项目七 ATC 系统概述

项目七

ATC

系统概述一、ATC系统的作用1、确保列车运行的安全。

防止追尾和冲突2、提高运行效率。

在保证安全的前提下，缩短行车间隔3、实现列车运行的信息化和自动化

二、ATC系统的组成1、功能组成

1）列车自动防护系统（ATP）（AutomaticTrainProtection，简称ATP）

2）列车自动驾驶系统（ATO）（AutomaticTrainOperation，简称ATO）

3）列车自动监控系统（ATS）

（AutomaticTrainSupervision，简称ATS）

ATCATSATOATP说明：相对独立、紧密联系。车载信号设备现场轨旁设备控制中心设备

三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统

实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。

2、设备组成

1）现场轨旁设备

2）车载信号设备

3）控制中心设备控制中心设备地铁车站车控室1、作用：

是地铁车站行车组织控制的最重要场所，

实现列车运行的监督和操作控制。2、室内主要设备：1）、接发列车操作控制设备2）、列车运行控制设备3）、环境控制设备4）、救急和疏散控制设备等3、工作人员：主要是行车值班员和信号员4、主要职责：负责接发列车和行车安全工作

轨旁设备作用：1、确保列车运行速度不超过目标速度的

安全控制系统。2、列车车门开、闭控制。

当列车到达定位停车点，由ATP子系统

通过轨旁设备向列车传送列车车门开启

和关闭信息，进行列车车门开、闭控制。轨旁设备

轨旁设备

轨道箱传感器运算单元MTU车载设备

作用：1、随时监视列车的运行，根据地面发送的速度信

息确定是否对列车加以控制。2、用于记录列车运行中各种需求信息，

处理信息3、生成控制速度和目标距离模式曲线，控制列车

按命令运行4、定位列车位置为保证列车安全运行提供保障。5、规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关

的数据。车载设备组成车载设备组成VICMMIMMIMMIMMII/OVICI/O编码里程计信标天线人机界面无线天线无线天线冗余以太网三、概念1、闭塞:按照一定的规律组织列车在区间内运行的方法。2、闭塞种类（1）、固定闭塞（2）、移动闭塞（3）、准移动闭塞3、区别：功能性、先进性、可靠性和可维护性等

指标方面有较大的差别。4、作用（1）确保列车运行的安全，防止追尾和冲突（2）提高运行效率固定闭塞1、形成：

这种设备，是把原来只准一个列车占用的站间区间，再划分成若干个“小区间”。每个“小区间”在同一个时间内，也只准一个列车占用。这样，原来只准运行一个列车的站间区间就能同时运行两个以上的列车，从而提高了线路的通过能力。这些“小区间”称为——闭塞分区。

闭塞分区闭塞分区闭塞分区2、固定闭塞——就是将线路划分为固定的闭塞分区。

闭塞分区一旦划定将固

定不变。3、闭塞分区与闭塞分区分界点——每个闭塞分区的始端

设一架通过色灯信号机，以防护这个闭塞分区4、列车以闭塞分区为最小行车间隔。5、用轨道电路检测和表示列车位置及列车间距。6、实现行车指挥和列车运行的自动控制。闭塞分区闭塞分区闭塞分区固定闭塞闭塞分区闭塞分区闭塞分区

小提示为了保证安全，地铁ATP在两列车之间还增加了一个防护区段，即双红灯区段防护。后续列车必须停在第二个红灯的外方，保证两列车之间至少间隔一个闭塞分区。固定闭塞示意图速度距离075Km/h60Km/h30Km/hS1S2S3S4S5固定闭塞列车运行模式曲线固定闭塞的优点1、可缩短区间的长度到最小限度，可用最小的运行间隔放行

追踪列车，可提高线路通过能力。2、充分保证行车安全。

固定闭塞不足之处1、轨道电路工作稳定性易受环境影响2、所传输的信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码3、利用轨道电路难以实现车对地的信息传输4、固定闭塞的闭塞分区长度是按最不利条件设计的，分区较长，

一个分区只能被一个列车占用，不利于缩短列车运行间隔；5、由于只能确定前行列车所在闭塞分区，因此追踩列车制动的起点和

终点总在某一分区边界，为了充分保证安全，必须在两列车之间增加

一个防护区段，这使得列车间的安全间隔较大，影响线路的使用效率。自动闭塞的基本原理在毎一个闭塞分区的始端装设一架防护该分区的通过色灯信号机。闭塞分区无车（线也正常）时，轨道电流从正极出来，经由轨道继电器的线圈构成回路，使该线圈绕着的电磁铁励磁，将其控制的。接在信号机点灯电路上的衔铁吸起，接通绿灯的电路，通过色灯信号机亮绿灯，表示开通犬态；闭塞分区有车占用时，轨道电流由于轮对使轨道电路短路（或切断)而不流经轨道继电器的线圈，电磁铁失磁，它所控制衔铁由于AS而落下，接通红灯的电路，于是通过色灯信号机绿灯灭，红灯亮，表示分区在闭塞状态。移动闭塞的概述1、概念：

