列车自动驾驶子系统ATO

1、CopyrishtcSieoensAG2004Allrightsreserved页码 列车自动驾驶子系统(ATO)目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark04列车口动驾驶子系统5子系统配置5ATO主要部件，关系和信息交换5子系统功能7口动模式7升级（可选，不包括在报价中）8口动驾驶模式8止线ATO功能8车辆段ATO功能94.2.33试车线ATO功能9折返9ATP防护下的无人驾驶9ATP防护下的有人驾驶94.2.43后备模式10列车定位和速度控制10列车目标制动10开/关车门11站台屏蔽门和站台安全门的开/关11根据时刻表产生节能速度曲线12驾驶模式的转换134.

2、2.10从RM模式至SM模式的转换13从SM模式至AM模式的转换13从AM模式至SM模式的转换13从AM/SM模式至RM模式的转换14从SM模式至AR模式的转换14从AR模式至SM模式的转换14从AR模式至RM模式的转换14从RM模式至旁路的转换154.3子系统原理15轨旁设备15车载设备16列车和轨旁之间的信息交换17列车驾驶控制原理18口动驾驶18牵引/制动控制194.3.43常用制动模型20精确车站停车控制原理224.4子系统性能22非安全型车载设备的硕件22电源板22中央处理板23模拟-数字输入/输岀板23计时/计嗷板23MVB总线接口23软件23主要功能模块24司机操作装置26接口3

3、9通信装置39车辆40与站台屏蔽门的接口40与车载旅客信息系统的接口40插图淸单414列车自动驾驶子系统TRAINGUARDMT系统包括列车自动防护(ATP)、列车自动驾驶(ATO)和通信设备。TRAINGUARDMT系统中的列车自动驾驶ATO负责控制列车的运行，例如列车的自动离站,列车的速度调节，列车的目标制动以及车门、屏蔽门的开/关的启动控制。ATO设备没有安全相关的功能，因为ATO总是运行于ATP的安全监督之下。4.1子系统配置因为TRAINGUARDMT设备具有模块化的功能结构，ATO系统的自动化功能能够在不同层次上集成到TRAINGUARDMT的西门/信号系统，以满足相应自动化程度的

4、要求。图1TRAINGUARDMT的配置4.1.1ATO主要部件，关系和信息交换ATO的上要部件在列车上，以实现TRAINGUANDMT的自动驾驶模式。ATO的功能是非安全型的，ATO车载单元是单通道的计算机。轨旁ATO的功能通过ATS,轨旁ATP和SICAS实现。所以，ATO轨旁功能不需额外的物理设备。下图表示了ATO各部分之间的信息交换:TimetableComputeraVICOSOperationControlCentreVAd,e,fATSBus/EthernetbATCProfibusg,k凶od,Imd,efl.QloVICOSLocalAreaWorkstationSICASE

5、CCODIInterlocking2of3TRAINGUARDMTWCUATP2of3VICOSS&DFEP,m【h,(PlA,BBCLEUARGAPDriverBi-Fixec-dauwiseB2vartaWMaiaoaii&eWaysideRadioEquipmentRadioAntennaWaysideControlComputerAxleCounterSystemStationInterfaceCaseTracksideConnectionBoxSICASECC2of3UIpointmachine1DoHor1BaliseKdUdl1Antenna一冷Pllg-COM(Radio)AT

6、PATOHMIVehicleBusAhtu;EmergencyBrakejserviceBrakeTractionForcePropulsionControlDoorControlDoorReleaseITrainSystemsI图2信息交换信息流用刃，门等表示，整个系统的数据流在文件“系统说明”中描述。4.2子系统功能ATO具有以下功能：自动驾驶模式列车启动后，ATO系统完全自动控制列车运行至下一车站。列车速度控制该功能控制和监替列车的速度，并且根据最大允许速度参数来保持列车的速度。列车目标制动列车1=1标制动功能使列车精确地停在计划规定的位置。车门、屏蔽门的打开和关闭列车抵达车站并停稳后，

7、ATO功能将会打开列车车门，经通信通道由报文触发打开站台屏蔽门。车门关闭将由司机或在停站时间到时触发。根据时刻表生成节能速度曲线如果列车从一个车站到下一车站有充分的旅行时间，可以通过选择该项功能来得到一个节能优化的速度曲线，比如巡航/诣行。4.2.1自动模式为本线路提供下列驾驶模式：AMATO自动驾驶模式SMATP监督人工驾驶模式RM受限制人工驾驶模式BY旁路驾驶模式折返模式-ARATO折返模式-ATP监督人工折返模式-无ATP监督后备模式下的人工折返驾驶4.2.2升级（可选，不包括在报价中）AT0功能的使用取决于通信方式。点式通信可以由可变数据应答器构成，给列车传送信息和信号机的显示。该通信

