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列车自动控制系统ATC系统基本原理教学课件

列车自动控制系统ATC系统基本原理教学课件
速度控制精度：通过精确的速度控制，实现列车运行速度的精确控制， 提高列车运行效率和安全性
列车制动控制原理
列车制动控制 原 理 是 ATC 系 统的核心部分， 负责控制列车 的制动和加速。
列车制动控制 原理包括制动 力分配、制动 力控制和制动 力释放三个部
分。
制动力分配是 根据列车的载 重、速度、坡 度等因素，合 理分配制动力， 保证列车的平
稳运行。
制动力控制是 根据列车的运 行状态，实时 调整制动力， 保证列车的安
全运行。
制动力释放是 在列车停车后， 释放制动力， 保证列车的平
稳启动。
Part Four
列车自动控制系统 ATC系统应用
ATC 系 统 在 城 市 轨 道 交 通 中 的 应 用
自动控制：实 现列车的自动 驾驶和自动调
ATC 系 统 在 磁 悬 浮 铁 路 中 的 应 用
磁悬浮铁路的特 点：高速、低噪 音、低振动
ATC 系 统 在 磁 悬 浮铁路中的作用： 保证列车安全、 高效运行
ATC 系 统 在 磁 悬 浮铁路中的功能： 自动控制列车速 度、自动调整列 车间距、自动控 制列车进站、自 动控制列车出站
ATC 系 统 在 磁 悬 浮铁路中的优势： 提高列车运行效 率、降低运营成 本、提高乘客舒 适度
案例分析：通过对某磁悬浮铁路ATC系统的应用案例进行分析，了解ATC系统在磁悬浮铁路中 的应用原理和效果。
案 例 四 ： 其 他 领 域 ATC 系 统 应 用 案 例 分 析
航空领域：飞机自动控制系统 航海领域：船舶自动控制系统 工业领域：自动化生产线控制系统 医疗领域：医疗设备自动控制系统
THANKS
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列车运行控制系统PPT课件

列车运行控制系统PPT课件

第一章 基本概念与术语（3）
n 准移动闭塞 (Distance-To-Go)：线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞 分区，一个分区只能被一列车占用，闭塞分区的长度按最长列车、满负载、 最高速、最不利制动率等最不利条件设计，列车间隔为若干闭塞分区，而与 列车在分区内的实际位置无关，列车位置的分辨率也为一个闭塞分区（一般 为几十米—几百米），制动的起点可以延伸，但终点总是某一分区的边界， 对列车的控制一般采用一次抛物线制动曲线的方式，要求运行间隔越短，闭 塞分区(设备)数也越多。
点式列控系统
连续式列控系统-轨道电路方式
连续式列控系统-轨道电缆方式
连续式列控系统-无线方式
点连续式列控系统-轨道电路+点式应答器
第三章 列控系统基本工作原理
n 概述
n 基本功能 n 间隔控制 n 速度控制
n 基本原理：地面信息——传输通道——车载设备 n 根据传输通道不同分为
n 点式列车运行自动控制系统 n 连续式列车运行自动控制系统
n 组成
n 地面应答器
n 轨旁电子单元（LEU）
n 车载设备
速度传感器
中央处理单元 天线 应答器
LEU
车载设备 地面设备
信号机或联锁设备
第三章 列控系统基本工作原理
v v = v(s) s
ETCS
联锁
现场单元控制 轨道占用 TD-SP-
MA
轨旁电子单元
欧洲应答器
占用轨道区段的末端
欧洲 应答器
第三章 列控系统基本工作原理
讲授内容ห้องสมุดไป่ตู้
n 基本概念与术语 n 概述 n 列车运行自动控制系统基本工作原理 n 地—车信息传输技术
第一章 基本概念与术语（1）

