上海交大《城市軌道交通信號(hào)與通信系統(tǒng)》課程講義附動(dòng)畫七

HYPERLINK"/?p=3010"基于感應(yīng)環(huán)線通信的移動(dòng)閉塞制式CBTC系統(tǒng)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)在HYPERLINK"/"城市軌道交通中運(yùn)用的前提，是實(shí)現(xiàn)列車與地面的雙向?qū)崟r(shí)通信，而雙向通信的地面有線設(shè)備，目前主要有兩種方式，一種是在全線敷設(shè)用于發(fā)送微波的波導(dǎo)管，這種制式的移動(dòng)閉塞，已于2003年初，在國外的城市軌道交通中得到運(yùn)用；另一種是利用敷設(shè)于全線的感應(yīng)環(huán)線進(jìn)行雙向通信，這種制式的移動(dòng)閉塞，在國外早已經(jīng)得到運(yùn)用，目前我國至少有兩個(gè)城市的軌道交通，決定采用這種制式。由于篇幅所限，盡可能結(jié)合國內(nèi)的實(shí)際情況，這里主要介紹基于“感應(yīng)環(huán)線”通信的移動(dòng)閉塞CBTC系統(tǒng)。移動(dòng)閉塞原理示意圖，如圖34所示。圖34、移動(dòng)閉塞原理示意圖（一）移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的基本構(gòu)成移動(dòng)閉塞系統(tǒng)由系統(tǒng)管理中心（SMC）；車輛控制中心（VCC）；車載設(shè)備（VOBC）；車站控制器（STC）；感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)設(shè)備；車場系統(tǒng)設(shè)備；車站發(fā)車指示器、站臺(tái)緊急停車按鈕、接口等設(shè)備組成。如圖所示，系統(tǒng)管理中心與車輛控制中心進(jìn)行雙向通信，完成對(duì)所有列車的自動(dòng)監(jiān)控；車輛控制中心與全線的列車進(jìn)行不間斷地雙向通信，所有的列車將其所在的精確位置和運(yùn)行速度，報(bào)告給車輛控制中心；車輛控制中心在完全掌握所有列車的精確位置、速度等信息的前提下，告知各列列車運(yùn)行的目標(biāo)停車點(diǎn)；列車接收車輛控制中心發(fā)來的目標(biāo)停車點(diǎn)信息，車載計(jì)算機(jī)根據(jù)允許運(yùn)行的距離、所在區(qū)段的線路條件及列車的性能等，不斷地計(jì)算運(yùn)行速度，自動(dòng)地完成速度控制。車輛控制中心還與車站聯(lián)鎖裝置通信，完成列車進(jìn)路的排列。1、系統(tǒng)管理中心（SMC）的構(gòu)成系統(tǒng)管理中心，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)管理，完成所有的列車自動(dòng)監(jiān)控功能。其設(shè)備設(shè)于運(yùn)營控制中心（OCC），系統(tǒng)的軟件/硬件都按模塊化的原則設(shè)計(jì)。其主要硬件部分包括：（1）系統(tǒng)管理中心工作站。除系統(tǒng)服務(wù)器外，還配置調(diào)度員工作站、調(diào)度長工作站、模擬顯示工作站、系統(tǒng)維護(hù)工作站、運(yùn)行圖編輯工作站及車場監(jiān)視工作站。（2）運(yùn)行圖調(diào)整服務(wù)器（SRS）。冗余的運(yùn)行圖調(diào)整服務(wù)器，通過系統(tǒng)管理中心I/O與車輛控制中心相連，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行圖調(diào)整服務(wù)器與車輛控制中心的通信，運(yùn)行圖調(diào)整服務(wù)器還與SCADA、時(shí)鐘、無線等系統(tǒng)接口。（3）數(shù)據(jù)日志服務(wù)器，冗余配置，它可以保留二個(gè)月以上的運(yùn)行數(shù)據(jù)。（4）網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施。包括：系統(tǒng)管理中心的雙局域網(wǎng)、冗余交換機(jī)、與光纖傳輸通道的冗余接入設(shè)施、與培訓(xùn)中心及綜合維修基地連接的通信設(shè)施等。