8、方法提供AM模式下的基本AT0功能。某本AT0功能支持固定闭塞制式的自动驾驶、列车速度控制和列车目标制动。点式通信可以升级到连续式通信，从而支持完全AM模式。下图表示了AM和SM模式之间升级的可能性。Statetransitionmatrix:ContinuouscommunicationInterlocking/NoATP/ATOSMModeFall-backAMMode-uauldsbLXJFall-backFixedblockMovingblockperformar)8IntermittentcommunicationFall-backFNMackBasicAT#Fixedblockpe

9、rformaneeCopyrishtcSieoensAG2004Allrightsreserved页码 #CopyrishtcSieoensAG2004Allrightsreserved页码 Modeofoperation/functionalityRadiosystem,loopsBalises,LEUContinuouscommunicationby:Intermittentcommunicationby:图3升级示意图4.2.3自动驾驶模式AT0功能负责列车牵引和常用制动系统的自动控制，以及产生车门、站台屏蔽门的自动开/关的命令。4.2.3.1正线ATO功能AT0控制列车自动地从一个车站

10、运行到另一车站。列车的出发可以由司机启动，或由停站时间到时启动，且在所有的列车车门、屏蔽门关闭后（直到车门完全关闭以后）列车才会移动。ATP防止在任何一个车门仍打开情况下的列车移动（需要一个&用的程序用于车门不能关闭的情况下启动列车）。然后ATO自动驾驶列车出发，运行中进行列车速度调节，在下一个车站执行目标制动,苴到车门打开。ATP系统保证在自动运行中任何时刻的列车安全。系统支持不同运营模式下的多种速度曲线，以满足车站通过的需要（比如，观光列车或者特快列车）列车速度曲线某于节能和下一站间运行时间。ATO完成在车站的精确定位停车和自动开/关车门，ATO可以单独处理每一列车在每一个站台的停车点。在

11、ATO自检成功以及ATP设备允许自动操作的前提下可以使用ATO驾驶。4.2.3.2车辆段ATO功能在车辆段内不具备ATO功能。4.2.3.3试车线ATO功能在列车进入止线服务之前，将在试车线上进行全部ATO止线功能测试。4.2.4折返通过无线报文请求折返并且通过驾驶室的显示设备指示司机，那么列车在静止状态下或者使用折返轨进行的折返都是自动启动的。司机必须通过按压站台上或驾驶室的自动折返按钮CAR，按钮）来确认折返操作。4.2.4.1ATP防护下的无人驾驶列车折返驾驶由ATO控制并由ATP监督，用于列车的无司机折返移动。该模式的折返可以在有司机或无司机的情况下完成。R在所有车门和屏蔽门关闭后，司

12、机按压站台上的自动折返按钮。列车执行无司机折返，并将列车停在出发站台，在列车停稳且ATP释放车门后，ATO车载设备自动打开车门和站台屏蔽门（或安全门）。这种模式适用于连续式通信。b）在所有车门和屏蔽门关闭后，司机在驾驶室按压驾驶室的自动折返按钮。列车启动无司机自动折返，列车将驶离到达轨，经过折返轨抵达出发轨。在抵达出发轨后，无司机驾驶折返完成。ATP释放车门后，ATO车载设备打开车门。该模式适用于连续式通信。4.2.4.2ATP防护下的有人驾驶列车的折返操作由司机来执行，ATP进行监替。在这种情况下无ATO。当所有车门和屏蔽门（或安全门）关闭后，司机人工驾驶列车到折返轨，改变驾驶室并驾驶列车到

13、出发轨,然后人工打开车门。4.2.4.3后备模式该功能是折返的特殊情况，人工驾驶，而且系统处于联锁的后备模式下。司机人工驾驶列车，ATS系统自动设置进路。此情况下无ATP和ATO功能。4.2.5列车定位和速度控制ATO设备通过ATP连接到雷达和测速电机。ATO列车定位功能在列车经过任一固定安装的应答器时接收同步信息，以提崗位置测量楮度。前提是在列车通过该应答器时ATO能够得到一个硬件信号。因此，停车梢度指标可以达到99.99%,即土0.25m或99.9998%,即0.50m,以满足屏蔽门的要求。精确停车将依靠车站区域安装的应答器实现。滑行对列车的定位没有彩响，因为测速电机结合了雷达，即使在紧急