第04章 列车自动控制(ATC)系统 PPT

第04章 列车自动控制(ATC)系统 PPT
区间闭塞的基本原则是在铁路区间或闭塞分区 内任何时刻只允许有一辆列车运行。
实现区间闭塞的基本方法有时间间隔法和空间 间隔法两种类型。时间间隔法是当先行列车发出后， 隔一定时间再发出同方向的后续列车，以实现相继 追踪列车间的隔离。这种方法的主要缺点是不能确 保安全，如当先行列车运行不正常时（晚点或中途 停车等），有可能发生后续列车撞上前行列车的追 尾事故。为了克服时间间隔法的缺陷提出了空间间 隔法，即先行列车与后续列车间隔开一定空间的运 行方法。空间间隔法能较好地保证行车安全而被广 泛采用，逐步形成了铁路区间列车运行的闭塞制度。
ATC系统包括五个原理功能：ATS功 能、联锁功能、列车检测功能、ATC功 能和PTI（列车识别）功能。
①ATS功能：可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。
②联锁功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安 全准则的前提下，管理进路和信号的控制，将进路、轨道电 路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC的功能由分布 在轨旁的设备来实现。
全。所以它既要受闭塞机的控制，又要受车站 联锁设备的控制。
3)自动闭塞
自动闭塞是由运行中的列车自动完成闭塞任务的 一种闭塞制式。采用自动闭塞要将两个相邻车站之间 的区间正线划分成若干个闭塞分区，在每个分区起点 设置一架固定通过（色灯）信号机进行防护，并在闭 塞分区内钢轨上装设轨道电路。用轨道电路检查分区 空闲情况并反映列车的运行情况和钢轨是否完整，以 通过信号机的进行信号显示作为占用分区的凭证，以 通过信号机的禁止信号显示实现分区闭塞。因为通过 信号机是随着列车的运行自动控制的，不需要人工操 纵，所以叫自动闭塞。
2)半自动闭塞 半自动闭塞是采用人工办理闭塞手续，列

2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件

2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件

2024/1/24
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案例分析：某高铁线路运行控制实践
线路概况
介绍某高铁线路的基本情况，包括线路长度、 设计速度、车站数量等。
控制策略应用
阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括 基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优 化控制等。
实施效果评估
对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果 进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降 低等方面的指标。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
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节能优化控制策略
牵引力优化
在保证列车安全、准点运行的前提下，通过优化牵引 力控制策略，降低列车运行能耗。
制动力回收
利用列车制动时产生的能量进行回收再利用，提高能 源利用效率。
空调系统节能控制
根据车厢内外温度和乘客舒适度需求，对空调系统进 行节能控制，减少不必要的能源消耗。
ATC
实现列车自动控制，包括速度控 制、定位、车门控制等。
ATP
确保列车运行安全，防止超速、 碰撞等危险情况。 2024/1/24
ATO
实现列车自动驾驶，减轻驾驶员 负担，提高运行效率。
ATS
监控列车运行状态，提供实时数 据和故障诊断。
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系统架构设计与实现
系统架构设计
01
02
采用分布式架构，实现模块化、可扩展性。
2024/1/24
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04
车载设备与系统架构
2024/1/24
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车载设备组成及功能
车载设备主要组成
列车自动控制系统（ATC）
列车自动防护系统（ATP）
2024/1/24

第10讲 列车自动控制系统(4)

第10讲 列车自动控制系统(4)

FEP以热备冗余方式工作。两个冗余通道的硬件和软件都是一 样的。热备通道与处理控制通道并行工作。两个通道都会将信 息传输到COM服务器。在活动和热备的FEP通道之间的切换时间 小于一秒，这不会对系统带来任何影响。
FEP
Hot Standby
FEP
Hot Standby
FEP
FEP 冗余
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ATS车站级-本地以太网冗余、操作员工作站
系统功能4-时刻表系统
时刻表系统分为一个执行时刻表的在线运行系统和一个创建时 刻表的生成系统。这是ATS系统中用户可以修改的内容。
在线运行系统是VICOS OC 501的一部分。操作员通过从时刻表 数据库中装载日常时刻表来启动日常运行。时刻表数据库冗余 存放在两个COM服务器上，并存有几个由时刻表生成系统产生的 日常时刻表。完成时刻表装载后，新的时刻表数据会分发到 VICOS OC 501的控制任务（如ATR，ARS等）。
Area 1 Area 2 Area 3 Area 4
MMI
MMI
MMI
MMI
Area 1
Area 2
Area 3
Area 4
MMI
MMI
MMI
Area 1
Area 2
Area 3
Area 4
MMI
MMI
MMI 11
ATS车站级-FEP冗余
FEP的主要任务是在ATS系统和外围系统之间传输信息和命令。
将FEP与SICAS ECC联锁连接在一起的以太网是完全冗余的。
如果一个以太网通道发生故障，系统将会启用第二个通道从
而保持连接。 将SICAS ECC联锁、TRAINGUARD MT和C-LOW、LOW、TRC、TTP、 S&D连接在一起的以太网也是冗余的。如果一个以太网通道发 生故障，系统可以通过第二个通道保持连接。

