列车运行控制PPT课件

1 7列车运行控制 7 1列车自动控制系统的组成及其功能列车自动控制系统 ATC AutomaticTrainControl 包括三部分 列车自动防护系统ATPAutomaticTrainProtection 列车自动运行系统ATOAutomaticTrainOperation 列车自动监控系统ATSAutomaticTrainSupervision 2 7 1 1列车自动防护系统 ATP ATP主要用于对列车驾驶进行防护 对与安全有关的设备或系统实行监控 实现列车间隔保护 超速防护等功能 ATP工作原理 将信息 包括来自联锁设备和操作层面上的信息 地形信息 前方目标点信息和容许速度信息等 不断从地面传至车上 从而得到列车当前容许的安全速度 依此来对列车实现速度监督及管理 7列车运行控制 3 ATP系统具有的功能 1 停车点防护 7列车运行控制 4 2 速度监督与超速防护城市轨道交通中的速度限制分为两种 固定速度限制如 区间最大允许速度 取决于线路参数 列车最大允许速度 取决于列车的物理特性 临时性的速度限制如 线路维修时临时设置的速度限制 7列车运行控制 5 3 列车间隔控制 轨道电路必须采用多信息音频轨道电路 轨道区段长度通常在300m以下 前行车所占用轨道电路的始点被当作危险点 前行车的防护段可以是相邻轨道电路 也可以大于轨道分区的长度 视具体情况而定 目标距离L目是指后续车所在轨道电路的始端到停车点 防护段的始端 的距离 7列车运行控制 6 实时计算所得的紧急制动曲线与列车的最大减速度有关 在驾驶室内显示出的最大允许速度略小于制动曲线上的实际最大允许速度 以便留出时间空隙可以进行告警及由驾驶员做出反应 7列车运行控制 7 4 测速与测距 测速 利用装在轮轴上的测速传感器来测量列车的即时速度 并在驾驶室内显示出来 测距 以轨道电路为基础 在轨道电路内的运行距离测量依赖于所记录的车轮转数及预知的车轮直径加以转换 7列车运行控制 8 5 车门控制主要是防止以下情况出现 列车在站外打开车门 列车在站内时打开非站台侧的车门 在车门打开时列车启动 只有所有安全条件均已满足时 给出一个信号 车门才能被打开 7列车运行控制 9 6 其他功能视具体用户的要求 ATP系统还可具有其他一些功能 紧急停车功能在特殊紧急情况下 按压设在车站上的紧急停车按钮 平时加铅封 就可通过轨道电路将停车信息传递给区间上的列车 启动紧急制动 使列车停止运行 7列车运行控制 10 发出发车命令ATP系统检查有关安全条件 如车门是否关闭 驾驶员的操作手柄是否至于零位 ATO系统是否处于OK状态 并确认符合安全后 给ATO系统一个信号 驾驶员在得到显示后即可进行人工发车 在自动驾驶时 ATO系统得到ATP系统的发车确认信息后 即操纵列车自动启动 列车倒退控制根据不同的用户协议 可以实现各种列车倒退控制 例如有的用户要求防止列车退行 列车退行超过一定距离 或者越过轨道电路分界点 即启动紧急制动 7列车运行控制 11 7 1 2列车自动运行系统 ATO ATO主要用于实现 地对车控制 即用地面信息实现对列车驱动 制动的控制 目标 定时 节能 舒适 定点停车列车可以经常处于最佳运行状态 避免了不必要的 过于剧烈的加速和减速 可显著提高旅客舒适度 提高列车准点率及减少轮轨磨损 7列车运行控制 12 装有ATO系统的列车 可用2种方式运行 手动运行自动运行在选择自动驾驶方式时 ATO系统代替司机操纵列车驱动制动设备 自动地实现列车的起动加速 匀速行驶 惰行 制动等基本驾驶功能 7列车运行控制 13 3种分别由ATP和ATO计算得出的制动曲线 7列车运行控制 14 ATO子系统的功能包括 控制列车在允许速度下运行 并自动调整列车的速度 列车在区间或站外停车后 一旦信号开放 即可自动启动 系统控制列车到达站台的最佳制动 使列车停于预定目标点 停站结束后 保证车门关闭后 列车能自动启动 当列车到达折返站时 自动准备折返 7列车运行控制 15 7 1 3列车自动监控系统 