（5）車站控制器緊急通路（SCEG），當(dāng)車輛控制中心出現(xiàn)故障，不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，管理中心通過車站控制緊急通路，直接與車站控制器（STC）進(jìn)行通信連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)在線列車和軌旁設(shè)備的監(jiān)控。車站控制器緊急通路有緊急通路切換開關(guān)設(shè)備、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元（PCU）組成，每臺(tái)協(xié)議轉(zhuǎn)換單元可與兩臺(tái)車站控制器進(jìn)行通信連接。（6）系統(tǒng)管理中心I/O機(jī)架。（7）投影模擬顯示系統(tǒng)。包括：模擬顯示控制工作站，及背投模擬顯示屏。還有車場系統(tǒng)管理中心工作站，綜合維修基地監(jiān)測工作站、仿真及培訓(xùn)遠(yuǎn)程終端設(shè)備等。2、車輛控制中心（VCC）的構(gòu)成車輛控制中心，位于運(yùn)營控制中心，它有以下主要部分構(gòu)成：（1）車輛控制中心的中央計(jì)算機(jī)。中央計(jì)算機(jī)采取三取二的配置，它包括三臺(tái)工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)，以及相關(guān)的輸入/輸出接口；三個(gè)中央處理單元通過顯示/鍵盤選擇開關(guān)，來共享一個(gè)顯示和鍵盤；還有通用接口盒、電纜分線盒等。（2）車輛控制中心的I/O機(jī)架。主要設(shè)備有：多路復(fù)用輸入設(shè)備；中央同步設(shè)備；電源、定時(shí)器、保險(xiǎn)絲等。（3）車輛控制中心的數(shù)據(jù)傳輸架。（4）車輛控制中心的調(diào)度員終端。（5）中央緊急停車按鈕（CESB）。它與車輛控制中心接口，當(dāng)調(diào)度員按下該按鈕，將封鎖所有的軌道，而且所有的列車立即停車；當(dāng)緊急停車按鈕中插入鑰匙后，才可以解除。車輛控制中心還設(shè)有數(shù)據(jù)記錄計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等其他設(shè)備。3、軌旁設(shè)備軌旁設(shè)備，主要有車站控制器（STC）；感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)；系統(tǒng)管理中心的車站工作站等設(shè)備。（1）車站控制器，設(shè)于設(shè)備集中站，每個(gè)車站控制器都有一個(gè)道岔安全控制器，其中帶冗余的雙CPU固態(tài)聯(lián)鎖控制器，是車站控制器的核心單元。車站控制器通過雙共線調(diào)制解調(diào)鏈路與車輛控制中心通信，它有調(diào)制、解調(diào)器機(jī)架、接口盤、電源機(jī)架、預(yù)處理器及其機(jī)架等組成。（2）感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)，位于設(shè)備室和軌旁，它有以下設(shè)備組成：饋電設(shè)備（FID）；入口饋電設(shè)備（EFID）；遠(yuǎn)端環(huán)線盒；感應(yīng)環(huán)線電纜；支架等。感應(yīng)環(huán)線電纜由扭絞銅制線芯和絕緣防護(hù)層組成，環(huán)線敷設(shè)于軌道之間，每25米交叉一次。（3）系統(tǒng)管理中心的車站工作站，由工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)和接入設(shè)備組成，其接入光纖通信環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)管理中心的遠(yuǎn)程通信。它與車站控制器接口，實(shí)現(xiàn)車站的本地控制；還與旅客信息向?qū)到y(tǒng)等設(shè)備接口。