列车自动控制系统(ATC)ppt课件

列车自动控制系统(ATC)ppt课件
11
ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控， 在ATO的配合下，完成对列车的控制。
ATP和ATO分为车载设备和轨旁设备。
ATC
ATS 自动监
视系统
ATO 自动驾
驶系统
轨旁 ATO
车载 ATO
ATP 自动防
护系统
轨旁 ATP
车载 ATP
12
ATS 定位系统
ATO
ATP 测速 传感器
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在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实现列车运 行的控制。ATC功能有三个子功能：ATP／ATO轨 旁功能、ATP／ATO传输功能和ATP／ATO车载功 能。ATP／ATO轨旁功能负责列车间隔和报文生成； ATP／ATO传输功能负责发送感应信号，它包括报 文和ATC车载设备所需的其他数据；车载设备所需 的其他数据；ATP／ATO车载功能负责列车的安全 运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供 接口。
3
信号的传输方式视轨道交通制式而异，如：地铁可 用钢轨作为传输信道，以此来区段内有无列车占用， 并由它来传递速度命令；对不敷设钢轨的轨道交通 系统，如新交通系统可在线路上另外敷设感应环线， 以连续地检测列车和发送各种命令信号。在连续传 递信息的同时，通过地面应答器，向列车传递特殊 的点式信息，也可以完成车——地面的信息交换。 速度模式曲线的控制方式符合列车制动过程，可以 缩短列车运行间隔，做到高密度地运行。
制作人：吕森、雷科
1

ATC系统综述 ATC系统的组成和功能 ATC系统的工作原理
2
ATC系统是在机车信号和列车自动停车装置 基础上发展起来的，后续列车根据与现行列 车间的距离及进路条件，在车内连续地显示 出容许的速度信号，并按该信号自动地控制 列车运行。该系统取消了传统的地面信号， 而将机车信号变为主体信号，指示列车应遵 守的速度；系统能可靠地防止由于驾驶员失 误而冒进信号或追尾等事故。ATC是一套完 整的控制、监督、管理系统。

CBTC系统ppt课件

CBTC系统ppt课件
美国aatc基于无线通信的先进的自动化控制系统aatc是美国在1992年提出的系统最大的特点就是列车定位采用扩频通信方式来实现实现的方式是沿着铁路线路按规定距离布设很多个无线电台这些无线电台作为车一地之间传输信息的中转站控制中心从无线电台接收到信号后处理这些信号通过无线电在传输信号时传输的时间来计算出列车的位置并根据位置信息计算速度从而告诉列车以多大速度行驶何时加速从而控制列车运行
5
LOGO
2、CBTC的特性
CBTC相比传统的铁路信号系统有如下特性： 不须繁杂的电缆，转而以无线通信系统代替，减少电缆铺 设及维护成本。 可以实现车辆与控制中心的双向通信，大幅度提高了列车 区间通过能力。 信息传输流量大、效率高、速度快，容易实现移动自动闭 塞系统。 容易适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式 的列车，兼容性强。 可以将信息分类传输，集中发送和集中处理，提高调度中 心工作效率。
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LOGO
（3）MTC-Ⅰ型CBTC系统 MTC-Ⅰ型CBTC系统是中国铁道科学研究院和广州市地 下铁道总公司联合开发研制。整个系统主要由6个子系统组成： 由中心和车站本地控制设备组成的FZy型ATS子系统； TYJLⅢ型二乘二取二安全冗余结构的计算机联锁子系统，包括计 轴设备和国产欧标应答器设备；基于CPCI工业计算机平台开 发的ATO列车自动运行子系统；包括二乘二取二冗余架构的 车载VOBC和轨旁ZC设备组成的ATP列车控制子系统；基于 SDH同步数字系列骨干通信网和车-地无线通信网构建的DCS 子系统；进行系统设备维修信息收集、管理的TJWX型微机监 测子系统。 作为广州地铁参与研制的一套ATC系统，MTC-Ⅰ型CBTC 系统已在广州地铁进行了全面的现场试验，并且研发同步由 英国劳氏铁路进行了安全认证。

