圖數(shù)據(jù)相結(jié)合，可推算出列車的最大安全距離或目標(biāo)距離。這樣，列車B就能安全地進(jìn)人列車A所占用的軌道區(qū)段之后方的空閑軌道區(qū)段。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理列車的實(shí)際行駛速度不斷與計(jì)算出來的最高速度進(jìn)行比較，如果實(shí)際車速超過最高速度，則自動啟用緊急制動。列車除了必須遵循通過軌道傳來的指示目標(biāo)距離的編碼外，在線路的某些區(qū)域，由于某種特殊情況或臨時(shí)性原因，如軌道臨時(shí)性作業(yè)等，還有一些速度限制要求。ATP將充分考慮到各種限速條件，選擇最嚴(yán)格的條件來執(zhí)行。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理4.制動模式列車制動控制模式分為分級制動模式和一級制動模式。（1)分級制動分級制動是以閉塞分區(qū)為單元，根據(jù)與前行列車的運(yùn)行距離來調(diào)整列車速度，各閉塞分區(qū)采用不同的低頻頻率調(diào)制，指示不同的速度等級，在此基礎(chǔ)上確定限速值。分級制動模式又分為階梯型和曲線型。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理階梯式分級制動模式俗稱大臺階式。它將一個(gè)列車全制動距離劃分為3一4個(gè)閉塞分區(qū)，每一閉塞分區(qū)根據(jù)與前行列車的距離來確定限速值。當(dāng)列車速度高于檢查值歇時(shí)，列車自動制動。其為滯后監(jiān)督方式，即在閉塞分區(qū)出口才監(jiān)督是否超速，所以為確保安全，必須設(shè)有“保護(hù)區(qū)段”。階梯式分級制動模式的速度曲線如圖5-10所示。固定閉塞制式的ATC通常采用階梯式分級制動模式。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理階梯式分級制動模式雖然構(gòu)成較為簡單，但具有較多缺點(diǎn)：①設(shè)有防護(hù)區(qū)段，會影響通過能力；②列車接近前方列車時(shí)遇到“保護(hù)區(qū)段”，司機(jī)難以區(qū)分哪一個(gè)閉塞分區(qū)有車占用，容易造成混亂；③由于其在閉塞分區(qū)出口處才給出下一閉塞分區(qū)的允許人口速度，司機(jī)有時(shí)會措手不及；ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理④列車在進(jìn)站信號機(jī)前停車或進(jìn)站停車時(shí)，司機(jī)怕“撞墻”引起緊急制動，往往要壓低速度運(yùn)行，影響運(yùn)輸效率。階梯式分級制動模式不能滿足高密度行車的需要，于是改為速度一距離模式曲線制動模式。模式曲線是根據(jù)該閉塞分區(qū)提供的允許速度值以及列車參數(shù)和線路常數(shù)由車載計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的（或?qū)⒏鞣N制動模式曲線儲存調(diào)用）。模式曲線制動模式的速度曲線如圖5-24所示。準(zhǔn)移動閉塞制式的ATC通常采用曲線式分級制動模式。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理（2）一級制動一級制動是按目標(biāo)距離制動的。根據(jù)距前行列車的距離或距運(yùn)行前方停車站的距離，由控制中心根據(jù)目標(biāo)距離、列車參數(shù)和線路參數(shù)計(jì)算出列車制動模式曲線，或由車載計(jì)算機(jī)予以計(jì)算，按制動模式曲線控制列車運(yùn)行。信息傳輸有數(shù)字編碼軌道電路傳輸和無線傳輸兩種方式。無論何種方式，傳輸?shù)男畔⒈仨毎ň€路允許速度、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離。一級制動方式能合理地控制列車運(yùn)行速度，是列車自動控制技術(shù)的發(fā)展方向。一級制動速度曲線如圖5-25所示。移動閉塞制式的ATC通常采用一級制動模式。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理保證安全，必須設(shè)有“保護(hù)區(qū)段”。階梯式分級制動模式的速度曲線如圖5-10所示。固定閉塞制式的ATC通常采用階梯式分級制動模式。階梯式分級制動模式雖然構(gòu)成較為簡單，但具有較多缺點(diǎn)：①設(shè)有防護(hù)區(qū)段，會影響通過能力；②列車接近前方列車時(shí)遇到“保護(hù)區(qū)段”，司機(jī)難以區(qū)分哪一個(gè)閉塞分區(qū)有車占用，容易造成混亂；ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理③由于其在閉塞分區(qū)出口處才給出下一閉塞分區(qū)的允許入口速度，司機(jī)有時(shí)會措手不及；④列車在進(jìn)站信號機(jī)前停車或進(jìn)站停車時(shí)，司機(jī)怕“撞墻”引起緊急制動，往往要壓低速度運(yùn)行，影響運(yùn)輸效率。階梯式分級制動模式不能滿足高密度行車的需要，于是改為速度一距離模式曲線制動模式。模式曲線是根據(jù)該閉塞分區(qū)提供的允許速度值以及列車參數(shù)和線路常數(shù)由車載計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的（或?qū)⒏鞣N制動模式曲線儲存調(diào)用）。模式曲線制動模式的速度曲線如圖5-24所示。準(zhǔn)移動閉塞制式的ATC通常采用曲線式分級制動模式。ATC系統(tǒng)概述第二節(jié)ATP子系統(tǒng)基本原理5．測速與測距確定車輛速度和位置是車載設(shè)