14、制动后列车的定位仍然有效。AT0列车定位功能的输入信息有：ATP位置信息雷达单元的信息同步应答器的探测脉冲同步应答器标识符AT0列车定位功能的输出信息有：止确的列车位置止确的列车速度根据列车在轨道上的位置，AT0允许速度功能给AT0速度控制器提供一个合适的速度,即当前速度曲线和制动曲线触发线二者中的佼低者。允许的列车速度可以根据节能要求或者执行AT0的巡航/悄行进行调整。一旦确定了绝对位置，定位系统的输出将更新列车的当前位置信息。4.2.6列车目标制动AT0制动列车来保证列车在停车点达到0.25m的停车将度。如前所述，为使列车停在预期的停车窗内，必须借助列车定位功能。SIEMENS西门子交通技

15、术集团CopyrightSieaensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团Coprriffhtr-SieoensAG2004Allrightsreserved页码： ATO从ATP轨旁设备接收到的移动授权产生驾驶速度曲线,ATO根据下一停车点（比如,车站）,实际位置，速度,列车特性和ATP停车点（防护点）计算常用制动曲线,ATO控制列车沿着常用制动曲线行驶直到列车停止。详细描述在本文件的4.3.4节。这个基于特定列车及其实际速度的计算方法使运行时的速度曲线得到最优化。车站ATO停车点由ATO根据线路数据库来控制。如果列车越过停车点，ATP允许受

16、限制的退行。4.2.7开/关车门ATP和ATO沟涉及该项功能。车门释放由ATP授权，接着ATO选择合适一侧的车门并提供开门命令。打开哪侧车门的信息包含在线路数据库里。车门关闭由司机或者停站时间的到时来触发。对于一些特殊列车（例如空车、观光列车或者特快列车），禁止打开车门，也就是说,如果某列车被标识为特殊列车，则其车门不能在某些车站或所有的车站打开。ATS使用一个特殊的车次号指定该类型的列车。车门开/关功能的输入信息是：来自ATP的车门释放来自线路数据库的开车门数据人工车门功能模式的车辆接口车门开/关功能的输出信息是：输出车门开/关命令到负责车门的车辆系统如果具有连续式通信，车门开/关信息会传送

17、给ATP轨旁设备用于操作站台屏蔽门的开/关。4.2.8站台屏蔽门和站台安全门的开/关ATP轨旁和联锁涉及该功能。列车停稳后授权门释放，ATO车载设备通过通信通道发送一个报文去打开站台门。ATP轨旁通过联锁释放站台门，因为与站台门控制单元的技术接口是连接到联锁元件控制计算机的。轨旁设备的丄要任务是：列车在止确位置时允许打开站台门列车门关闭后申请关闭站台门站台门未关闭时防止列车启动站台门未关闭时防止列车进站站台门开/关功能的输入有：来自ATO车载的站台门的开/关命令来自ATP的站台门释放命令来自线路数据库的打开站台门的数据站台门开/关功能的输出有：输出站台门开/关控制命令到站台门控制系统4.2.9

18、根据时刻表产生节能速度曲线ATC系统的一个上要目标是根据时刻表并结合ATS的列车自动调整功能ATR来控制列车，并确保获得最大的能源效率，这就是ATO巡航/悟行功能的任务。该功能只能在连续式通信的前提下实现。节能曲线的计算要考虑加速和制动，以及坡度和曲线的彩响。因此，ATO需要线路纵断面的信息，整个系统的线路纵断面信息保存在线路数据库里。ATO同时从目的地码来预见列车预期的路径，目的地码是一列车旅程的唯一标识码。该信息允许ATO确定列车在它的旅程中的位置，并能够检测到与预期路径的偏离。应用最大加速度和结合巡航/睛行，ATO使用上述信息计算到下一个停车点的速度距离曲线。当在某速度曲线采用巡航时，对

19、于限速区段（SRS）和停车点来说，怖行具有优先权。如果该曲线会导致列车抵达下一个停车点的时间提前，那么悟行的启动点就会前移一段时间；同时，在列车到达下一停车点制动曲线之前增加低速巡航（典型为30km/h）的时间。在未规定旅行时间的情况下，从ATR功能里就不能得到抵达下站运行时间的信息，此时釆用线路数据库里各站间旅行时间的缺省値。将用于计算节能曲线的存储曲线同传送的ATP曲线相比较，如果曲线不同，则以传送的ATP曲线为基础，计算出列车由当前位置至下一停车点的速度曲线。假如报文数据迫使列车使用一个比从线路数据库中计算出的曲线速度更低的曲线时，则使用速度更低的曲线。节能曲线功能的输入信息：至下站停车