城市轨道交通列车自动控制系统课堂PPT

城市轨道交通列车自动控制系统课堂PPT

性制动。
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5
三、ATC系统功能
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、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和 显示。 2.ATO系统 1)自动完成对列车的起动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较高 的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到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)进行车— 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 车进行监控。
必要的信息，主要内容有列车到达时间、目的地及列车终到、末班列
车等。
10)数据记录、统计和打印：自动进行运行报表统计，并根据要求进
行显示打印。
11)与其他系统接口。
.
9
四、信号系统运营模式
1.ATS自动监控模式 2.调度员人工介入模式 3.列车出入车厂调度模式 4.车站现地控制模式 5.车厂控制模式
［知识要点］
1.掌握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。 2.掌握ATC系统的组成及基本功能。 3.掌握ATC系统与其他系统的接口。
.
1
1.保障行车安全 2.提高运营效率
一、ATC系统的作用
.
2
二、ATC系统构成
1.按设备功能划分 1)列车自动防护子系统(Automatic 2)列车自动运行系统(Automatic 3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)，主要作 用是对线路上运行的所有列车进行监督和管理，控制列车根据列车运 行图完成运营作业。 2.按设备安装位置划分 1)轨旁设备：包括线路上、信号设备室内信号设备，如图7-1中的车站 联锁、轨旁设备等； 2)车载设备：指安装在车上的信号设备，如图7-1中的车载ATP、车载 ATO等；
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正常条件下，列车分隔和轨道空闲信息由ATP子系统与SICAS共 同监督。如果是后备模式运营，在ATP故障的情况下，联锁将使 用基于计轴的轨道空闲检测系统进行进路排列的安全处理。
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TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统
TRAINGUARD MT是信号系统中提供列车自动防护（ATP）和 列车自动驾驶（ATO）功能的子系统。 TRAINGUARD MT系统是 一个模块化的系统，根据客户的运营需要可以适用于不同的 功能：
适度降级：出现故障时，不同的运行等级可以使用一个比较 低的等级作为后备级,例如：ATP/ATO移动闭塞/连续通信 ATP/ATO固定闭塞/点式通信 使用色灯信号机的联锁级； 可扩展性：一条装备TRAINGUARD MT的线路能容易地扩展，增 加车站和列车；
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TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统
系统以高度模块化的方式实现。它采用标准无线局域网商 业部件，同时为不同区段的特殊需求进行定制。符合IEEE 802.11b 标准。 模块化的设计也反映了对可维护性、可升级和本地内容的高度 要求。 无线子系统包括：
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TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统
混合运输：装备和未装备ATP/ATO的列车可在同一线路运行；
混合模式：由司机人工驾驶的列车可以与 ATO 自动驾驶的列 车混跑；
可升级性：系统可以容易地从基本的运行模式（点式、固定 闭塞）升级到高性能的模式（连续式通信、移动闭塞），直 到无人驾驶的运行模式；
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各层主要功能