列车间的运行间隔是动态的，并随前一列车的移动而移动，列车运行间隔自动调整，所以称移动闭塞。2、特点：

移动闭塞中已经没有了将线路分成若干个闭塞分区的概念。不需要将区间划分成若干固定的闭塞分区，而是在两个列车之间自动调整运行间隔，使之保持一定的安全距离。3、优点：

移动闭塞使两列车之间的间隔最小，从而提高了区间内的行车密度，大大提高区段的通过能力。移动闭塞概述

4、移动闭塞ATC控制系统突破了传统的以固定闭塞分区

追踪运行的观念。5、只要实时了解前方列车与本列车的实际间隔距离，通

过车载信号设备实时计算确保列车停在安全距离外的

最佳制动时机即可实现列车追踪运行。6、移动闭塞中已经没有了将线路分成若干个闭塞分区

的概念。7、列车间的运行间隔是动态的。并随前一列车的移动

而移动。8、该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离

加上安全富余量实时计算和控制的，确保追踪运行不追尾。移动闭塞1、现状：它是全球铁路及轨道交通信号界公认的最先进的信号产品。该技术已经被应用将近20年，并且给运营商们带来了良好的经济和社会效益。2、产生背景在轮轨交通中，为保证列车运行安全，须保证列车间以一定的安全间隔运行。早期，人们通常将线路划分为若干闭塞分区，以不同的信号表示该分区或前方分区是否被列车占用等状态，列车则根据信号显示运行。列车间都必须有一定数量的空闲分区作为列车安全间隔。这使得列车间的安全间隔较大，影响了线路的使用效率。移动闭塞设备的组成1、无线数据通信网2、车载设备包括无线电台、车载计算机和其他设备

3、区域控制器4、控制中心等。实现这种闭塞的最主要技术手段是——无线通信。

实现了车——地间双向、大容量的信息传输，达到连续通信的目的，在真正意义上实现了列车运行的闭环控制。移动闭塞原理1、通过可靠的无线数据移动通信网，列车不间断地将其标识、位置、车次、列车长度、实际速度、制动潜能和运行状况等信息以无线方式发送给地面信号设备。地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息和列车运行其他信息，并据此计算出每一列车的移动授权，根据来自列车的信息计算、确定列车的安全行车间隔，并将相关信息（如现行列车位置、移动授权等)动态更新发送给列车。2、列车根据接收到的移动授权和自身的运行状态计算出列车运行的速度曲线，车载设备保证列车在该速度曲线下运行,控制列车的牵引、及惰行、制动。1、移动闭塞对列车的安全间隔控制上更进了一步。通过不间断的车地双向通信,控制中心可以根据列车实时的速度和位置，动态计算列车的最大制动距离。2、列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。3、该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离加上安全富余量实时计算和控制的，确保追踪运行不追尾。安全距离制动距离列车长度虚拟分区防护距离制动距离列车长度移动闭塞列车运行模式曲线

列车制动时机、制动起始点、终点均是动态的，其目的是最大限度地利用机车车辆特性全速运行，尽可能缩短列车运行间隔，最有效最合理地利用区间有限空间，提高区间通行能力。

移动闭塞原理ATC列车在线位置＋进路条件生成移动授权终点计算制动曲线制动曲线制动控制与列车的位置、速度比较停车点的信息列车位置信息基于线路数据和停车点信息逐次生成制动曲线车载设备车载控制设备防护距离车头位置车尾位置追踪列车的停车点移动闭塞综述1、移动闭塞技术在对列车的安全间隔控制上更

进了一步。2、通过车载设备和轨旁设备连续地双向通信，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态地计算列车的最大制动距离。3、追踪列车之间的安全间隔距离信息是根据最大允许车速、

当前停车点位置、线路等信息计算出的。4、信息被循环更新，以保证列车不断收到实时信息，便组成了一个与列车同步移动的虚拟的闭塞分区。5、因此在保证安全的前提下，两个相邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同时前进。6、列车可以较高的速度和较小的间隔运行，最大程度地提高区间通过能力，从而提高运营效率。准移动闭塞组成形式1、准移动闭塞对前后列车的定位方式是不同的2、前行列车的定位用固定闭塞的方式3、后续列车的定位用移动闭塞的方式4、准移动闭塞同时采用移动闭塞和固定闭塞

两种定位方式。准移动闭塞工作原理1、准移动闭塞系统采用在传统轨道电路上（固定闭塞）+信息报文（移动闭塞）的方法，即把列车占用或空闲检测和ATP信息传输合二为一。2、通过轨道电路的发送设备向车载设备提供目标速度、目标距离、线路状态（曲线半径、坡道)等信息，ATP车载设备结合固定的车辆性能计算出适合本列车运行的速度/距离曲线，保证列车在速度/距离曲线有序运行，提高线路利用率。3、为了使后续列车能够根据自身测定的位置，实时计算其最大允许速度，轨道电路应向其列车提供前方线路的各种参数以及前行列车处在哪个区段上的信息。4、目前各系统均在地面每隔一段距离设置一个定位标志（可以是轨道电路的分界标或信标等），列车通过时提供绝对位置信息，以提高后续列车的定位精度。在相邻定位标志之间，列车的相对位置由安装在列车上的轮轴转数累计连续测得。5、准移动闭塞的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外，还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关。准移动闭塞概述1、在控制列车安全间隔上比固定闭塞进了一步。2、可以告知后续列车继续前行的距离，后续列车可根据这一距离合理地采取减速或制动3、改善列车速度控制，缩小列车安全间隔，提高线路利用效率。4、准移动闭塞中后续列车的最大目标制动点仍必须在先行列车占用分区的外方，因此它没有完全突破轨道电路的限制。

准移动闭塞列车运行模式曲线

地铁信号系统固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞三者间的比较前两种闭塞制式均基于轨道电路，而基于通信的移动闭塞系统不依靠轨道电路。与基于轨道电路的闭塞制式相比，移动闭塞具有以下优点：1）实现车地双向、实时、高速度、大容量的信息传输，易于实现无人驾驶；2）列车定位精度商；3）列车移动授权更新快；4）不受牵引回流干扰；5）轨旁设备简单