城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)維護 課件 2.1車載ATP系統(tǒng)認知

列車運行控制系統(tǒng)維護SYSTEMMAINTENANCEMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM2.1車載ATP系統(tǒng)認知主講教師：楊絢列車自動控制系統(tǒng)初識列車自動運行系統(tǒng)（ATO）列車自動防護系統(tǒng)(ATP)車載外設(shè)（應(yīng)答器、速傳）車載人機設(shè)備（HMI）ATCATP自動防護系統(tǒng)車載ATP車載ATO軌旁ATP軌旁ATOATO自動駕駛系統(tǒng)ATS自動監(jiān)視系統(tǒng)以下所學(xué)內(nèi)容列車自動防護系統(tǒng)（ATP）ATP系統(tǒng)的在其他系統(tǒng)的配合下完成對列車運行的自動防護。ATP和ATO分為車載設(shè)備和軌旁設(shè)備。列車自動防護系統(tǒng)（ATP）事發(fā)后，事故調(diào)查小組建議整個英國的鐵路系統(tǒng)都需要安裝自動列車保護系統(tǒng)。多年來，英國人經(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)生在運輸繁忙時段，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)信息列車自動防護系統(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系統(tǒng)（ATP）、列車自動駕駛系統(tǒng)（ATO）、車載人機（HMI）、車載通信系統(tǒng)、測速定位系統(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)的行車許可將信號不斷從軌道傳至列車上，車載ATP計算得到列車當前容許的最大安全速度，依次對列車實現(xiàn)監(jiān)督及管理。測速與測距防護曲線的生成和應(yīng)用常用制動和緊急制動車門允許駕駛模式轉(zhuǎn)換ATP是什么？實現(xiàn)的功能主要包括地面信息的接收、注冊注銷管理、列車位置報告、列車超速防護、車門防護、零速檢測、退行防護、無意識移動防護、列車狀態(tài)監(jiān)控和制動確認等。車載ATP子系統(tǒng)是根據(jù)地面信息和列車自身參數(shù)實現(xiàn)列車運行防護，是保證列車行車安全的自動控制系統(tǒng)。ATP是什么？車載列控設(shè)備接口電路牽引系統(tǒng)

牽引指令制動指令速度輸入速度傳感器地面信號速度控制車軸制動系統(tǒng)列車自動防護系統(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、計軸等）車載ATP設(shè)備；（ATP主機、車載外設(shè)、人機）地面ATP設(shè)備。（區(qū)域控制器ZC）列車自動防護系統(tǒng)（ATP）組成列車模擬運行ATP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、停車點防護、超速防護、列車間隔控制（移動閉塞時）、臨時限速、測速測距、車門允許、記錄司機操作。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)答器功能提供臨時限速和進路信息線路允許速度和閉塞分區(qū)長度等車載設(shè)備功能綜合軌道電路、應(yīng)答器信息和動車組參數(shù)，自動生成連續(xù)速度控制模式曲線，實時監(jiān)控列車安全運行（具體監(jiān)督功能見下頁）報文生成功能02完成整理數(shù)據(jù)、準備和格式化要傳送到ATP車載設(shè)備的報文，并決定傳輸方向。.ATP的主要功能負責列車安全間隔和生成報文，完成對列車安全運行授權(quán)許可的發(fā)布和報文的準備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)出運行授權(quán)。在進路已經(jīng)排列，聯(lián)鎖功能中才發(fā)出列車運行授權(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)督功能緊急制動監(jiān)督功能后退監(jiān)督報文監(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量1實際速度測量2速度監(jiān)督3列車追蹤間隔4緊急停車5車門控制6列車自動折返控制7車載日志（車輛故障信息和緊急制動的記錄）8a，測速與測距b，防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）c，常用制動和緊急制動d，車門允許e，駕駛模式轉(zhuǎn)換f，設(shè)備的監(jiān)督ATP的主要功能測速與測距1防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）2常用制動和緊急制動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)備具備速度測量功能，并根據(jù)測速脈沖的相位，對車頭走行方向進行判定。車載ATP應(yīng)能檢測出車輪的空轉(zhuǎn)打滑，并使用通過相應(yīng)設(shè)備自動補償由于車輪空轉(zhuǎn)、打滑所引起的測速測距誤差。測速1列車運行速度的測量非常重要，列車實際運行速度是速度控制的依據(jù)。該速度值的準確和精度直接影響調(diào)速效果。測距2在目標距離模式中，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確位置，那么它就無法保證在抵達障礙物或限制區(qū)之前停下或減速。測距通過測速與輪徑計算得出，系統(tǒng)通過記錄車輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù)N，結(jié)合列車運行方向和車輪直徑D，計算得出列車走行距離S。（寫出公式）ATP的主要功能測速與測距1防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）2常用制動和緊急制動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)最嚴格的限速和防護點，按照安全制動模型，并考慮司機的可操作性、系統(tǒng)的可用性和列車運行效率，生成ATP防護曲線。