城市軌道交通列車自動(dòng)控制系統(tǒng)維護(hù) 課件 2.1車載ATP系統(tǒng)認(rèn)知

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)SYSTEMMAINTENANCEMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM2.1車載ATP系統(tǒng)認(rèn)知主講教師：楊絢列車自動(dòng)控制系統(tǒng)初識(shí)列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（ATO）列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)(ATP)車載外設(shè)（應(yīng)答器、速傳）車載人機(jī)設(shè)備（HMI）ATCATP自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)車載ATP車載ATO軌旁ATP軌旁ATOATO自動(dòng)駕駛系統(tǒng)ATS自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)以下所學(xué)內(nèi)容列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）ATP系統(tǒng)的在其他系統(tǒng)的配合下完成對(duì)列車運(yùn)行的自動(dòng)防護(hù)。ATP和ATO分為車載設(shè)備和軌旁設(shè)備。列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）事發(fā)后，事故調(diào)查小組建議整個(gè)英國(guó)的鐵路系統(tǒng)都需要安裝自動(dòng)列車保護(hù)系統(tǒng)。多年來，英國(guó)人經(jīng)歷了大量的鐵路事故。而在1988年發(fā)生的最致命的一次事故是在倫敦南部靠近克拉彭祿口的撞車事件。由于發(fā)生在運(yùn)輸繁忙時(shí)段，兩輛相撞的列車中搭載了近1300人，事故發(fā)生后造成35人死亡。車載ATC車輛設(shè)備車載ATOHMI車載ATP車載通信單元測(cè)速定位系統(tǒng)速度傳感器語言通信PLSCCTVBTM控制信息監(jiān)控與服務(wù)信息列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）ATC車載設(shè)備分別安裝在列車的兩端，兩端設(shè)備間通過通信線纜連接。ATC車載設(shè)備主要由列車超速防護(hù)系統(tǒng)（ATP）、列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）、車載人機(jī)（HMI）、車載通信系統(tǒng)、測(cè)速定位系統(tǒng)、車輛外設(shè)組成。ATP是什么？速度曲線軌道電路為ATC提供連續(xù)的行車許可將信號(hào)不斷從軌道傳至列車上，車載ATP計(jì)算得到列車當(dāng)前容許的最大安全速度，依次對(duì)列車實(shí)現(xiàn)監(jiān)督及管理。測(cè)速與測(cè)距防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)車門允許駕駛模式轉(zhuǎn)換ATP是什么？實(shí)現(xiàn)的功能主要包括地面信息的接收、注冊(cè)注銷管理、列車位置報(bào)告、列車超速防護(hù)、車門防護(hù)、零速檢測(cè)、退行防護(hù)、無意識(shí)移動(dòng)防護(hù)、列車狀態(tài)監(jiān)控和制動(dòng)確認(rèn)等。車載ATP子系統(tǒng)是根據(jù)地面信息和列車自身參數(shù)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行防護(hù)，是保證列車行車安全的自動(dòng)控制系統(tǒng)。ATP是什么？車載列控設(shè)備接口電路牽引系統(tǒng)

牽引指令制動(dòng)指令速度輸入速度傳感器地面信號(hào)速度控制車軸制動(dòng)系統(tǒng)列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）組成ATP系統(tǒng)組成設(shè)于控制站的軌旁單元（應(yīng)答器、軌道電路、計(jì)軸等）車載ATP設(shè)備；（ATP主機(jī)、車載外設(shè)、人機(jī)）地面ATP設(shè)備。（區(qū)域控制器ZC）列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）組成列車模擬運(yùn)行ATP的主要功能ATP系統(tǒng)應(yīng)具有下列主要功能檢測(cè)列車位置、停車點(diǎn)防護(hù)、超速防護(hù)、列車間隔控制（移動(dòng)閉塞時(shí)）、臨時(shí)限速、測(cè)速測(cè)距、車門允許、記錄司機(jī)操作。軌旁功能傳輸功能車載功能ATP的主要功能速度曲線軌道電路為列車提供連續(xù)的行車許可軌道電路功能實(shí)現(xiàn)列車占用檢查提供行車許可及閉塞分區(qū)數(shù)量應(yīng)答器功能提供臨時(shí)限速和進(jìn)路信息線路允許速度和閉塞分區(qū)長(zhǎng)度等車載設(shè)備功能綜合軌道電路、應(yīng)答器信息和動(dòng)車組參數(shù)，自動(dòng)生成連續(xù)速度控制模式曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控列車安全運(yùn)行（具體監(jiān)督功能見下頁）報(bào)文生成功能02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。.ATP的主要功能負(fù)責(zé)列車安全間隔和生成報(bào)文，完成對(duì)列車安全運(yùn)行授權(quán)許可的發(fā)布和報(bào)文的準(zhǔn)備ATP軌旁功能（ZC）列車安全間隔功能01保持列車之間的最小安全距離，發(fā)出運(yùn)行授權(quán)。