20、为止的可用的列车运行时间，它来自列车运行时间确定功能来自线路数据库的线路纵断面数据来自ATP功能的ATP静态速度曲线（例如速度曲线）节能曲线功能的输出信息：至ATO速度控制器的速度距离曲线4.2.10驾驶模式的转换4.2.10.1从RM模式至SM模式的转换RM模式是列车上电时的初始模式（通常在车辆段）。在RM模式，司机驾驶列车。在列车经过两个固定数据应答器后，确定了列车的位置，建立了列车与轨旁设备的连续式通信通道，RM模式将转换为SM模式。从ATP轨旁设备接收到移动授权后，列车变为AM模式。如果不能建立连续式通信通道，列车在RM模式下驾驶苴到经过可变数据的应答器（连接到一个信号机）。经过可变数

21、据应答器时，ATP接收到信号产生的一个移动授权，列车驾驶变为SM模式。4.2.10.2从SM模式至AM模式的转换在下列所有前提条件满足后，允许SM模式转换为AM模式，通过点亮SM开始灯表示:所有门已关闭驾驶/制动于柄在0位钥匙开关在前进位置当司机操作AM启动按钮时，ATP车载单元从SM模式转换为AM模式。该转换也可以在驾驶其间进行。4.2.10.3从AM模式至SM模式的转换举例1：如果司机将驾驶/制动于柄从零位移开，或将钥匙开关从前进的位置移开，ATP车载单元将从AM模式转换为SM模式。举例2：SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtcSiectenzAG2004Allrightsr

22、eserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团Coprriffhtr-SieoensAG2004Allrightsreserved页码： #如果列车在站外停稳，司机按压门允许按钮打开车门，ATP车载单元将从AM模式转换为SM模式。4.2.10.4从AM/SM模式至RM模式的转换举例1：如果ATP车载单元启动了紧急制动，则无须司机的任何额外操作，ATP车载单元将自动从AM/SM模式转换为RM模式。如果司机想继续前进，必须在列车停稳后按压RH按钮。举例2：如果列车在停稳状态，司机按压了RM按钮，则ATP车载单元从AM/SM模式转换为RM模式。举例3：进入车辆段ATO或司机控制列车停在车辆段

23、轨道的前面的停车点，当列车停稳后，司机按压RM按钮，ATP车载单元从AM/SM模式转换为RM模式。4.2.10.5从SM模式至AR模式的转换如果下列前提条件满足：ATP车载单元接收到来|=|ATP轨旁单元的自动折返命令前面和后面的ATP车载单元之间的通信止常ATP车载单元将从SM模式转换为AR模式。4.2.10.6从AR模式至SM模式的转换如果下列前提条件满足：当监替列车的ATP车载单元（前-后）转换成功时司机解锁驾驶室ATP车载单元将从AR模式转换为SM模式。4.2.10.7从AR模式至RM模式的转换举例1：如果ATP车载单元启动了紧急制动，则无须司机的任何额外操作，ATP车载单元将自动从A

24、R模式转换为RM模式。如果司机想继续前进，必须在列车停稳后按压RM按钮。举例2：如果列车在停稳状态，司机按压了RM按钮，则ATP车载单元从AR模式转换为RM模式。4.2.10.8从RM模式至旁路的转换只有在ATP故障的情况下，才要求使用旁路。列车将自动停车，司机操作封闭的安全电路开关，转换至旁路。这个转换将被车载记数器记录。这个转换程序也适用于AM模式和SM模式至旁路的转换。旁路时，列车的驾驶由司机负全部责任。4.3子系统原理4.3.1轨旁设备ATO轨旁设备结合连续式通信提供以下功能：通信接口取决于采用的通信方式（比如无线）通过连续式通信通道接收列车数据（比如驾驶模式、车次号、目的地号或者司机

25、号），并且将这些信息提交ATS通过连续式通信通道，在司机和ATS之间传送文本消息打开和关闭站台屏蔽门为非安全信号提供标准接口/接点。作为一个选项，可为非安全的信号提供一个串行的连接。ATO没有其本身的物理设备，其功能由ATS,ATP和SICAS共同完成（如，控制站台屏蔽门）。下图表示了轨旁设备的配置。上要部件有：WCU_ATP：ATP安全冗余单元WCC：轨旁非安全通信控制器SICASECC0DI：微机联锁操作控制接口SICASECC：连接到SICASECCODI的现场元件控制器SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码：

