城市轨道交通信号系统ATC.docx

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1、城市轨道交通信号系统 ATC城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号系统通常由列车自动掌握系统Automatic Train Control，简称ATC组成，ATC 系统包括三个子系统： 列车自动监控系统Automatic Train Supervision，简称 ATS 列车自动防护子系统Automatic Train Protection，简称 ATP 列车自动运行系统Automatic Train Operation，简称 ATO三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面掌握与车上掌握结合

2、、现地掌握与中心掌握结合，构成一个以安全设备为根底，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掌握系统。一、列车自动掌握系统ATC分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按掌握方式，又可分为速度码模式台阶式和目标距离码模式曲线式。2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。3、按各系统设备所处地域可分为：掌握中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。二、固定闭塞ATC 系统固定闭塞ATC 系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC 系统依据这一特点实

3、现行车指挥和列车运行的自动掌握。固定闭塞ATC 系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。1、 速度码模式台阶式如北京地铁和上海地铁 1 号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS 公司的ATC 系统均属此类ATC 系统，该系统属 7080 年月的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度 码模式ATC 是基于一般音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传 送一个信息代码，从掌握方式可分成入口掌握和出口掌握两种，从轨道电路类型划分可分 为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。以出口防护方式为例，轨道电路传输的信息即该

4、区段所规定的出口速度命令码，当列 车运行的出口速度大于本区段的出口命令码所规定的速度时，车载设备便对列车实施惩罚 性制动，以保证列车运行的安全。由于列车监控承受出口检查方式，为保证列车安全追踪 运行，需要一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离，限制了线路通过力量的进一步 提高和发挥。能供给此类产品的公司有：英国 WSL 公司、美国 GRS 公司、法国 ALSTOM 公司、德国 SIEMENZ 公司等。2、 目标距离码模式曲线式目标距离码模式一般承受音频数字轨道电路或音频轨道电路加电缆环线或音频轨道 电路加应答器，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰力量。通过音频数字轨道电路发送设备或应答器向车

5、载设备供给目标速度、目标距离、线路状态曲线半径、坡道等数据 等信息，车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于列车运行的目标距离速度模式曲线最终形成一段曲线掌握方式，保证列车在目标距离速度模式曲线下有序运行。不仅增加了列车运行的舒适度，而且列车追踪运行的最小安全间隔缩短为安全保护距离，有利于提高线路的通过力量。如上海地铁2 号线引进美国US&S 公司、明珠线引进法国ALSTOM公司和广州地铁 1、 2 号线引进德国西门子公司的ATC 系统均属此类。三、移动闭塞ATC 系统移动闭塞方式的ATC 系统通常承受无线通信、地面穿插感应环线、波导等媒体，向列控车载设备传递信息。列车安全间隔距离是依据最大

6、允许车速、当前停车点位置、线路等 信息计算得出，信息被循环更，以保证列车不连续收到即时信息。移动闭塞ATC 系统是利用列车和地面间的双向数据通信设备，使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息，并距此计算出每一列车的运行权限，动态更发送给列车， 列车依据接收到的运行权限和自身的运行状态，计算出列车运行的速度曲线，实现准确的 定点停车，实现完全防护的列车双向运行模式，更有利于线路通过力量的充分发挥。移动闭塞ATC 系统在我国还未有应用实例，国外能供给此类系统的公司有：阿尔卡特公司穿插感应电缆作为传输媒介的ATC 系统，在加拿大温哥华“天车线” 和香港KCRC 西部铁路等应用，技术比较成熟，但穿

7、插感应轨间电缆给线路日常养护带来不便；美国哈蒙 公司基于扩频电台通信的移动闭塞应用在旧金山BART 线，其系统构造、系统运用尚不成熟； 阿尔斯通公司基于波导传输信息的移动闭塞正在加坡西北线试验段安装调试。四、信号系统根本功能1、 列车自动监控子系统ATSATS 系统由掌握中心、车站、车场以及车载设备组成。ATS 系统在ATP 系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下根本功能：（1） 通过ATS 车站设备，能够采集轨旁及车载ATP 供给的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等掌握和监视列车运行的根底信息。（2） 依据联锁表、打算运行图及列车位置，自动生成输出进路掌握命令，传

8、送至车站联锁设备，设置列车进路、掌握列车停站时分。（3） 列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列车识别名效劳号、目的地号、车体号跟踪，列车识别名可由中心ATS 自动生成或调度员人工设定、修改， 也可由列车经车地通信向ATS 发送识别名等信息。（4） 列车打算与实迹运行图的比较和计算机关心调度功能。能依据列车运行实际的偏离状况，自动生成调整打算供调度员参考或自动调整列车停站时分，掌握发车时间。（5） ATS 中心故障状况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进展调整，由 ATS 车站完成自动进路或依据列车识别名进展自动信号掌握，由车站人工进展进路掌握。（6） 在计算

9、机关心下完成对列车根本运行图的编制及治理，并具有较强的人工介入力量。通过设在车辆段的终端，向车辆段治理及行车人员供给必要的信息，以便编制车辆运用计 划和行车打算。（7） 列车运行显示屏及调度台显示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进展监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。（8） 能在中心专用设备上供给模拟和演示功能，用于培训及参观。能自动进展运行报表统计，并依据要求进展显示打印。（9） 能在车站掌握模式下与计算机联锁设备结合，将局部或全部信号机置于自动模式状态。（10） 向通信无线、播送、旅客向导系统供给必要的信息。 2 、列车自动防护子系统ATPATP 系统由地面设

