地铁通信与信号-列车自动防护系统

城市轨道交通列车自动控制系统简介、前言随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。

城市轨道交通列车自动控制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。

二、列车自动控制系统的组成列车自动控制（ATC系统由列车自动防护系统（ATP、列车自动驾驶系统（ATO和列车自动监控系统（ATS三个子系统组成。

一列车自动防护( ATP-Automatic Train Protection系统列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。

二列车自动驾驶系统 ( AT0?CAutomatic Train Operation列车自动驾驶子系统（ATO与ATP系统相互配合，负责车站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动等功能。

ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成；通过轨道电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。

ATP与ATO车载系统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。

三）自动监控（ATS-Automatic Train Super-vision ）系统列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。

自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。

ATS功能主要由位于OCC 控制中心）内的设备实现。

三、列车自动控制系统原理一）列车自动防护（ATP）ATP是整个ATC系统的基础。

列车自动防护系统（ATP亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定的运行速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。

列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能随着科技的不断发展，列车自动防护与自动操纵系统在铁路运输中扮演着越来越重要的角色。

这一系统利用先进的技术和装置，能够有效地确保列车在行驶过程中的安全，提高列车的运行效率，降低事故风险，受到了广泛的关注和应用。

本文将对列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能进行详细地介绍。

一、列车自动防护系统的原理与功能1.1 原理列车自动防护系统的原理主要基于信号与通信技术、控制技术以及传感器技术。

通过装置在铁道上的信号设备和装置在列车上的接收设备相互配合，实现对列车运行状态的实时监测和控制。

其中，信号设备负责发出列车运行的各种指令和信息，接收设备则负责接收和解析这些指令和信息，并做出相应的反应。

控制技术的运用则使得系统能够根据不同的情况做出相应的控制决策，确保列车在行驶过程中不会出现危险情况。

传感器技术则能够实现对列车周围环境的实时监测和数据采集，为系统提供必要的信息支持。

1.2 功能列车自动防护系统的功能主要包括以下几个方面：1.2.1 信号控制功能系统能够根据列车的运行状态和行驶计划，发出相应的信号指令，包括启动、停车、变速等指令，以确保列车按照预定的路线和速度安全行驶。

1.2.2 自动监测功能系统能够利用传感器技术对列车的环境、设备和状态进行实时监测，监测范围包括轨道状态、列车速度、车辆运行情况等，及时发现异常情况并做出相应的处理。

1.2.3 风险预警功能系统能够根据监测到的数据，进行风险分析和预警，及时提醒列车驾驶员或自动操纵系统采取相应的措施，避免发生事故。

1.2.4 故障处理功能系统能够在出现列车设备故障或其他异常情况时，自动采取相应的措施，保障列车的安全运行。

二、列车自动操纵系统的原理与功能2.1 原理列车自动操纵系统是指通过先进的控制技术和实时数据处理能力，以人工智能技术为基础，实现对列车运行过程的自动控制和操纵。

该系统能够根据列车的运行状态和行驶计划，实现对列车的启动、加速、减速、停车等操作。

列车⾃动防护系统的功能有哪些 列车⾃动防护系统是列车控制系统中最重要的部分。

地铁列车相关的所有⾃动化控制功能，均以列车⾃动防护系统为前提。

要说列车⾃动防护系统需要先从列车的⾃动控制系统说起。

下⾯是店铺整理的⼀些列车⾃动防护系统的功能，希望对⼤家有所帮助! 列车⾃动防护系统的功能具体如下： 列车⾃动控制系统就是轨道列车的基本运⾏控制系统，作⽤就是负责列车运⾏的控制，主要是保证⾏车安全。

不管是我们⽇常乘坐的⾼铁和动车，还是每天都会见到的地铁列车，都需要装备列车⾃动控制系统。

没有装备列车控制系统的轨道列车是不允许上线运营的(特殊情况除外，如奔跑在中国偏远地区的⽼线路所使⽤的没有装备机车信号的⽼式电客车及其他特殊的轨道车辆)。

装备了列车⾃动控制系统的轨道列车，速度等级和运⾏安全会得到质的提⾼，所以，把经常会把列车⾃动控制系统⽐作列车的⼤脑。

列车⾃动控制系统，主要包括列车⾃动防护(Automatic Train Protection- ATP)、列车⾃动驾驶(AutomaticTrain Operation-ATO)、列车⾃动监控(Automatic Train Supervision —ATS)三个⼦系统，它是⼀套完整的管理、控制、监督系统。

