地铁ATP子系统基本原理.ppt

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1、 ATP ATP即列车运行即列车运行超速防护或列车运超速防护或列车运行速度监督，是行速度监督，是ATCATC的重要组成部分。的重要组成部分。ATPATP轨旁单元轨旁单元调谐单元调谐单元车载车载ATPATP设备设备接口设备接口设备是是LZBLZB列车速度控列车速度控制系统同整个列车制系统同整个列车防护系统其他要素防护系统其他要素的主要接口（一个的主要接口（一个轨旁单元能带轨旁单元能带4040个个轨道电路）轨道电路）同一个信号点为同一个信号点为相邻两个轨道区相邻两个轨道区段的分隔点，采段的分隔点，采用调谐单元构成用调谐单元构成电气隔离电气隔离ATPATP与与ATOATO、车辆、联、车辆、联锁、锁、

2、FTGSFTGS的接口的接口后面有更详后面有更详细介绍细介绍两套两套ATPATP模块模块两个两个速度速度传感传感 器器 两个两个接收接收天天线线车辆车辆接接口口驾驶驾驶室内室内的操作的操作控制控制单元单元（MMI）显示功能显示功能司机外部接口司机外部接口显示实际速度、最大允显示实际速度、最大允许速度、目标速度、目许速度、目标速度、目标距离、设备运行状态、标距离、设备运行状态、重要故障信息，音响报重要故障信息，音响报警警允许按钮、车门允许按钮、车门释放按钮、确认释放按钮、确认按钮按钮信号处理器信号处理器速度处理器速度处理器ATPATP命命令令解解码码ATPATP监监督督功功能能ATPATP服务服

3、务/自自诊断诊断功能功能 折返折返 改换改换驾驶室驾驶室功能功能报文报文接受接受同步同步定位定位环线环线检测检测功能功能本本地地再再同同化化功功能能距距离离同同步步功功能能速速度度距距离离功功能能车车门门释释放放功功能能ATP ATP 状状态态功功能能司机司机人机人机接口接口（MMIMMI）功能功能 ATPATP轨旁功能负责轨旁功能负责列车安全间隔列车安全间隔和和生成生成报文报文，完成对列车安全运行授权许可的发，完成对列车安全运行授权许可的发布和报文的准备，这些报文包括安全、非布和报文的准备，这些报文包括安全、非安全信号信息。安全信号信息。ATPATP轨旁功能分为列车安全间隔功能和轨旁功能分为

4、列车安全间隔功能和报文生产功能。报文生产功能。ATPATP传输功能负责发出报文信号传输功能负责发出报文信号,包括报文和包括报文和ATPATP车载设备所需要的其他数据。车载设备所需要的其他数据。ATPATP传输功能的输入是来自传输功能的输入是来自ATPATP轨旁功能的要传轨旁功能的要传输的报文和相应选择传输方向的控制信号。输的报文和相应选择传输方向的控制信号。ATPATP传输功能的输出：感应信号沿着整个轨道区传输功能的输出：感应信号沿着整个轨道区段连续地传输信息；信号利用钢轨作为传输天段连续地传输信息；信号利用钢轨作为传输天线，以适应的传输方向发出，且只包括报文数线，以适应的传输方向发出，且只包

5、括报文数据；感应信号利用同步定位环线作为传输天线据；感应信号利用同步定位环线作为传输天线传输间隔的信号，这个信号提供本地再同步的传输间隔的信号，这个信号提供本地再同步的精确位置信息。精确位置信息。ATPATP车载功能由下列子功能组成：车载功能由下列子功能组成：ATPATP命令解码命令解码ATPATP监督功能监督功能ATPATP服务服务/自诊断功能自诊断功能ATPATP状态功能状态功能速度速度/距离功能距离功能司机人机接口功能（司机人机接口功能（MMIMMI）四四.1.1.系统的基本要求系统的基本要求（1 1）ATPATP系统中由系统中由组成。组成。（2 2）系统安全失效率指标优于）系统安全失效

6、率指标优于1010/h/h 必须符合故障必须符合故障（3 3）闭塞分区的划分或列车运行安全间隔，应通过列车）闭塞分区的划分或列车运行安全间隔，应通过列车运行模拟确定，并经列车实际运行校验运行模拟确定，并经列车实际运行校验（4 4）城市轨道交通的）城市轨道交通的ATPATP系统应采用系统应采用（5 5）城市轨道交通最好采用）城市轨道交通最好采用（1 1）ATPATP系统导致列车停车为最高的安全准则系统导致列车停车为最高的安全准则（2 2）ATPATP车载设备的车内信号应是行车的主体信号车载设备的车内信号应是行车的主体信号（3 3）ATPATP执行强迫停车控制时，应切断列车牵引，执行强迫停车控制时