軌旁設(shè)備還包括：站臺(tái)緊急停車按鈕；站臺(tái)發(fā)車指示器；車站現(xiàn)地控制盤；及信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)撤機(jī)等現(xiàn)場設(shè)備。4、車載設(shè)備ATC車載設(shè)備主要包括：車載控制器（VOBC）及其外圍設(shè)備。（1）車載控制器，由電子單元（EU）、接口繼電器單元（IRU）、供電單元等組成。電子單元包括天線濾波器、高頻接收器、數(shù)據(jù)接收器、數(shù)據(jù)發(fā)送器、高頻發(fā)送器、定位計(jì)算機(jī)、雙CPU處理單元、輸出/輸入端口、發(fā)送/接收卡、車輛識(shí)別卡、輸出繼電器、距離測量控制、轉(zhuǎn)速表放大器等。接口繼電器單元包括：繼電器面板、濾波/防護(hù)模塊、電子單元與接口繼電器單元的互聯(lián)電纜等。（2）車載控制器的外圍設(shè)備包括天線，（每個(gè)車載控制器設(shè)2個(gè)接收天線和2個(gè)發(fā)送天線）；速度傳感器，每個(gè)車載控制器設(shè)二個(gè)速度傳感器；司機(jī)顯示盤（TOD），每列車設(shè)置兩套。（3）接口。HYPERLINK"/?p=3053"信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)部接口包括：與信號(hào)監(jiān)測子系統(tǒng)的接口；與電源子系統(tǒng)的接口；與模擬顯示屏的接口；與發(fā)車指示器的接口；與中央緊急停車按鈕的接口；與信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)等繼電器控制電路的接口；與車站現(xiàn)地控制盤及站臺(tái)緊急停車按鈕的接口；與車場的接口；人機(jī)接口；主系統(tǒng)內(nèi)部間的接口等。信號(hào)系統(tǒng)外部接口包括：與無線通信系統(tǒng)的接口；與時(shí)鐘系統(tǒng)的接口；與通信傳輸系統(tǒng)的接口；與旅客信息系統(tǒng)（包括車上）的接口；與車輛的接口；與車輛管理系統(tǒng)的接口；與電力SCADA系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)等的接口等。（二）系統(tǒng)功能基于感應(yīng)環(huán)線通信的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)90秒的最小運(yùn)行間隔。后續(xù)列車與前一列車的安全間隔距離，是根據(jù)列車當(dāng)前的運(yùn)行速度、制動(dòng)曲線，以及列車在線路上的位置而動(dòng)態(tài)計(jì)算出來。由于列車位置的定位精度高，因此，后續(xù)列車可以在該線路區(qū)段，以最大允許速度，安全地接近前一列車最后一次確認(rèn)的尾部位置，并與之保持安全制動(dòng)距離，如圖35所示。圖35.移動(dòng)閉塞目標(biāo)點(diǎn)示意圖該“安全距離”是指后續(xù)列車的指令停車點(diǎn)（目標(biāo)點(diǎn)）與前一列車尾部位置之間的一個(gè)固定距離，它是以最不利情況發(fā)生時(shí)，仍能保證安全間隔為前提計(jì)算而得。假如列車采用常用制動(dòng)，列車可以停在目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)常用制動(dòng)失效，實(shí)施緊急制動(dòng)時(shí)，除了緊急制動(dòng)所需時(shí)間外，必須增加系統(tǒng)作用時(shí)間和牽引停止到緊急制動(dòng)啟動(dòng)的延時(shí)時(shí)間，這種情況下列車真正的停車點(diǎn)并不是目標(biāo)點(diǎn)，而是遠(yuǎn)于目標(biāo)點(diǎn)，但必須停在安全距離的范圍內(nèi)。為了確保列車的安全運(yùn)行，列車必須連續(xù)不斷地接收目標(biāo)點(diǎn)的更新信息，系統(tǒng)設(shè)定列車在3秒內(nèi)，收不到信息，就判斷為通信發(fā)生故障，迫使列車緊急停車，保證列車運(yùn)行安全。目標(biāo)停車點(diǎn)的周期性前移，主要取決于前一列車向前移動(dòng)，和其他限制被解除。