ATS 列车自动监控系统主要是实现对列车运行的监督 辅助行车调度人员对全线列车运行进行管理 ATS子系统的功能包括 自动显示列车车次 运行位置和信号设备工作状态 自动或人工办理进路 编制和管理列车运行图 自动调整运行计划 自动描绘或复制列车运行实迹 列车运行模拟仿真 车辆维护周期管理 向旅客向导系统提供信息 对运行数据自动统计和制表等 7列车运行控制 16 7 2列车运行控制系统的基本类型7 2 1点式自动列车运行控制系统主要功能 实现列车超速防护 又称为点式超速防护 点式ATP 系统 点式传递信息 在欧洲的干线铁路及城市轨道交通中应用十分广泛 7列车运行控制 17 主要优点 采用无源 高信息容量的地面应答器 结构简单 安装灵活 可靠性高 价格明显低于连续式自动列车运行控制系统 1 点式自动列车运行控制系统的基本结构 地面应答器 道旁电子单元LEU 又称为信号接口 车载设备 7列车运行控制 18 7列车运行控制 19 7 2 2连续式自动列车运行控制系统1 按地 车信息传输所用的媒体分类 可分为 1 有线 利用轨道间电缆传输信息 利用数字编码音频轨道电路技术传输信息 2 无线2 按自动闭塞的性质分类 可分为 1 移动闭塞 2 准移动闭塞3 按地 车之间所传输信息的内容分类 可分为 1 速度码系统 2 距离码系统 7列车运行控制 20 7 3固定闭塞系统和移动闭塞系统7 3 1固定闭塞系统固定闭塞系统是采用地面固定信号机将铁路线路分成若干个闭塞分区 每个闭塞分区只能被一列车占用 闭塞分区的长度与司机确认信号和制动停车所需要的距离有关 固定闭塞系统中列车位置的确定 列车所占用闭塞分区的长度 7列车运行控制 21 最简单的二显示固定闭塞系统中 信号机只给出 行进 绿 及 禁止 红 信息 最短间隔是二个空闲的闭塞分区 这些闭塞分区的长度应大于一个制动距离及一个安全距离 安全距离包括几个部分 一 瞭望距离 二 驾驶员及设备的反应时间 三 部分制动失效时的富裕量 7列车运行控制 22 固定闭塞系统的问题 1 因为相邻列车之间的间隔距离通常是多个闭塞分区的长度 这样就造成了线路设备的空闲程度很大 2 闭塞分区长度的确定必须按照最差性能的列车来考虑 这对许多性能好的列车是一种浪费 3 通过改善车辆性能等方式 闭塞分区的长度可以相应缩小 但是闭塞分区长度的调整却比较困难 4 运行调整弹性小 7列车运行控制 23 7 3 2移动闭塞系统移动闭塞既没有闭塞分区 也没有信号相位 它可以连续 频繁地计算距前方列车的安全距离及每一列车的容许速度 制动率 加速率 并将结果发送到有关列车以施行必要的控制 7列车运行控制 24 移动闭塞是目前线路能力利用效率最高的列车闭塞方式 前行车对后行车的速度限制成为一个连续函数 移动闭塞系统优点 1 移动闭塞可以根据列车的动态运行确定更小的列车间隔 是目前线路能力利用效率最高的闭塞方式 2 与固定闭塞方式相比 它使得列车间的安全信息传递得更为频繁 及时和详细 3 可以减少维修费用 7列车运行控制 25 7 4GRS的ATC上海地铁选用了美国通用铁路信号公司 GRS 的ATC GRS的ATC系统通过将ATP ATO ATS三个子系统有机地结合起来维持列车运行 三个子系统由中央控制中心的计算机来协调构成车线实时控制系统 7列车运行控制 26 ATP子系统是一个综合地面速度信息确保车辆安全运行的控制系统 符合故障导向安全原则 提供下述功能 1 保证列车安全运行间隔 2 保持列车进路正确及安全 3 确保列车运行速度不超过土建允许的速度限制 4 确保车门操作安全 7列车运行控制 27 ATO子系统是一个在ATP子系统的安全保护下实现列车自动驾驶的系统 它提供下述功能 1 列车速度调整 2 车站定位置停车 7列车运行控制 28 ATS是一个在监视范围内对列车实行自动调整的系统 它提供下述功能 1 自动选排进路 2 列车运行时刻表 运行图 管理 3 列车调度 4 列车跟踪 5 列车状态显示 6 报警和记录 7 统计编辑处理 8 