上⾯这段话在信号专业学⽣的教材中可以经常看到。

从系统的重要程度上说，列车⾃动防护系统是最重要的，⽽后两个是可有可⽆的，也就是说，列车可以没有ATO的功能，可以没有ATS的功能，但是不能没有ATP。

这⼀点，从他的名称上可以看出来——⾃动防护系统。

重要性说完了，再说说列车⾃动防护系统(以下简称ATP)的作⽤。

从字⾯意思上理解，列车⾃动防护系统，重点是防护，⽽且还是⾃动防护。

那么⽤它来防护什么呢?为什么要防护呢? 地铁属于城市轨道交通系统，只要是交通系统都必然有⼀定的运⾏规则和规定。

开车的朋友们都知道，想要开车，⾸先有驾照，⽽学驾照的第⼀关就是学习交规。

工程七 ATC系统概述[知识要点]11></a>．把握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。

2．把握ATC系统的组成及全然功能。

3．把握ATC系统与其他系统的接口。

[理论内容]一、ATC系统的作用列车自动操纵系统简称为ATC系统(Automatic Train Control system)。

城市轨道交通的运营线路封锁，它的要紧作业是输送旅客，运营线路不长，站与站之间的距离较短，列车以中低速行驶，这些特点为线路上的列车进展平安高效运营提供了有利条件。

因此在城市轨道交通中，ATC系统的作用是保障列车行车平安和提高运营效率。

列车自动操纵系统1．保障行车平安列车行车平安是由列车自动操纵系统中的列车自动防护系统，即ATP系统来完成。

ATP系统与列车的牵引制动系统一道操纵列车运行速度，避免列车超速行驶。

设备在故障情形下遵循故障导向平安原那么，确保运营平安。

列车自动防护〔ATP〕系统—TBS100型车载设备列车自动防护〔ATP〕系统—FS-2500型轨道电路列车自动防护位置检测〔ATPTD〕地面系统北京首都机场线将建国内第一条无人驾驶地铁2．提高运营效率列车自动操纵系统能实现列车自动驾驶，列车依照运营方案自动完成运营作业，能够有效减少列车驾驶员、调度和车站人员的工作强度，确保列车正点运营，有效提高运营作业效率。

我国首套列车自动操纵系统二、ATC系统组成1．按设备功能划分ATC系统从功能分要紧包括三个子系统。

1)列车自动防护子系统(Automatic Train Protection，简称ATP)，要紧作用是避免列车追尾、冲突事故的发生，并操纵列车的运行速度不超过许诺的最高速度；2)列车自动运行系统(Automatic Train Operation，简称ATO)，要紧作用是实现列车自动驾驶，并使列车在设定的车站自动停车；列车自动运行〔ATO〕系统机车信号设备-自动停车装置3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)，要紧作用是对线路上运行的所有列车进展监视和治理，操纵列车依照列车运行图完成运营作业。

列车自动防护系统(ATP)列车自动防护系统(Automatic train pro—tectlon)，简单地说，是列车司机的辅助设备。

该设备监督信号显示和列车限制速度，并且与司机的操作进行比较，当运算的结果表明列车不捌动就不能安垒停车时，向司机发出警告，如果司机再不采取措施，列车将自动制动。

随凿廉价高性能微处理器的问世，ATP的研制工作取得巨大进展，功能日益增加。

车载设备做到故障一安垒并能进行自检。

便宜的存储器使存储进路及车辆性能的能力不再受到限制，这使ATP 系统所具备的“知识”达到了可以与司机媲美的水平。

速度反馈及防滑装置使ATP 系统能够调整粘着度ATP 系统定期计算距离，制动控制比人工操作更准确，重复性更好，理论更符合实际。

1．ATP系统的类型ATP系统主要分为连续式和点式两大类。

连续式系统在轨道与列车间连续进行有关信号显示的通信。

实现的主要手段是电码轨道电路或者是沿轨道铺设的感应电缆。

点式ATP 系统只在专用的信号点实现轨道与列车间的数据传输。

当列车通过该点时，车载设备可以从地面应答器或者感应环线取得数据，车上需要安装接收线圈或传感器，一旦传输中断或接收信号错误，安全系统保证使列车停车。

点式和连续式ATP 系统都有同样的安全标准。

连续式ATP 系统更接近司机操纵的灵活性，因此在繁忙的路网更受青睐。

装有连续式ATP系统的列车接近停车信号时，信号显示连续传给车载计算机，司机可以在某个适当距离开始制动，一旦司机发现信号转变为注意信号就可以缓解，甚至加载。

点式ATP 系统就不如连续式那么灵活。

例如列车接近信号时，信号点传送的是停车信号，车载计算机算出制动地点及所需制动率。

但当信号变为注意信号时，翠载计算机的数据能未更新，司机必须保持制动，直到通过下一个信号点接收到前方信号的新数据之后才能缓解。

显然这会影响繁忙区段的通过能力，西屋公司最早在19f~8年在伦敦地铁维多利亚线上使用了连续式列车自动控制系统。

基于LTE的信号列车自动防护系统原理摘要：随着国内地铁建设的快速发展，行车自动化及信号系统近些年来得到了快速发展，基于无线的移动闭塞的CBTC正成为地铁发展的主流趋势。