26、 SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtrSieoensAG200-1Allrightsreserved页码: 连续式通信系统（无线）在车站区域用于定位的固定数据应答器ATO和ATP采用相同的轨旁和车载设备之间的连续式通信系统。站台屏蔽门和安全门与SICASECC接口，SICASECCODI和ATP轨旁单元通过一个总线系统连接，ATP轨旁设备通过通信系统从ATO车载单元接收开门报文。从ATO车载单元至ATS的信息将通过ATS总线苴接传输到ATS。ATSATSWCUATPATSBusATSBusWCUATPSICASSICASECCODIECCODIServiceandDtagnos

27、ticsServiceandDiagnosticswccWCCE8jph11LSICASPlatformScreenDoors/Baltse/ixed-dataInterloddngBusAxieCOM(Radio)/Ms/fixedd&afixed-data图4TRAINGUARDMT轨旁配置参考4.3.2车载设备ATO车载设备通过对列车牵引和制动系统的控制，来负责列车在车站间的自动驾驶。而且，当列车在一个运行停车点停稳后打开车门，并当列车运行在AT0模式和AR模式下的无人折返运行期间封锁司机安全装置。在列车离开车站之前，AT0车载设备关闭车门。AT0车载设备提供一个多功能车辆总线（MFV总

28、线）接口。虽然ATP和AT0设备可以安装在一个共用的机架里，但在物理上是分离的。这样配置允许分别更换模块。为了具有更好的可用性，ATO车载计算机是热备冗余的。止常情况下，前面的ATO和ATP控制和监替列车驾驶，后面的ATP/ATO作为备用。在驾驶室切换期间，后面ATP/ATO接管控制而前面的ATP/ATO成为备用。在这种冗余模式下，两头的ATO都收到来自两个驾驶室的诸如按钮、开关和接点的输入。在没有故障时，后面的ATO跟随前面ATO的输出。如果前面ATO故障时，后面ATO将控制列车的移动。为了实现ATO的热备冗余，两个ATO的输出都连接到RST。OnBoardComputerUnitoneOB

29、CUoneachcabcertallinkcCABAOBCUunitOBCUbTrainControlCOM(Radio)OBCUITFdoBCUAToT1OBCUunitInternalOBCUZTrainControl|RadaycortalIMcCABBHMIDcp图5TRAINGUARDMT车载设备配置参考上图表示了车载设备的配置。上要部件有：0BCU_ATP：安全型ATP车载单元0BCU_AT0：非安全型AT0车载单元0BCU_ITF:非安全型接口单元HMI：司机显示器列车控制：与车辆接口（如，门控制、牵引和制动）PIS：旅客信息系统，通过串行连接OBCU.ITF连接到无线通信单元。

30、AT0车载单元通过OBCU.ITF发送和接收所有信息。4.3.3列车和轨旁之间的信息交换SIEMENS西门子交通技术集团CopyrightcSiectensAG2004Allrightsreserved页码: #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtrSieoensAG200-1Allrightsreserved页码: #ATO和ATP采用相同的轨旁和车载设备之间的连续式通信系统。采用连续式通信方式,下列信息从轨旁设备传输到车载设备：来自ATP轨旁设备的授权移动通过ATP车载设备到ATO车载设备，计算自动驾驶曲线从ATS到车载ATO的旅行时间和停站时间采用连续式通信方式，下列信息从

31、ATO车载设备传输到轨旁设备：到ATS的列车数据（如，驾驶模式、车次号、目的地码）到ATP轨旁的站台屏蔽门的开/关信息4.3.4列车驾驶控制原理4.3.4.1自动驾驶AM模式是有装备列车的常用驾驶模式。车载ATO自动控制牵引和制动单元，为此，ATO需要从车载ATP来的数据：从ATP轨旁单元来的ATP运行命令（移动授权）测速电机和雷达数据（以决定实际速度）位置识别和定位系统的信息（应答器信息）列车长度ATS/ATR（列车自动调整）根据时刻表和下列到ATP轨旁单元的运行命令对列车自动运行进行干涉：发车命令下一车站的计划到达时间原理上自动驾驶基于闭环控制的原理（见下图）。测速电机和雷达通过ATP将列