模拟和诊断 9 列车运行等级修改 7列车运行控制 29 控制中心的基本功能 为中央控制人员监督整个运行系统的状态和显示相应的状态信息 中央控制系统提供下述功能 1 中央数据传输子系统 CDTS 2 控制台管理 3 显示控制和接口 4 调度控制和数据编程控制中心根据需要发送运行变更指令 起到优化ATC各子系统ATP ATO和ATS的作用 7列车运行控制 30 7 5阿尔卡特ATC 8列车运行控制 31 7 5 1中央设备1 列车自动监控 ATS 1 是一个向中央调度人员提供人机接口的非安全系统 2 本地ATS设备放置于拥有区域控制器的各个车站的机房中 7列车运行控制 32 2 ATS功能 1 接收每辆车的位置和状态报告 2 监控和显示ATC设备的状态 3 对于每辆列车都向区域控制器发送进路请求 4 采集数据 用于管理报告 维护和运行分析 5 数据事件记录 7列车运行控制 33 3 ATS设备的主要组成 1 ATS服务器计算机 有两台服务器 主用服务器故障 系统会自动切换到备用服务器 2 ATS工作站 中央调度员通过工作站与ATC系统实现人机接口 调度员必须登陆并输入一个有效的访问ID及密码才可有权使用命令 3 数据记录器 记录所有报警 事件和调度命令 4 网络管理计算机 用于监控数据通信系统所有设备状态 7列车运行控制 34 5 打印机 打印报告 绘制显示列车性能详细信息的列车图 6 背投接口 与背投显示屏连接 以显示所有子系统状态 提供正线系统的相关信息 7 认证授权 管理和分发安全设备所需信息 8 数据记录器 记录所有网络信息 9 培训模拟服务器 工作站 与车载单元 轨旁模拟系统共同用于模拟和培训 10 时刻表编辑器 用于创建和修改时刻表 7列车运行控制 35 7 5 2轨旁设备1 区域控制器 1 移动授权单元 2 基于计算机的联锁系统或计算机联锁 3 监督和控制信号机和道岔 4 监督站台屏蔽门 防淹门 站台紧急停车按钮和计轴区域 7列车运行控制 36 2 计算机联锁 1 电子联锁模块 2 继电器机架 一旦出现故障 或两个安全控制命令出现不一致 它就会断开有故障的安全控制命令上的所有输出和电源 3 运行和通信模块 4 维护辅助系统 7列车运行控制 37 3 轨旁数据通信系统 1 AP轨旁无线单元 接入点 在列车和其它子系统间发送和接收信息 2 AP轨旁天线 AP轨旁无线单元与列车进行无线通信 7列车运行控制 38 4 应答器 信标 1 A型应答器 无源设备 用于确定列车位置 当一辆列车驶过应答器 它会收到一条标识应答器的消息 7列车运行控制 39 2 B型应答器 有源设备 信号机信标 安装于信号机旁与信号机相联锁 进路信标 安装于道岔前 指示是否需要侧向速度通过道岔 7列车运行控制 40 5 轨旁信号机 1 道岔区域联锁信号机 绿灯 正常速度行车 白灯 减速行车 红白灯 列车只能以人工模式运行 红灯 停车 2 计轴区域联锁信号机 绿灯 继续行车 红灯 停车 3 复示信号机 复示主体信号机 4 车辆段信号机 由车辆段联锁系统控制而不是ATC系统 蓝灯 禁止 白灯 减速行车 黄灯 双黄灯 许可 7列车运行控制 41 6 计轴区段 1 线路轨道划分为区段 2 列车驶过计轴磁头就被视为进入及离开一个区段 3 从这些计轴磁头发出的信号被计数 由计轴评估器来确定区段的占用 4 区段占用状态报告给区域控制器 5 计轴磁头与计轴评估器由EAK接线箱连接 7列车运行控制 42 7列车运行控制 43 7 接近盘停车点的轨道上 确定列车停车位置 7列车运行控制 44 8 站台紧急停车按钮 1 每个站台安装两个 第三个安装于车控室 三个按钮串联连接 为每个站台提供同一个状态 2 当一个被激活时 进站信号机显示红灯 出站信号机显示红灯9 列车发车指示器 1 连接于网络上的设备 2 用于向列车司机提供计划的发车倒计时 3 每个站台每一端都有一个 7列车运行控制 45 7列车运行控制 46 7 5 3车载设备1 车载控制器 1 红灯信号机监控 2 通过检测应答器定位