本文基于地铁信号系统由点式到连续式再到CBTC的升级方案，对列车三种控制级别下的ATP控制原理进行说明，分别介绍了测速距离原理和超速防护原理。

关键词：地铁；LTE；列车自动防护引言作为关系到列车运营体验和运行安全的特殊系统，CBTC 对可靠性、安全性要求极高。

LTE 技术与传统无线局域网相比，具有延迟降低、分组传送、广域覆盖、高数据速率和移动支持能力强等诸多优势。

基于LTE的ATP/ATO系统的ATP子系统是基于列车高精度的自主测速定位和车－地双向大容量无线通信的系统，能根据线路状态、道岔位置、前行列车位置等条件，确保追踪列车之间的安全行车间隔距离，实现移动闭塞的列车追踪，防止列车超速和撞车，实现列车运行的安全防护。

1.列车控制级别本文提到的列车自动防护系统提供三种列车控制级别，分别为：CTC：无线连续通信下的运行（ATO或ATP驾驶模式可用）；ITC：点式ATP控制下的运行（ATO或ATP驾驶模式可用）；IXLC：联锁控制级下的运行。

无线连续式通信下列车控制方式为移动闭塞下的正常控制方式，点连式ATP控制、点式ATP控制方式和联锁控制级的控制方式均为信号系统的后备控制方式。

1.1CTC级CBTC全功能开通后，系统正常运行模式为CTC级，该控制级别定义为所有子系统都能够与其他系统进行正常通信，并能以全能力和全功能进行运行的最优情况。

此时，ATS根据预定的时刻表自动调整列车，ATP保证行车安全，ATO在有司机监督的情况下自动驾驶列车，联锁设置进路并控制轨旁设备，DCS通过骨干网和无线接入点确保所有子系统之间不间断地交换数据。

1.2ITC级如若轨旁ZC未全功能开通，将不提供连续列车跟踪及安全间隔防护，列车通过地面应答器收到有效的点式MA信息，且与地面ZC通信正常，列车将以ITC级别运行；如列车在该区域内无法收到有效的点式MA信息或与地面ZC通信失败，司机将以RM或NRM驾驶模式按地面信号显示人工驾驶列车运行。

列车自动防护的方法和装置随着铁路运输的不断发展和完善，安全问题也成为了人们关注的重点。

列车在高速运行中，一旦出现事故后果将不堪设想。

因此，列车自动防护技术的应用变得至关重要。

列车自动防护技术是指通过各种装置和系统，自动监测和控制列车行驶过程中的各种情况，保障列车和乘客的安全。

下面，我们将从列车自动防护的方法和装置两个方面来进行阐述。

一、列车自动防护的方法1. ATP自动列车保护系统ATP（Automatic Train Protection）系统是一种列车自动防护技术。

它通过在铁路线路上布设设备和信号，实现对列车行驶速度的自动控制。

如果列车超速或未遵守信号要求，ATP系统会自动刹车，保障列车和乘客的安全。

2. ATO自动列车驾驶技术ATO（Automatic Train Operation）技术是一种列车自动防护技术。

它通过预设好的行车方案和设备，实现列车的自动驾驶。

ATO技术可以减少人为驾驶带来的安全隐患，提高列车的运行效率。

3. CBTC列车自动控制系统CBTC（Communication-Based Train Control）系统是一种列车自动防护技术。

它通过在列车和铁路线路之间的无线通信，实现对列车行驶速度和位置的自动控制。

CBTC系统可以实现列车的智能调度和管理，提高列车的安全性和运行效率。

二、列车自动防护的装置1. 车载ATP设备车载ATP设备是列车自动防护技术的核心装置之一。

它通过与地面设备进行通信，实现对列车的速度和位置的自动控制。

车载ATP设备通常由计算机、传感器、制动器等组成。

2. 信号灯信号灯是列车自动防护技术中常用的装置。

它通过不同颜色的灯光、不同的闪烁方式和位置，向列车驾驶员传递不同的指令。

信号灯的使用可以有效避免列车的相撞和超速等安全问题。

3. 无线通信设备无线通信设备是列车自动防护技术中必不可少的装置之一。

它通过与列车和地面设备之间的无线通信，实现对列车的位置和速度的监测和控制。

城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍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控制系统（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。

一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。

固定闭塞方式中按控制方式，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：控制中心子系统、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系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。

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70～80年代的产品，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 是基于普通音频轨道电路，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，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，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。