集中控制层：主要指ATS系统设立的控制中心。VICOS OC 501 实现线路集中控制和备用功能。在车站级，VICOS OC 101系统 为车站控制和后备模式的功能提供车站操作员工作站（LOW） 和列车排路计算机（TRC）。 轨旁层：沿着线路分布，它由SICAS微机联锁、TRAINGUARD MT 系统、信号部件、计轴和应答器等组成，它们共同执行所有的 联锁和轨旁ATP功能。 通信层：在轨旁和车载设备之间提供连续式和/或点式通信。 车载层：包括TRAINGUARD MT的车载ATP和ATO功能，连续式和/ 或点式通信功能。
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系统总体结构
中央 列车自动监控
轨旁
轨道
T R A IN G U A R D M T
联锁
空闲
检测
通信
无 线 , 环 线 ,应 答 器
车载
T R A IN G U A R D M T T R A IN G U A R D M T
T R A IN G U A R D M T 无装备列车
M TO
STO
SCO
自动操作功能在集中控制层和车站级控制层实现。运行控制权 的交接可以通过车站值班员或OCC操作员的指令实现。 TRAINGUARD MT列车自动防护和列车自动驾驶（ATP/ATO）系统 保证列车的安全和连续监督。
系统设计能实现最车辆段试车线装设列车定位设备、ATP/ATO室 内外设备及车－地双向通信设备。
使用TRAINGUARD MT系统可以提高线路的利用率。与联锁的固 定闭塞信号系统（基于轨道区段的间隔）相比，它可以实现更 短的行车间隔。该系统的特点是在提供安全性的同时具有高可 靠性。TRAINGUARD MT满足快速轨道交通系统对安全性、可靠 性、可用性、容量、模块化和灵活性的所有要求。
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连续无线通信
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系统运行方式
在正常运营过程中，整条线路控制由运行控制中心来执行。 OCC使用的VICOS OC501系统的规模可以根据被监督/控制的系 统的容量来调整。即使是在控制中心离线的条件下，线路仍能 够在备用控制中心和各个分散的车站控制台进行监控。位于车 站控制台的VICOS OC101监督各自的本地联锁区域。
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各部分关系
TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统为连续式移动闭塞列车控制系统 ，包括点式ATP后备级别。 VICOS® OC501和VICOS® OC101为具备集中和本地操作能力的列 车自动监控（ATS）系统。 SICAS®为故障－安全、高可用性的微机联锁。 SICAS/ TRAINGUARD MT/ VICOS这三个子系统被分到四个层级 ，以便分级实现指定的功能。 这四个层次分别为：集中控制层、轨旁层、通信层、车载层。
混合的列车类型：TRAINGUARD MT能够处理具有不同特性的各 种类型的列车，如不同编组的列车、不同的加速和减速参数、 不同的列车长度。列车将会依照他们各自的特性最佳地驾驶；
TRAINGUARD MT系统在驾驶室连续的显示当前的驾驶指令（机 车信号）并且连续的监督车速。TRAINGUARD MT使用移动闭塞 原理分隔列车。TRAINGUARD MT的功能用保护区段来保障列车 之间安全间隔，使行车间隔大大减小了。
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SICAS联锁系统
采用模块化的结构，可以根据线路条件灵活配置。
采用3取2或2乘2取2配置的故障-安全计算机。无切换时间的真 正热备。
工作站、联锁计算机和电子接口模块以及相应的信号现场元件 如转辙机、信号机和轨道空闲检测装置组成SICAS联锁系统的主 要元件。
联锁计算机（IC）计算当前的联锁功能，例如排列进路、进路 锁闭和监督。电子接口模块（EIM）直接控制和监督室外设备。
列车自动控制系统ATC（1）
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主要内容
以西门子公司最先进的CBTC系统为例介绍。 西门子先进信号和控制系统主要包括：Trainguard®MT (ATP/ATO)、VICOS® OC501和VICOS® OC101列车自动监督 系统、SICAS微机联锁系统等。 西门子近年来在同类项目中积累了丰富的项目经验。 Trainguard®MT在中国的应用包括南京地铁2号线，广州 地铁4、5号线以及北京地铁10号线和奥运支线项目等。
连续式通信：无线技术实现轨旁和列车间的连续通信；
点式通信：不依赖于连续通信通道, 可以采用基于应答器的 点式通信通道从轨旁向车上传输数据；
移动闭塞运行：配合连续通信通道，列车根据移动闭塞原理 分隔，在ATP/ATO控制下实现最小行车间隔；
固定闭塞运行：配合点式通信通道，列车根据固定闭塞原理 分隔，并受ATP/ATO控制。固定闭塞运行可以作为移动闭塞运 行的后备模式；