城市轨道交通列车自动控制系统维护 课件 2.1车载ATP系统认知

列车运行控制系统维护SYSTEMMAINTENANCEMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM2.1车载ATP系统认知主讲教师：杨绚列车自动控制系统初识列车自动运行系统（ATO）列车自动防护系统(ATP)车载外设（应答器、速传）车载人机设备（HMI）ATCATP自动防护系统车载ATP车载ATO轨旁ATP轨旁ATOATO自动驾驶系统ATS自动监视系统以下所学内容列车自动防护系统（ATP）ATP系统的在其他系统的配合下完成对列车运行的自动防护。ATP和ATO分为车载设备和轨旁设备。列车自动防护系统（ATP）事发后，事故调查小组建议整个英国的铁路系统都需要安装自动列车保护系统。多年来，英国人经历了大量的铁路事故。而在1988年发生的最致命的一次事故是在伦敦南部靠近克拉彭禄口的撞车事件。由于发生在运输繁忙时段，两辆相撞的列车中搭载了近1300人，事故发生后造成35人死亡。车载ATC车辆设备车载ATOHMI车载ATP车载通信单元测速定位系统速度传感器语言通信PLSCCTVBTM控制信息监控与服务信息列车自动防护系统（ATP）ATC车载设备分别安装在列车的两端，两端设备间通过通信线缆连接。ATC车载设备主要由列车超速防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）、车载人机（HMI）、车载通信系统、测速定位系统、车辆外设组成。ATP是什么？速度曲线轨道电路为ATC提供连续的行车许可将信号不断从轨道传至列车上，车载ATP计算得到列车当前容许的最大安全速度，依次对列车实现监督及管理。测速与测距防护曲线的生成和应用常用制动和紧急制动车门允许驾驶模式转换ATP是什么？实现的功能主要包括地面信息的接收、注册注销管理、列车位置报告、列车超速防护、车门防护、零速检测、退行防护、无意识移动防护、列车状态监控和制动确认等。车载ATP子系统是根据地面信息和列车自身参数实现列车运行防护，是保证列车行车安全的自动控制系统。ATP是什么？车载列控设备接口电路牵引系统

牵引指令制动指令速度输入速度传感器地面信号速度控制车轴制动系统列车自动防护系统（ATP）组成ATP系统组成设于控制站的轨旁单元（应答器、轨道电路、计轴等）车载ATP设备；（ATP主机、车载外设、人机）地面ATP设备。（区域控制器ZC）列车自动防护系统（ATP）组成列车模拟运行ATP的主要功能ATP系统应具有下列主要功能检测列车位置、停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门允许、记录司机操作。轨旁功能传输功能车载功能ATP的主要功能速度曲线轨道电路为列车提供连续的行车许可轨道电路功能实现列车占用检查提供行车许可及闭塞分区数量应答器功能提供临时限速和进路信息线路允许速度和闭塞分区长度等车载设备功能综合轨道电路、应答器信息和动车组参数，自动生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行（具体监督功能见下页）报文生成功能02完成整理数据、准备和格式化要传送到ATP车载设备的报文，并决定传输方向。.ATP的主要功能负责列车安全间隔和生成报文，完成对列车安全运行授权许可的发布和报文的准备ATP轨旁功能（ZC）列车安全间隔功能01保持列车之间的最小安全距离，发出运行授权。在进路已经排列，联锁功能中才发出列车运行授权.ATP的主要功能监督功能速度监督功能方向监督功能车门监督功能紧急制动监督功能后退监督报文监督功能设备监督功能ATP车载功能ATP的主要功能ATP功能连线游戏距离测量1实际速度测量2速度监督3列车追踪间隔4紧急停车5车门控制6列车自动折返控制7车载日志（车辆故障信息和紧急制动的记录）8a，测速与测距b，防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）c，常用制动和紧急制动d，车门允许e，驾驶模式转换f，设备的监督ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5确定车辆速度和位置是车载设备关键功能。车载ATP设备具备速度测量功能，并根据测速脉冲的相位，对车头走行方向进行判定。车载ATP应能检测出车轮的空转打滑，并使用通过相应设备自动补偿由于车轮空转、打滑所引起的测速测距误差。测速1列车运行速度的测量非常重要，列车实际运行速度是速度控制的依据。该速度值的准确和精度直接影响调速效果。测距2在目标距离模式中，列车位置对于安全性至关重要。如果列车无法掌握它在线路中的准确位置，那么它就无法保证在抵达障碍物或限制区之前停下或减速。测距通过测速与轮径计算得出，系统通过记录车轮旋转的次数N，结合列车运行方向和车轮直径D，计算得出列车走行距离S。（写出公式）ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5车载ATP子系统考虑设备及线路特性，根据最严格的限速和防护点，按照安全制动模型，并考虑司机的可操作性、系统的可用性和列车运行效率，生成ATP防护曲线。ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5最严格限速曲线道岔通过速度：联锁向ZC提供进路编号，ZC获得进路后通知车载ATP进路信息，车载设备通过电子地图存储的道岔区域的限速进行防护。01站台通过速度：根据车载设备中预存的电子地图，确定线路中每个车站的站台永久限速。02线路永久限速：固定限速是在设计阶段设置完成的。在车载ATP和ATO设备中固定储存的整条线路的固定限速区信息。03线路临时限速：限制速度在某些条件下（施工现场、临时危险点）可以被降低。临时速度限制区段的范围通常限制在一个或多个区段。车载ATP根据ZC设备实时动态提供的临时限速信息（包括临时限速区域位置和临时限速值）、并结合车载设备中预存的电子地图，实时动态确定线路中临时限速区域位置及限速值。04车辆限制速度：由车辆构造和牵引制动系统所限定的速度，由车辆方提供。05车载ATP设备具有常用制动和紧急制动两级防护控制的能力。在常用制动失效后，可施行紧急制动。ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5ATP牵引控制台驾驶室常规制动紧急制动ATOATPATOATS地面部分车载部分速度反馈ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5常用制动一般在到站停车时使用，其施加的制动力是制动控制单元根据车辆的减速度与载重计算而得。常用制动对车辆制动冲击率具有一定限制，可确保乘客的舒适性能。紧急制动是利用空气制动模式，通过紧急制动安全回路直接控制，在紧急制动安全回线失电时，列车自动施加紧急制动。车载ATP只有在紧急情况下，例如车载系统丢失自身定位或检测到发生故障等情况发生，才会施加紧急制动，紧急制动对列车施加最大制动力，使列车以最大减速度减速直至停车，使列车很快停下。打开屏蔽门授权打开屏蔽门请求打开车门确认列车在车窗列车禁止移动禁止移动打开车门开门准备屏蔽门联锁车载ATP/ATO列车ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5在通常的情况下，在站台停车窗口区以外停车时，车载ATP不允许车门开启。即使通过ATO自动驾驶列车时，未获得车载ATP的门允许时，车载ATO也不能打开或关闭车门。左右车门选择由车门开启命令来执行，此命令通过地面ZC子系统获得。车载ATP根据列车运行级别将列车驾驶模式由高到低分为ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5列车运行模式连续通信控制下ATP/ATO的运行（简称CTC级别）：CTC级别下，系统通过连续通信设备，例如感应环线、漏泄电缆等获得移动授权，控制列车在CM/AM下运行；1点式通信控制下ATP/ATO的运行（简称ITC级别）：通过应答器设备获得移动授权，控制列车在CM/AM下运行；2联锁级下的运行（简称ILC级别）：ILC级别下，系统不监督移动授权，只能运行在RM下。3列车自动驾驶模式--AM模式；1列车自动防护下的人工驾驶模式--CM模式；2限制人工驾驶模式--RM模式；3车载ATP根据列车运行级别将列车驾驶模式由高到低分为ATP的主要功能驾驶模式列车运行模式连续通信控制下ATP/ATO的运行（简称CTC级别）：CTC级别下，系统通过连续通信设备，例如感应环线、漏泄电缆等获得移动授权，控制列车在CM/AM下运行；1联锁级下的运行（简称ILC级别）：ILC级别下，系统不监督移动授权，只能运行在RM下。2列车自动驾驶模式--AM模式；1列车自动防护下的人工驾驶模式--CM模式；2限制人工驾驶模式--RM模式；301列车自动驾驶模式--AM模式；02列车自动防护下的人工驾驶模式--CM模式；03限制人工驾驶模式--RM模式；车载ATP对外接口在CBTC系统中，每列列车上的车载设备需要发送当前列车的位置报告给ZC；ZC需要反馈给车载设备移动授权终点和前方线路区段的动态描述信息。（1）车载设备与ZC之间：（2）车载设备与列车自动监控系统（ATS）之间：ATS系统在列车运行过程中需要将主动列车识别信息、发车时间、下一站到达时间等信息发送到列车车载设备。车载设备需要将列车状态报告（列车识别号、列车驾驶模式等）反馈给ATS系统。车载ATP对外接口（3）车载设备与计算机联锁（CI）之间的通信。在列车快要行驶到站台时，CI要将安全门关闭的信息传送给车载设备；列车在驶出站台时车载设备需要将列车车门关闭的信息传送给CI。（4）车载设备与车载ATO之间的通信。车载设备与车载ATO之间的通信。车载ATP为车载ATO提供自动驾驶所需的列车状态信息、车辆控制信息，车载ATO设备根据地面中心（ATS）、列车自动防护（ATP）系统和司机的控制命令完成列车的自动驾驶，根据运营的需求完成列车的精确停车、自动折返等。车载ATO对屏蔽（安全）门给出控制指令，只有获得ATP