在車輛控制中心，接收來自列車和現(xiàn)場設(shè)備的輸入報(bào)文，當(dāng)確認(rèn)輸入報(bào)文有效后，才產(chǎn)生相應(yīng)的指令報(bào)文。系統(tǒng)管理中心對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的列車進(jìn)路，及運(yùn)行圖/時(shí)刻表進(jìn)行管理，并向負(fù)責(zé)聯(lián)鎖及道岔控制的車輛控制中心發(fā)出排列進(jìn)路的請(qǐng)求，完成道岔聯(lián)鎖功能。一旦車輛控制中心確認(rèn)道岔已鎖在規(guī)定位置，才允許列車通過該道岔。在車輛控制層，車載控制器將確保列車的特定功能（如實(shí)施速度限制和車門控制等）的安全控制，均在車輛控制中心限制范圍內(nèi)，車載控制器對(duì)來自車輛控制中心的報(bào)文，校核其冗余性、一致性、合理性，然后解譯，并執(zhí)行該報(bào)文。當(dāng)然它只對(duì)該列車（地址）為報(bào)頭的報(bào)文作出反應(yīng)，如果報(bào)文不是特定選址某一列車，那么車載控制器只從該報(bào)文提取環(huán)線識(shí)別號(hào)。以識(shí)別從一個(gè)環(huán)線段至下一個(gè)環(huán)線段的轉(zhuǎn)換。移動(dòng)閉塞系統(tǒng)功能框圖見圖36所示。1、管理層——系統(tǒng)管理中心（SMC）系統(tǒng)管理中心，負(fù)責(zé)列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的全面管理。它起著系統(tǒng)與中心調(diào)度員及系統(tǒng)其他用戶間接口的作用，它除了監(jiān)控和顯示列車位置、調(diào)整列車運(yùn)行、排列列車進(jìn)路、實(shí)現(xiàn)停站時(shí)間控制等功能外，還具備以下功能：調(diào)度列車投入運(yùn)營（增加或減少投入運(yùn)營的列車）；運(yùn)行圖/時(shí)刻表管理（包括時(shí)刻表的生成、指定和取消）；自動(dòng)調(diào)整列車運(yùn)行（調(diào)整列車速度和停站時(shí)間）；監(jiān)測列車性能的狀況并收集ATO數(shù)據(jù)；自動(dòng)跟蹤列車；監(jiān)督列車位置、速度、運(yùn)行方向；指揮列車操作和排列進(jìn)路（聯(lián)鎖控制）；優(yōu)化折返作業(yè)；列車及線路的報(bào)警等。

圖36.移動(dòng)閉塞系統(tǒng)功能框圖（1）系統(tǒng)管理中心的中央工作站：①系統(tǒng)維護(hù)工作站所有工作站都由系統(tǒng)維護(hù)工作站管理，也即系統(tǒng)維護(hù)工作站對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，該工作站主要監(jiān)視SMC網(wǎng)絡(luò)性能，進(jìn)行記錄和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行診斷和維護(hù)。②運(yùn)行圖/時(shí)刻表編輯工作站運(yùn)行圖/時(shí)刻表編輯工作站，可以在離線情況下對(duì)運(yùn)行圖/時(shí)刻表進(jìn)行編輯，完成的運(yùn)行圖/時(shí)刻表文件，通過局域網(wǎng)傳送到系統(tǒng)管理中心，也可以進(jìn)行在線編輯。③調(diào)度員工作站調(diào)度員和調(diào)度長工作站實(shí)時(shí)監(jiān)督在線列車的運(yùn)行，并可實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的人工控制。（2）系統(tǒng)管理中心的車站工作站所有系統(tǒng)管理中心的車站工作站，都接入光纖通信環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與中央系統(tǒng)管理中心的通信。車站工作站，可以實(shí)現(xiàn)與控制中心調(diào)度員工作站相同的功能，受系統(tǒng)維護(hù)工作站管理，由調(diào)度員授權(quán)，并對(duì)其授權(quán)管轄區(qū)域進(jìn)行控制和監(jiān)視。