ATP的主要功能測速與測距1防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）2常用制動和緊急制動3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5最嚴格限速曲線道岔通過速度：聯(lián)鎖向ZC提供進路編號，ZC獲得進路后通知車載ATP進路信息，車載設(shè)備通過電子地圖存儲的道岔區(qū)域的限速進行防護。01站臺通過速度：根據(jù)車載設(shè)備中預(yù)存的電子地圖，確定線路中每個車站的站臺永久限速。02線路永久限速：固定限速是在設(shè)計階段設(shè)置完成的。在車載ATP和ATO設(shè)備中固定儲存的整條線路的固定限速區(qū)信息。03線路臨時限速：限制速度在某些條件下（施工現(xiàn)場、臨時危險點）可以被降低。臨時速度限制區(qū)段的范圍通常限制在一個或多個區(qū)段。車載ATP根據(jù)ZC設(shè)備實時動態(tài)提供的臨時限速信息（包括臨時限速區(qū)域位置和臨時限速值）、并結(jié)合車載設(shè)備中預(yù)存的電子地圖，實時動態(tài)確定線路中臨時限速區(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)備具有常用制動和緊急制動兩級防護控制的能力。在常用制動失效后，可施行緊急制動。ATP的主要功能測速與測距1防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）2常用制動和緊急制動3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5ATP牽引控制臺駕駛室常規(guī)制動緊急制動ATOATPATOATS地面部分車載部分速度反饋ATP的主要功能測速與測距1防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）2常用制動和緊急制動3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5常用制動一般在到站停車時使用，其施加的制動力是制動控制單元根據(jù)車輛的減速度與載重計算而得。常用制動對車輛制動沖擊率具有一定限制，可確保乘客的舒適性能。緊急制動是利用空氣制動模式，通過緊急制動安全回路直接控制，在緊急制動安全回線失電時，列車自動施加緊急制動。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到發(fā)生故障等情況發(fā)生，才會施加緊急制動，緊急制動對列車施加最大制動力，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)打開屏蔽門請求打開車門確認列車在車窗列車禁止移動禁止移動打開車門開門準備屏蔽門聯(lián)鎖車載ATP/ATO列車ATP的主要功能測速與測距1防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）2常用制動和緊急制動3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5在通常的情況下，在站臺停車窗口區(qū)以外停車時，車載ATP不允許車門開啟。即使通過ATO自動駕駛列車時，未獲得車載ATP的門允許時，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)列車運行級別將列車駕駛模式由高到低分為ATP的主要功能測速與測距1防護曲線的生成和應(yīng)用（速度監(jiān)督，間隔防護）2常用制動和緊急制動3車門允許4駕駛模式轉(zhuǎn)換5列車運行模式連續(xù)通信控制下ATP/ATO的運行（簡稱CTC級別）：CTC級別下，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授權(quán)，控制列車在CM/AM下運行；1點式通信控制下ATP/ATO的運行（簡稱ITC級別）：通過應(yīng)答器設(shè)備獲得移動授權(quán)，控制列車在CM/AM下運行；2聯(lián)鎖級下的運行（簡稱ILC級別）：ILC級別下，系統(tǒng)不監(jiān)督移動授權(quán)，只能運行在RM下。3列車自動駕駛模式--AM模式；1列車自動防護下的人工駕駛模式--CM模式；2限制人工駕駛模式--RM模式；3車載ATP根據(jù)列車運行級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行模式連續(xù)通信控制下ATP/ATO的運行（簡稱CTC級別）：CTC級別下，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授權(quán)，控制列車在CM/AM下運行；1聯(lián)鎖級下的運行（簡稱ILC級別）：ILC級別下，系統(tǒng)不監(jiān)督移動授權(quán)，只能運行在RM下。2列車自動駕駛模式--AM模式；1列車自動防護下的人工駕駛模式--CM模式；2限制人工駕駛模式--RM模式；301列車自動駕駛模式--AM模式；02列車自動防護下的人工駕駛模式--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)送當前列車的位置報告給ZC；ZC需要反饋給車載設(shè)備移動授權(quán)終點和前方線路區(qū)段的動態(tài)描述信息。（1）車載設(shè)備與ZC之間：（2）車載設(shè)備與列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）之間：ATS系統(tǒng)在列車運行過程中需要將主動列車識別信息、發(fā)車時間、下一站到達時間等信息發(fā)送到列車車載設(shè)備。車載設(shè)備需要將列車狀態(tài)報告（列車識別號、列車駕駛模式等）反饋給ATS系統(tǒng)。車載ATP對外接口（3）車載設(shè)備與計算機聯(lián)鎖（CI）之間的通信。在列車快要行駛到站臺時，CI要將安全門關(guān)閉的信息傳送給車載設(shè)備；列車在駛出站臺時車載設(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）、列車自動防護（ATP）系統(tǒng)和司機的控制命令完成列車的自動駕駛，根據(jù)運營的需求完成列車的精確停車、自動折返等。車載ATO對屏蔽（安全）門給出控制指令，只有獲得ATP