7、，应切断列车牵引，列车停车过程中不得中途缓解列车停车过程中不得中途缓解（4 4）车载信号设备与车辆接口的布线应与其主回）车载信号设备与车辆接口的布线应与其主回路等环节的高压布线分开敷设并实施防护；与车辆路等环节的高压布线分开敷设并实施防护；与车辆电器的接口应有隔离措施电器的接口应有隔离措施（1 1）宜采用报文式无绝缘轨道电路或其他准移）宜采用报文式无绝缘轨道电路或其他准移动闭塞、移动闭塞动闭塞、移动闭塞ATCATC系统的地面设备。系统的地面设备。（2 2）ATCATC控制区域宜采用无绝缘轨道电路（双控制区域宜采用无绝缘轨道电路（双轨条回流方式），道岔区段、车辆段及停车场轨条回流方式），道岔区段

8、、车辆段及停车场轨道电路宜采用有绝缘轨道电路（单轨条回流轨道电路宜采用有绝缘轨道电路（单轨条回流方式）；方式）；（3 3）ATPATP地面设备向地面设备向ATPATP车载设备传送各种信息，车载设备传送各种信息，并且满足控制方式和控制精度的需求。并且满足控制方式和控制精度的需求。1 1、列车检测、列车检测 2 2、列车自动限速、列车自动限速 3 3、目标速度和目标距离、目标速度和目标距离 4 4、制动模式、制动模式 5 5、测速与测距、测速与测距 6 6、速度限制、速度限制 7 7、常用制动和紧急制动、常用制动和紧急制动 8 8、停站、停站 9 9、车门控制、车门控制 采用轨道电路等作为列车检测

9、设备。采用轨道电路等作为列车检测设备。当轨道电路区段空闲时，发送轨道电路检测电码，此时轨道电当轨道电路区段空闲时，发送轨道电路检测电码，此时轨道电路的是检测是否空闲，检测结构送往连锁装置路的是检测是否空闲，检测结构送往连锁装置当轨道电路被占用时，当轨道电路被占用时，信息发送到轨旁信息发送到轨旁ATPATP，由轨旁，由轨旁ATPATP发到中发到中央系统，再由中央系统发速度信息给车载央系统，再由中央系统发速度信息给车载ATPATP轨道电路轨道电路被占用被占用轨旁轨旁ATPATP中央系统中央系统车载车载ATPATP目标距离原理（如右图）目标距离原理（如右图）ATPATP轨旁设备向在其控制范围内轨旁设

10、备向在其控制范围内的列车分配一个的列车分配一个“目标距目标距离离”，再由轨道电路生成，再由轨道电路生成代代码（图中编码仅表示列车码（图中编码仅表示列车B B前前方未被占用的轨道电路的数方未被占用的轨道电路的数目）目），通知列车前方有多少，通知列车前方有多少个为占用的区段，接着，车个为占用的区段，接着，车载载ATPATP车载设备调用存储器里车载设备调用存储器里的信息，决定在列车任何时的信息，决定在列车任何时刻列车的运行速度和可以运刻列车的运行速度和可以运行的最远距离，确保在抵达行的最远距离，确保在抵达障碍物或限制区之前安全停障碍物或限制区之前安全停车。车。车速车速列车列车B B列车列车A A6+

11、移动闭塞：是前后两列车都采用移动式的定位方式，移动闭塞：是前后两列车都采用移动式的定位方式，列车之间的安全追踪间距随着列车的运行而不断移动列车之间的安全追踪间距随着列车的运行而不断移动且变化。且变化。移动闭塞的（部分）技术优势：移动闭塞的（部分）技术优势：1.1.在列车控制中，具有更好的在列车控制中，具有更好的精确性精确性和和更好的灵活性，更好的灵活性，并能更快的检测到故障点；并能更快的检测到故障点；2.2.可以根据列车的可以根据列车的实际速度实际速度和和相对速度相对速度来调整闭塞分区来调整闭塞分区的长度，尽可能缩小列车运行间隔，提高行车密度，的长度，尽可能缩小列车运行间隔，提高行车密度，提高