車站工作站，對(duì)車站控制器（STC）進(jìn)行監(jiān)視和現(xiàn)地控制。可以實(shí)現(xiàn)以下本地控制功能。①系統(tǒng)在正常情況下，根據(jù)控制中心的授權(quán)，車站工作站可以對(duì)本站進(jìn)行控制，控制命令通過光纖骨干網(wǎng)首先傳回系統(tǒng)管理中心，然后經(jīng)過車輛控制中心返回本站車站控制器，執(zhí)行相關(guān)命令。②當(dāng)系統(tǒng)管理中心正常，車輛控制中心全面故障的情況下，車站工作站，仍將控制命令首先傳回系統(tǒng)管理中心，在中心切換車站控制器緊急通路（SCEG），通過車站控制器緊急通路傳遞至本站車站控制器，以實(shí)施有關(guān)控制。③在特殊情況下，由中央授權(quán)，車站值班員進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作，車站工作站可以直接與本地車站控制器通信，這時(shí)車站工作站可作為現(xiàn)地控制盤使用。④當(dāng)系統(tǒng)管理中心、車輛控制中心全面故障，車站工作站，實(shí)現(xiàn)對(duì)車站控制器及室外設(shè)備等車站設(shè)備的控制。⑤車站工作站通過光纖通信網(wǎng)，向系統(tǒng)管理中心傳輸所管轄范圍內(nèi)的表示信息。⑥車站工作站，還作為旅客向?qū)到y(tǒng)的接口。（3）運(yùn)行圖/時(shí)刻表調(diào)整服務(wù)器（SRS）該服務(wù)器的主要功能，是為系統(tǒng)管理中心提供運(yùn)行圖/時(shí)刻表調(diào)整，和自動(dòng)排列進(jìn)路。時(shí)刻表調(diào)整服務(wù)器還可以提供列車運(yùn)行預(yù)測引擎，也即可以預(yù)測當(dāng)前時(shí)間之后的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，列車運(yùn)行情況，以便為旅客向?qū)到y(tǒng)提供準(zhǔn)確的信息。當(dāng)系統(tǒng)管理中心的時(shí)刻表調(diào)整服務(wù)器與車輛控制中心的主連接發(fā)生故障（包括時(shí)刻表調(diào)整服務(wù)器故障）時(shí)，自動(dòng)切換開關(guān)，將通信連接切換到備用的時(shí)刻表調(diào)整服務(wù)器計(jì)算機(jī)。該服務(wù)器還完成與其他系統(tǒng)（SCADA、時(shí)鐘、無線、消防等）進(jìn)行接口的功能，并實(shí)現(xiàn)與車站工作站的通信。（4）局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是冗余的，所以單臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的故障不會(huì)造成通訊的丟失。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為系統(tǒng)管理中心工作站、服務(wù)器、打印機(jī)等提供局域網(wǎng)連接。系統(tǒng)管理中心調(diào)制解調(diào)器連接到車輛控制中心的數(shù)據(jù)傳輸架的調(diào)制解調(diào)器，對(duì)來自在線時(shí)刻表調(diào)整服務(wù)器的串行請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)行調(diào)制，對(duì)來自車輛控制中心的響應(yīng)報(bào)文信息進(jìn)行解調(diào)，轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)格式后，提供給通信處理器使用。（5）加強(qiáng)型的車站控制器緊急通路（SCEG）當(dāng)車輛控制中心發(fā)生嚴(yán)重故障，調(diào)度員可以避開車輛控制中心，從控制中心對(duì)道岔進(jìn)行人工控制，通過系統(tǒng)管理中心直接與車站控制器通信。車站控制器緊急通路有轉(zhuǎn)換盒和調(diào)制解調(diào)器等單元組成，轉(zhuǎn)換盒位于運(yùn)行控制中心的兩臺(tái)協(xié)議轉(zhuǎn)換單元（PCU）之間，（每臺(tái)協(xié)議轉(zhuǎn)換單元與車站控制器進(jìn)行通信）。