32、车实际位置传输给ATO,参考位置的输入来自于应答器的位置。因此，ATO提供设定值的数据输出至牵引和制动系统。SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtrSieoensAG200-1Allrightsreserved页码: #图6闭环控制和口动驾驶在ATO自检成功通过并ATP设备释放自动驾驶后，就可以采用ATO驾驶。AM模式在下列条件下激活：ATP在SM模式停站时间己过（运行停车点己被释放）从轨旁接收到移动授权门已关闭驾驶于柄在0位置自动启动AM模式或由司机通过启动按钮

33、启动AM模式。如果任何一个前提条件不满足,启动将被取消。ATP将ATO控制信号传输到牵引系统。在ATO由启动按钮激活后，列车加速直到计算出的速度曲线。当列车达到期望的速度后，系统控制列车按速度曲线运行。当达到制动触发点时，ATO设备将自动控制常用制动使列车跟随制动曲线。当列车停在车站预定的停车区域后，ATO自动打开车门。类似的过程也应用于驾驶通过限速区，在列车通过限速区后，列车自动加速到计算出的速度曲线。4.3.4.2牵弓1/制动控制传统旋转电机列车依靠车轮和钢轨的摩擦来驱动列车。旋转电机的加速度和减速度转距会导致车轮的空转和打滑。车轮的滑动仅在机械制动的时候发生。因为速度和距离的测量采用雷达

34、设备，因此列车定位不受车轮的滑动影响。这就会保证列车在紧急制动之后系统不会丢失位置信息。4.3.4.3常用制动模型根据文件“列车自动防护广系统”描述的安全制动模型，ATO生成驾驶速度曲线。该安全制动模型结合常用制动曲线，描述了ATO车载设备的驾驶曲线。ATO车载设备依据下一停车点（如，车站）计算出实际位置、速度、ATP安全停车点（防护点）和常用制动曲线。下图举例说明了常用制动曲线。图7有ATO常用制动模型的安全制动模型该图中表示了如下信息：最大限制的速度曲线：最大限制性速度曲线（MRSP）是在给定线路区段上，对最大限制性速度的描述。MRSP是线路数据库中或操作员设置的临时限速区段的最小的静态速

35、度曲线。防护点：防护点的位置取决于所考虑的运行环境。对于移动闭塞运行，防护点是前面列车的背后。紧急制动曲线：紧急制动减速曲线要考虑列车的最小紧急制动减速度，轨旁ATP计算出的洛前防护点，最大限制性速度曲线以及线路的坡度纵断面。紧急制动触发曲线：从紧急制动曲线计算得到。这个曲线的得到需考虑切断牵引动力的延时，以及制动力发生作用的延时。车载ATP连续监督紧急制动触发曲线。ATO停车点：停车点来源于运行停车点（如，车站）和对给出的紧急停车触发曲线的计算。常用制动曲线：从紧急制动触发曲线和ATO停车点计算得到，该曲线要考虑额外的调整时间。常用制动曲线产生于紧急制动触发曲线和ATO停车点，所以，常用制动

36、曲线不是在离线时的固定计算。根据这个原理，列车可以非常靠近防护点驾驶。在下面例图中，增加了第二条常用制动曲线和第二个ATO停车点。要按照第二个ATO停车点驾驶时，必需以比第一条常用制动曲线更少减速的常用制动曲线驾驶。利用这个原理，ATO可以驾驶列车非常近地靠近防护点，也就是，短折返轨。图8有两条常用制动曲线的ATO制动模型4.3.5精确车站停车控制原理车站停车点由ATO根据线路数据库进行控制。ATO设备通过ATP与雷达和测速电机连接，并苴接获得位置信息。ATO列车定位功能也在列车经过任一固定安装的同步应答器接收信息以提崗测量梢度。前提是在列车通过该应答器时ATO能够得到一个硬件信号。ATO制动

37、列车使停车楮度指标可以达到0.3m或更好。楮确停车将依靠车站区域安装的应答器实现。4.4子系统性能4.4.1非安全型车载设备的硬件ATO车载设备的硬件和通信接口单元一起组成一个19斤架，安装在ATC车载机柜中。ATO单元和接口单元在19的组匣中的配置如图下图所示。图9ATO车载单元的可能配置对ATO和接口设备没有安全相关的要求，因为ATO总是运行在ATP的安全监督之下。下列印刷电路板提供ATO功能和要求的接口。4.4.2电源板SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团Copzriffh