12、运输能力；提高运输能力；3.3.此系统大大减少沿线设备，车载设备和轨旁设备的安此系统大大减少沿线设备，车载设备和轨旁设备的安装相对容易，维修方便，有利于降低运营成本。装相对容易，维修方便，有利于降低运营成本。列车制动控制模式分为分级制动模式和一级制动模式。列车制动控制模式分为分级制动模式和一级制动模式。分级制动模式又分为阶梯式和曲线式。分级制动模式又分为阶梯式和曲线式。制动模式制动模式分级制动分级制动一级制动一级制动 阶梯式阶梯式 曲线式曲线式五五.4.4.制制动模式动模式（1 1）分）分级制动级制动 分分级制动是以闭塞分区为单元，根据与级制动是以闭塞分区为单元，根据与前行列车的运行距离来调整

13、列车速度前行列车的运行距离来调整列车速度，分，分级制动模式又分为阶梯式和曲线式。级制动模式又分为阶梯式和曲线式。阶梯式分级制动模式俗称大台阶式。它将一个列车全制动距阶梯式分级制动模式俗称大台阶式。它将一个列车全制动距离划分为离划分为3434个闭塞分区，每一闭塞分区根据与前行列车的距离个闭塞分区，每一闭塞分区根据与前行列车的距离来确定限速值。当列车速度高于检查值时，列车自动制动。阶梯来确定限速值。当列车速度高于检查值时，列车自动制动。阶梯式分级制动模式的曲线如图所示。式分级制动模式的曲线如图所示。阶梯式分级制动模式虽然构成较为简单，但具有阶梯式分级制动模式虽然构成较为简单，但具有较多缺点：较多缺

14、点：阶梯式制动阶梯式制动模式的缺点模式的缺点（2 2）列车接近前行列车时遇）列车接近前行列车时遇到保护区段，司机难以区分哪到保护区段，司机难以区分哪一个闭塞分区有一个闭塞分区有车占用，容车占用，容易造成混乱；易造成混乱；（1)1)设有防护区段，设有防护区段，会影响通过会影响通过 能力；能力；(3)(3)由于其在闭塞分区出由于其在闭塞分区出口处才给出下一闭塞分区口处才给出下一闭塞分区的允许入口速度，司机有的允许入口速度，司机有时会措手不及。时会措手不及。（4 4）列车在进站信号机前）列车在进站信号机前停车或进站停车时，司机停车或进站停车时，司机怕怕“撞墙撞墙”引起紧急制动，引起紧急制动，往往要压

15、低速度运行，影往往要压低速度运行，影响运输效率。响运输效率。阶梯式分级制动模式不能满足高密度行车的需要，于是改为速度阶梯式分级制动模式不能满足高密度行车的需要，于是改为速度-距离模式曲线制动模式。距离模式曲线制动模式。模式曲线是根据该闭塞分区提供的模式曲线是根据该闭塞分区提供的由由计算出来的计算出来的（或将各种制动模式曲线储存调用）。模式曲线制（或将各种制动模式曲线储存调用）。模式曲线制动模式的速度曲线如图所示。动模式的速度曲线如图所示。准移动闭塞制式的准移动闭塞制式的ATCATC通常采用曲线式分级制动模式。通常采用曲线式分级制动模式。(2)(2)一级制动一级制动 一级制动是按一级制动是按目标

16、距离目标距离制动的。根据距前制动的。根据距前行列车的距离或距运行前方停车站的距离，行列车的距离或距运行前方停车站的距离，列车制动模式曲线，或由车载计算机予列车制动模式曲线，或由车载计算机予以计算，按制动模式曲线控制列车运行。以计算，按制动模式曲线控制列车运行。一级制动方式能合理地控制列车运行速度，是一级制动方式能合理地控制列车运行速度，是列车自动控制技术的发展方向。一级制动速度列车自动控制技术的发展方向。一级制动速度曲线如图曲线如图2 2所示。所示。ATP ATP子系统车载设备利用安装在轮轴上子系统车载设备利用安装在轮轴上的测速传感器检测列车的实际速度，并在的测速传感器检测列车的实际速度，并在驾驶室内显示该速度值。驾驶室内显示该速度值。测距是通过记录测距是通过记录车轮转数和预知的车轮直径加以换算而实车轮转数和预知的车轮直径加以换算而实现的。对于不准确的列车位置现的。对于不准确的列车位置/速度测量，速度测量，如车轮空转、蠕滑、抱死等引起的误差可如车轮空转、蠕滑、抱死等引起的误差可进行修正。进行修正。五五.5.测速与测距测速与测距（1 1）测速）测速常用的测速方法有以下几种：常用的测速方法