協(xié)議轉(zhuǎn)換單元與系統(tǒng)管理中心的數(shù)據(jù)記錄服務(wù)器有一個(gè)串行連接。這些組件使中央調(diào)度員可以轉(zhuǎn)移車輛控制中心對(duì)道岔的控制，并通過在系統(tǒng)管理中心輸入命令直接與車站控制器通信。在運(yùn)行控制中心，激活車站控制器緊急通路開關(guān)，從物理上斷開了車輛控制中心與車站控制器的通信連接，并將系統(tǒng)管理中心與車站控制器連接起來。來自車站控制器的信息從車輛控制中心改變路線到協(xié)議轉(zhuǎn)換單元。協(xié)議轉(zhuǎn)換單元對(duì)信息進(jìn)行解碼，解碼后的信息傳送到數(shù)據(jù)記錄服務(wù)器，并轉(zhuǎn)發(fā)至?xí)r刻表調(diào)整服務(wù)器進(jìn)行處理。中央調(diào)度員，可以在系統(tǒng)管理中心輸入道岔轉(zhuǎn)動(dòng)的請(qǐng)求。請(qǐng)求被送到協(xié)議轉(zhuǎn)換單元，協(xié)議轉(zhuǎn)換單元發(fā)送請(qǐng)求至車站控制器，車站控制器確保道岔安全轉(zhuǎn)換。2．運(yùn)營層——車輛控制中心（VCC）車輛控制中心提供列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）功能。具體而言（1）車輛控制中心子系統(tǒng)，完成集中聯(lián)鎖功能和排列進(jìn)路功能。也即車輛控制中心接收調(diào)度員的指令并按照聯(lián)鎖條件排列進(jìn)路。（2）保證列車的自動(dòng)運(yùn)行安全間隔和控制列車自動(dòng)運(yùn)行。車輛控制中心保證整個(gè)系統(tǒng)中列車的安全間隔。車輛控制中心以“前一列車尾部”最后一次確認(rèn)的位置為基礎(chǔ)，考慮到道岔故障、區(qū)段封鎖等影響安全制動(dòng)的因素，向后續(xù)列車傳送與先行列車之間的最小的安全間隔距離信息，也即后續(xù)列車運(yùn)行的目標(biāo)點(diǎn)。所以列車自動(dòng)運(yùn)行而無需司機(jī)或調(diào)度員干預(yù)，是通過列車跟蹤和移動(dòng)授權(quán)這兩個(gè)功能實(shí)現(xiàn)。車輛控制中心通過連續(xù)地輪詢各個(gè)車載控制器，實(shí)時(shí)地得到列車位置信息來跟蹤所有列車；移動(dòng)授權(quán)是通過車輛控制中心連續(xù)地向車載控制器發(fā)送下一個(gè)安全停車位置（目標(biāo)點(diǎn)）信息來實(shí)現(xiàn)。對(duì)列車的控制，由車輛控制中心與車載控制器的通信完成，車輛控制中心可以發(fā)出實(shí)施牽引或制動(dòng)，設(shè)置速度限制和制動(dòng)率、停車站以及開、關(guān)車門等命令。車輛控制中心根據(jù)最后一次報(bào)告的列車車速和位置、行駛方向、前一列車最后一次被證實(shí)的位置、限速、停站和地面設(shè)備狀態(tài)等實(shí)時(shí)信息，生成一個(gè)包含有目標(biāo)點(diǎn)，最大允許速度和其它指令報(bào)文。（3）車輛控制中心還負(fù)責(zé)對(duì)中央緊急停車按鈕、車站站臺(tái)緊急停車按鈕、車站現(xiàn)地控制盤的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，并作出反應(yīng)，這些設(shè)備的狀態(tài)信息，由車站控制器向車輛控制中心提供。3．動(dòng)作層——加強(qiáng)型車站控制器（STC）、車載控制器（VOBC）、感應(yīng)環(huán)線等的功能。（1）車載控制器①確保列車安全運(yùn)行車載控制器負(fù)責(zé)完成車載ATP/ATO功能。車載控制器不斷地與車輛控制中心進(jìn)行通信，在ATP保護(hù)下進(jìn)行牽引、制動(dòng)及車門控制。對(duì)超速、目標(biāo)點(diǎn)冒進(jìn)、及車門狀態(tài)進(jìn)行安全監(jiān)督，以確保列車在允許的包絡(luò)線內(nèi)運(yùn)行；當(dāng)無法繼續(xù)安全運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)實(shí)施緊急制動(dòng)。