38、tSieaensAG2004Allrightsreserved页码： 电源板将车辆提供的电压（+110V）变换为独立的直流控制电压（+5VDC,+3.3VDC,+12VDC,-12VDC）o当电压过低或过高时，电源被切断。逆变器带有输入保护，以防止线路上的浪涌和瞬间干扰。所有输出有开路、短路和过电压保护。4.4.3中央处理板AT0车载单元的中央处理板控制AT0的输入和输JL1,11-算速度曲线和管理接收到的安全码数据。软件的更新通过AT0与普通PC的吊行连接可以在线实现。在复位后，就可以启用新的软件。通过系统接口总线，中央控制板与AT0的外围接口板连接。还有一个看门狗记时器监督CPUo处理器：

39、Am5x86,100MHz或更高内存：128MbytesRAM存储：集成的闪存64Mbytes接口：最多4个标准串行连接，1个LAN接口4.4.4模拟-数字输入/输出板模拟-数字输入/输出板可以：16位数字输出16位数字输入2个模拟输出4.4.5计时/计数板讣时/计数板管理速度计算和定位所需的锁件和软件的输入以及内部时间基准。4.4.6MVB总线接口MVB接口是块用于与标准列车总线通信的板，它与机车信号（司机操作装置）通信。4.5软件应用软件程序采用模块化结构，得到了铁路运营许多应用的证明。操作系统可以同时处理多个程序或者程序段（多任务操作系统）。它设计为快速处理和管理，并根据优先级来协调计算

40、机功能的处理。该操作系统还可提供外部数据交换所必需的驱动程序。软件开发符合CENELEC规范并且满足EN50128标准的要求。软件工程化过程符合CENELEC,并称为PEACC+o软件作为一种常规的系统来开发，可以优化使用于不同的应用。对于应用，安装数据UOQe-J5su_包括了用户化的数据。InstallationData(customiseddata)ATOApplicationOperatingSystemHardwareSystem图10软件结构4.5.1主要功能模块AT0应用软件分为儿个不同的功能模块：图仆ATO主要软件功能模块模块：列车，ATP,ATS,显示和PIS是与外部通信单元

41、的接口，通过操作系统与外部单元进行接口。接口模块工作独立于所使用的通信系统，并执行端对端协议。基本数据模块存储从列车接口和ATP接口接收到的相关数据，该模块作为状态设备，具有ATO相关的状态，比如，车站接近，车站停车，跳站，折返。数据控制模块存储不属于某本数据的数据，这些数据来自ATP（部分），ATS和PIS。另外一个模块，在图中没有表示，是错误和故障处理模块。主要错误信息将显示在司机的显示器（HMI）上，并通过连续式通信通道传输到地面的服务和诊断系统。丄要的ATO控制运算在自动驾驶模块中执行，并有如下任务：循环扫描输入（比如，定位信息）和更新某本数据和控制数据计算巡航/悟行驾驶曲线计算惯性状

42、态和值计算速度控制所允许的目标速度计算驾驶列车的控制器值控制门接口在司机显示器上输出信息（比如，灯，声音信号）4.6司机操作装置人机接口（HMI）的目的是提供给司机所有必需的列车驾驶信息。它是车载ATP/ATO系统和司机的接口。司机HMI包括一个显示屏（用于给司机信息的显示）和一个数据输入部分（接收司机的输入和指令）。HMI给司机指示以下上要信息：列车实际速度列车允许速度目标速度目标距离驾驶模式紧急制动门状态错误消息其他诸如后续里程的速度曲线、报警信号（听觉的和视觉的）、文本消息或者时间信息等也会显示给司机。HMI从ATP或者ATO的车载设备接收数据。本建议系统给司机提供一个崗分辨率的彩色图形

43、LCD显示器和一个：用的触摸屏，以确保显示的按钮和操作之间强制性的对应，只有以图形方式显示的按钮是可以触摸操作的。不同的功能单元集成在窗口区，给司机提供简易的操作。一个窗口区负责一个集成的功能单元的任务。一个菜单区具有最高优先级，包含所有任务，可以从该菜单选择操作屏幕和概要屏幕。可以从概要屏幕选择任何输入屏幕。每个窗口区称为页面，类似的页面称为类似标记。窗口页面都按照最新的人体工程学规则进行设计。下列图型举例说明了HMI可能的布局，详细的设计将在设计联络阶段定义（比如，速度表的刻度）。操作屏部分SIEMENS西门子交通技术集团CopyrightcSiectensAG2004Allrightsr