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).ATP的主要功能監(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(dòng)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ATP車載功能ATP的主要功能ATP功能連線游戲距離測(cè)量1實(shí)際速度測(cè)量2速度監(jiān)督3列車追蹤間隔4緊急停車5車門控制6列車自動(dòng)折返控制7車載日志（車輛故障信息和緊急制動(dòng)的記錄）8a，測(cè)速與測(cè)距b，防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）c，常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)d，車門允許e，駕駛模式轉(zhuǎn)換f，設(shè)備的監(jiān)督ATP的主要功能測(cè)速與測(cè)距1防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）2常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5確定車輛速度和位置是車載設(shè)備關(guān)鍵功能。車載ATP設(shè)備具備速度測(cè)量功能，并根據(jù)測(cè)速脈沖的相位，對(duì)車頭走行方向進(jìn)行判定。車載ATP應(yīng)能檢測(cè)出車輪的空轉(zhuǎn)打滑，并使用通過相應(yīng)設(shè)備自動(dòng)補(bǔ)償由于車輪空轉(zhuǎn)、打滑所引起的測(cè)速測(cè)距誤差。測(cè)速1列車運(yùn)行速度的測(cè)量非常重要，列車實(shí)際運(yùn)行速度是速度控制的依據(jù)。該速度值的準(zhǔn)確和精度直接影響調(diào)速效果。測(cè)距2在目標(biāo)距離模式中，列車位置對(duì)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抵達(dá)障礙物或限制區(qū)之前停下或減速。測(cè)距通過測(cè)速與輪徑計(jì)算得出，系統(tǒng)通過記錄車輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù)N，結(jié)合列車運(yùn)行方向和車輪直徑D，計(jì)算得出列車走行距離S。（寫出公式）ATP的主要功能測(cè)速與測(cè)距1防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）2常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5車載ATP子系統(tǒng)考慮設(shè)備及線路特性，根據(jù)最嚴(yán)格的限速和防護(hù)點(diǎn)，按照安全制動(dòng)模型，并考慮司機(jī)的可操作性、系統(tǒng)的可用性和列車運(yùn)行效率，生成ATP防護(hù)曲線。ATP的主要功能測(cè)速與測(cè)距1防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）2常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5最嚴(yán)格限速曲線道岔通過速度：聯(lián)鎖向ZC提供進(jìn)路編號(hào)，ZC獲得進(jìn)路后通知車載ATP進(jìn)路信息，車載設(shè)備通過電子地圖存儲(chǔ)的道岔區(qū)域的限速進(jìn)行防護(hù)。01站臺(tái)通過速度：根據(jù)車載設(shè)備中預(yù)存的電子地圖，確定線路中每個(gè)車站的站臺(tái)永久限速。02線路永久限速：固定限速是在設(shè)計(jì)階段設(shè)置完成的。在車載ATP和ATO設(shè)備中固定儲(chǔ)存的整條線路的固定限速區(qū)信息。03線路臨時(shí)限速：限制速度在某些條件下（施工現(xiàn)場(chǎng)、臨時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn)）可以被降低。臨時(shí)速度限制區(qū)段的范圍通常限制在一個(gè)或多個(gè)區(qū)段。車載ATP根據(jù)ZC設(shè)備實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)提供的臨時(shí)限速信息（包括臨時(shí)限速區(qū)域位置和臨時(shí)限速值）、并結(jié)合車載設(shè)備中預(yù)存的電子地圖，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)確定線路中臨時(shí)限速區(qū)域位置及限速值。04車輛限制速度：由車輛構(gòu)造和牽引制動(dòng)系統(tǒng)所限定的速度，由車輛方提供。05車載ATP設(shè)備具有常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)兩級(jí)防護(hù)控制的能力。在常用制動(dòng)失效后，可施行緊急制動(dòng)。ATP的主要功能測(cè)速與測(cè)距1防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）2常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5ATP牽引控制臺(tái)駕駛室常規(guī)制動(dòng)緊急制動(dòng)ATOATPATOATS地面部分車載部分速度反饋ATP的主要功能測(cè)速與測(cè)距1防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）2常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5常用制動(dòng)一般在到站停車時(shí)使用，其施加的制動(dòng)力是制動(dòng)控制單元根據(jù)車輛的減速度與載重計(jì)算而得。