車載控制器，負(fù)責(zé)列車在車輛控制中心控制區(qū)域的自動(dòng)運(yùn)行，每列車裝有主/備兩套車載控制器，每端一套，車輛控制中心命令其中一套激活工作，另一套處于備用模式，備用車載控制器，監(jiān)督工作中的車載控制器單元是否正常工作，如果出現(xiàn)故障或車輛控制中心命令切換時(shí)，立即接管工作，激活的車載控制器負(fù)責(zé)車載ATP/ATO的功能。正常情況下，激活工作的ATP/ATO，與列車前部司機(jī)顯示單元通信，當(dāng)車載控制器故障時(shí)，備用車載控制器激活，并與列車前部顯示單元通信。②車載控制器確保列車的定位精度車載控制器的定位，以敷設(shè)于軌道間的感應(yīng)環(huán)線上的信息，和安裝于車輛輪軸的速度傳感器的信息為基礎(chǔ)，每段感應(yīng)環(huán)線都有對(duì)應(yīng)的環(huán)線編號(hào)，也即車載控制器通過感應(yīng)環(huán)線編號(hào)，及計(jì)算從每個(gè)環(huán)線起點(diǎn)開始的環(huán)線交叉點(diǎn)，給線路上的列車初步定位，更進(jìn)一步的精確定位，要通過速度傳感器，來測量列車從上一個(gè)交叉點(diǎn)起所走行的距離來實(shí)現(xiàn)。車載控制器傳送到車輛控制中心的列車位置分辨率為6.25米，它是根據(jù)感應(yīng)環(huán)線25m交叉一次，以25m除以4，作為車載控制器向車輛控制中心傳送列車所在位置的數(shù)據(jù)，車載控制器與安裝在列車底部的加速計(jì)、速度傳感器、天線等配合能識(shí)別和處理列車車輛的打滑、空轉(zhuǎn)、并進(jìn)行車輪輪徑的補(bǔ)償。③解碼與編碼車載控制器對(duì)發(fā)自車輛控制中心的命令進(jìn)行解碼，并控制列車不超出車輛控制中心指令的速度和距離界限；同時(shí)向車輛控制中心傳送列車位置、速度、行駛方向及車載控制器狀態(tài)等數(shù)據(jù)。車載控制器的校核冗余微處理器，通過冗余性、合理性和一致性校核，測試來自車輛控制中心的報(bào)文，然后進(jìn)行解碼，車載控制器只對(duì)發(fā)給自己的報(bào)文作出反應(yīng)。⑵感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)感應(yīng)環(huán)線數(shù)據(jù)通信是車輛控制中心和車載控制器之間交換信息的手段，為了進(jìn)行準(zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)通信，與傳輸數(shù)據(jù)所伴隨的冗余位，保證了被干擾的數(shù)據(jù)不被接受。也即通過在所有包含安全信息的數(shù)據(jù)信息中，使用循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）來實(shí)現(xiàn)的。另外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被周期性更新。交叉感應(yīng)環(huán)線與車載控制信息之間進(jìn)行的雙向數(shù)據(jù)通信。車輛控制中心呼叫區(qū)域內(nèi)的每一列車，并從每一個(gè)車載控制器得到信息，通過“通信安全性測量”來保障車―地通信的可靠性和安全性，。①車―地通信頻率車到地的通信使用的頻率為56KHz；地到車的通信使用的頻率為36KHz。②車輛控制中心到車載控制器命令報(bào)文報(bào)頭：用于確定報(bào)文的開始部分；冗余：CRC碼，提供信息質(zhì)量/完整性的檢查；信息內(nèi)容包括：車載控制器所在環(huán)路編號(hào)；列車運(yùn)行目標(biāo)點(diǎn)；運(yùn)行方向（上行/下行）；車門控制（開/關(guān)，左/右）；最大速度；車載控制器編號(hào)；車載控制器命令啟動(dòng)/備用；用于慢行區(qū)的目標(biāo)速度；使用非安全碼向車載控制器傳遞特殊數(shù)據(jù)；制動(dòng)曲線；停車；列車編號(hào)；車載旅客廣播信息號(hào)；下一個(gè)目的地（車站或軌道區(qū)段）；緊急制動(dòng)控制；當(dāng)前位置的平均坡度；來自