44、eserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #图12操作屏部分A目标信息B速度控制C辅助驾驶信息D菜单M模式和状态监控E监控FACK信息SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： #S

45、IEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #T1451D52C45140NFOAMCTCSIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG

46、2004Allrightsreserved页码： #ACKReverseButtonAMm”EntryinSupervisedModeNextStation:SIEMENS12:00:34图13操作屏举例SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团

47、CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #制动详情A1目标详情A2SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #

48、说明该信息显示距离下一限制点的目标距离和目标速度。在特定的目标距离下将能达到相应的目标速度。显示的目标速度和目标距离由最大限制的ATP条件决定。目标距离以条状表示，并呈对数减小。最大目标距离与项目设计的最大值对应，小于750米。条状下端固定。目标速度排列在目标距离之上，并以数值输岀。在屏幕上的位置A2举例H标速度Id标距离范围I二I标距离条60755)002010驾驶/制动详情ci说明在屏幕上的位置该信息显示监控制动的状态。如果没有信息，将显示空白背景。举例初始监控惰行制动C1SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码：

49、 #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #最大模式详情C2说明在屏幕上的位置举例该信息显示所具备的最大模式。如果没有信息，将显示空白背景。C2初始扩大口动模式ATO模式监督模式XAMAMSM列车完整性详悄C3说明该信息显示列车的完整性。在屏幕上的位置C3初始列车完整列车不完

50、整举例列车常用制动状态的详情C4SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #说明在屏幕上的位置举例该信息显示列车制动系统的状态。C4列车制动力减小初始SIEM

51、ENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #列车常用制动状态的详情C5说明该信息显示OBCU系统的状态。在屏幕上的位置C5举例M；?JOBCU負动,尾部的。BCU备用.口_M；?JOBCU关闭,尾部的。BCU启动.菜单详情D说明该菜单按钮改变列车数据以及维护数据输入屏幕。在屏幕上的位置D举例启动关闭INFOINFO详情E1说明西门子的商标标志。在屏幕上的位置E1举例时间详情E2说明该信息显示OBCU系统的实

52、际时间。如果没有信息，将显示空白背景。在屏幕上的位置E2文本信息详情EACK详情F说明该信息向司机显示ACK命令。如果没有信息，将显示空白背景。在屏幕上的位置F面积大小234x96像素（wxh）举例显示要求文本高度为18像素，文本向左向上调整。将使用一种颜色：黄色。黄框闪烁实际模式详情Ml说明该信息显示OBCU系统的实际模式。如果没有信息，将显示空白背景。在屏幕上的位置M1SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtcSiectensAG200-tAllrightsreserved页码:31SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsr

53、eserved页码： #举例初始扩大口动模式ATO模式XAMAM监督模式所限制模式口动折返切除11|RM|实际级别详情M2说明在屏幕上的位置举例该信息显示TRAINGUARDMT系统的实际级别。如果没有信息，将显示空白背景。M2初始联锁连续式CTC折返操作详情M3说明该信息显示折返操作的状态。如果没有信息，将显示空白背景。在屏幕上的位置M3SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtcSiectensAG200-tAllrightsreserved页码:31SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEME

54、NS西门子交通技术集团CopyrishtcSiectensAG200-tAllrightsreserved页码:31SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #举例初始按下AR按钮的命令（闪烁）SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allr

55、ightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #折返确认操作SIEMENS西门子交通技术集团CopyrishtSiertensAG2004Allrightsreserved页码： SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #停车粘度详情M4门释放详情H5说明该信息显示发车命令。在屏幕上的位置M6举例无信息门关闭命令发车请求mn门模式详情M7说明该信息显示门模式信息。如果没有信息，将显示空白背景。SIEMENS

56、西门子交通技术集团CopzriffhtgSiectensAG2004Allrightsreserved页码: SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtgSiectensAG2004Allrightsreserved页码: #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #在屏幕上的位置举例M7无信息MO/MCAO/MCAO/ACM0：人工开启MC：人工关闭A0：口动开启AC：口动关闭紧急详

57、情M8SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtgSiectensAG2004Allrightsreserved页码: #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtgSiectensAG2004Allrightsreserved页码: #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #说明在屏幕上的位置举例M8无信息空转或打滑紧急制动PSD未关闭该信息显示空转/打滑，紧急制动和PSD状态信息。如果没有信息，将显示空白背景。SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtgSiectensAG2004Allrightsreserved页码: #SIEMENS西门子交通技术集团CopzriffhtSieaensAG2004Allrightsreserved页码： #SIEMENS西门子交通技