常用制動(dòng)對(duì)車輛制動(dòng)沖擊率具有一定限制，可確保乘客的舒適性能。緊急制動(dòng)是利用空氣制動(dòng)模式，通過緊急制動(dòng)安全回路直接控制，在緊急制動(dòng)安全回線失電時(shí)，列車自動(dòng)施加緊急制動(dòng)。車載ATP只有在緊急情況下，例如車載系統(tǒng)丟失自身定位或檢測(cè)到發(fā)生故障等情況發(fā)生，才會(huì)施加緊急制動(dòng)，緊急制動(dòng)對(duì)列車施加最大制動(dòng)力，使列車以最大減速度減速直至停車，使列車很快停下。打開屏蔽門授權(quán)打開屏蔽門請(qǐng)求打開車門確認(rèn)列車在車窗列車禁止移動(dòng)禁止移動(dòng)打開車門開門準(zhǔn)備屏蔽門聯(lián)鎖車載ATP/ATO列車ATP的主要功能測(cè)速與測(cè)距1防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）2常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5在通常的情況下，在站臺(tái)停車窗口區(qū)以外停車時(shí)，車載ATP不允許車門開啟。即使通過ATO自動(dòng)駕駛列車時(shí)，未獲得車載ATP的門允許時(shí)，車載ATO也不能打開或關(guān)閉車門。左右車門選擇由車門開啟命令來執(zhí)行，此命令通過地面ZC子系統(tǒng)獲得。車載ATP根據(jù)列車運(yùn)行級(jí)別將列車駕駛模式由高到低分為ATP的主要功能測(cè)速與測(cè)距1防護(hù)曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護(hù)）2常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5列車運(yùn)行模式連續(xù)通信控制下ATP/ATO的運(yùn)行（簡(jiǎn)稱CTC級(jí)別）：CTC級(jí)別下，系統(tǒng)通過連續(xù)通信設(shè)備，例如感應(yīng)環(huán)線、漏泄電纜等獲得移動(dòng)授權(quán)，控制列車在CM/AM下運(yùn)行；1點(diǎn)式通信控制下ATP/ATO的運(yùn)行（簡(jiǎn)稱ITC級(jí)別）：通過應(yīng)答器設(shè)備獲得移動(dòng)授權(quán)，控制列車在CM/AM下運(yùn)行；2聯(lián)鎖級(jí)下的運(yùn)行（簡(jiǎn)稱ILC級(jí)別）：ILC級(jí)別下，系統(tǒng)不監(jiān)督移動(dòng)授權(quán)，只能運(yùn)行在RM下。3列車自動(dòng)駕駛模式--AM模式；1列車自動(dòng)防護(hù)下的人工駕駛模式--CM模式；2限制人工駕駛模式--RM模式；3車載ATP根據(jù)列車運(yùn)行級(jí)別將列車駕駛模式由高到低分為ATP的主要功能駕駛模式列車運(yùn)行模式連續(xù)通信控制下ATP/ATO的運(yùn)行（簡(jiǎn)稱CTC級(jí)別）：CTC級(jí)別下，系統(tǒng)通過連續(xù)通信設(shè)備，例如感應(yīng)環(huán)線、漏泄電纜等獲得移動(dòng)授權(quán)，控制列車在CM/AM下運(yùn)行；1聯(lián)鎖級(jí)下的運(yùn)行（簡(jiǎn)稱ILC級(jí)別）：ILC級(jí)別下，系統(tǒng)不監(jiān)督移動(dòng)授權(quán)，只能運(yùn)行在RM下。2列車自動(dòng)駕駛模式--AM模式；1列車自動(dòng)防護(hù)下的人工駕駛模式--CM模式；2限制人工駕駛模式--RM模式；301列車自動(dòng)駕駛模式--AM模式；02列車自動(dòng)防護(hù)下的人工駕駛模式--CM模式；03限制人工駕駛模式--RM模式；車載ATP對(duì)外接口在CBTC系統(tǒng)中，每列列車上的車載設(shè)備需要發(fā)送當(dāng)前列車的位置報(bào)告給ZC；ZC需要反饋給車載設(shè)備移動(dòng)授權(quán)終點(diǎn)和前方線路區(qū)段的動(dòng)態(tài)描述信息。（1）車載設(shè)備與ZC之間：（2）車載設(shè)備與列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）之間：ATS系統(tǒng)在列車運(yùn)行過程中需要將主動(dòng)列車識(shí)別信息、發(fā)車時(shí)間、下一站到達(dá)時(shí)間等信息發(fā)送到列車車載設(shè)備。車載設(shè)備需要將列車狀態(tài)報(bào)告（列車識(shí)別號(hào)、列車駕駛模式等）反饋給ATS系統(tǒng)。車載ATP對(duì)外接口（3）車載設(shè)備與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CI）之間的通信。在列車快要行駛到站臺(tái)時(shí)，CI要將安全門關(guān)閉的信息傳送給車載設(shè)備；列車在駛出站臺(tái)時(shí)車載設(shè)備需要將列車車門關(guān)閉的信息傳送給CI。（4）車載設(shè)備與車載ATO之間的通信。車載設(shè)備與車載ATO之間的通信。車載ATP為車載ATO提供自動(dòng)駕駛所需的列車狀態(tài)信息、車輛控制信息，車載ATO設(shè)備根據(jù)地面中心（ATS）、列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)和司機(jī)的控制命令完成列車的自動(dòng)駕駛，根據(jù)運(yùn)營(yíng)的需求完成列車的精確停車、自動(dòng)折返等。車載ATO對(duì)屏蔽（安全）門給出控制指令，只有獲得ATP