10、备、车载设备组成，监视列车在安全速度下运行，确保列车一旦超过规定速度，马上施行制动，主要实现以下功能：（1） 自动连续地对列车位置进展检测，并向列车发送必要的速度、距离、线路条件等信息， 以确定列车运行的最大安全速度。供给列车速度保护，在列车超速时供给常用制动或紧急 制动，保证前行与后续列车之间的安全间隔，满足正向行车时的设计行车间隔和折返间隔。对反向运行列车能进展ATP 防护。（2） 确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间具有足够的安全距离，以及等防止列车侧面冲撞。（3） 防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允许速度。（4） 为列车车门的开启供

11、给安全、牢靠的信息。（5） 依据联锁设备供给的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电路发码方向。（6） 任何车地通信中断以及列车的非预期移动含退行、任何列车完整性电路的中断 、列车超速含临时限速、车载设备故障等均将产生安全性制动。（7） 实现与ATS 的接口和有关的交换信息。（8） 系统的自诊断、故障报警、记录。（9） 列车的实际速度、推举速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。具有人工或自动轮径磨耗补偿功能。3、 列车自动驾驶子系统ATOATO 子系统是掌握列车自动运行的设备，由车载设备和地面设备组成，在ATP 系统的保护下，依据ATS 的指令实现列车运行的自动驾驶、速度的自动调整、列车

12、车门掌握。（1） 自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的掌握，以较高的速度进展追踪运行和折返作业，确保到达设计间隔及旅行速度。（2） 在 ATS 监控范围的入口及各站停车区域含折返线、停车线进展车地通信，将列车有关信息传送至ATS 系统，以便于ATS 系统对在线列车进展监控。（3） 掌握列车依据运行图进展运行，到达节能及自动调整列车运行的目的。（4） ATO 自动驾驶时实现车站站台定点停车掌握、舒适度掌握及节约能源掌握。（5） 能依据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进展掌握。（6） 与ATS 和ATP 结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。五、信号系统运营模式1 、ATS 自动

13、监控模式正常状况下ATS 系统自动监控在线列车的运行，自动向联锁设备下达列车进路命令， 列车在ATP 的安全保护下由司机按规定的运行图时刻表驾驶列车运行。掌握中心行车调度 员仅需监视列车和设备的运行状况。每天开班前，掌握中心调度员选择当日的行车运行图/ 时刻表，经确认或作必要的修改，作为当日行车指挥的依据。2 、调度员人工介入模式调度员可通过工作站发出有关行车命令，对全线列车运行进展人工干预。调整列车运行打算包括对列车实施“扣车”、“终止站停”、转变列车进路、增减列车等。3、 列车出入车场调度模式车辆调度员依据当日列车运行图/时刻表编制车辆运用打算和场内行车打算，并传至 掌握中心。车场信号值班

14、员按车辆运用打算设置相应的进路，以满足列车出入段作业要求。 4、 车站现地掌握模式除设备集中站其他车站不直接参与运营掌握，车站联锁和车站ATS 系统结合实现车站和中心两级掌握权的转换。在中心ATS 设备故障或经车站值班员申请，中心调度员同意放权后，可改由车站现地掌握。在现地掌握模式下，车站值班员可直接操从车站联锁设备，可将局部信号机置于自动模式状态，也可将全部信号机设为自动模式状态，掌握中心行车调度员应通过通信调度系 统与列车驾驶员、车站值班员保持联系。5、 车场掌握模式列车出入场和场内的作业均由场值班员依据用车打算，直接排列进路。车场与正线之间设置转换轨，出入场线与正线间承受联锁照查联系保证

15、行车安全。 6、 列车运行掌握模式列车在正线、折返线上的运行作业时，常用ATO 自动驾驶模式和ATP 监视下的人工驾驶模式，限制人工驾驶和非限制人工驾驶模式均为格外用模式。（1） ATO 自动驾驶模式列车启动后，在 ATP 设备安全保护下，车载 ATO 设备自动掌握列车加速、巡航、惰行、制动，并掌握列车在车站的停车位置，开关车门，司机仅需监视ATP/ATO 车载设备运行状 况。（2） ATP 监视下的人工驾驶模式列车启动后，车载ATP 设备依据地面供给的信息，自动生成连续监视列车运行的一次速度模式曲线，实时监视列车运行。司机依据ATP 显示的速度信息驾驶列车，当列车运行速度接近限制速度时，提出报警；当列车运行速度超过限制速度时，ATP 车载设备将对列车实施制动。（3） 限制人工驾驶模式司机以不超过车载ATP 的限制速度行车，列车运行安全由司机负责，当列车超过该限制速度时，ATP 车载设备则对列车实施制动。（4） 非限制人工驾驶模式在车载ATP 设备故障状态下运用，ATP 将不对列车运行起监控作用。列车运行安全由司机、调度员、车站值班员共同负责。7 、列车折返模式列车在ATP 监视人工驾驶模式下折返时，列车由人工驾驶