列车自动控制系统35页PPT

元
左右两边门都关闭，两锁闭继电器
接点闭合，送回24V电压给ATP，
否则，不能送回24V电压，ATP车
载单元通过检测是否送回该电压来
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判断两车门是否关闭。
强行开门按钮
ATP接口
ATP车载单元向强行开门按钮接点输送24V电压，当强 行按钮被按压，接点闭合，24V电接地，ATP车载系统 通过检测该电压是否接地来判断强行开门按钮是否被按 压。
或者按压强行开门按钮，ATP才允许开门，ATP
送电压给车辆上相关继电器，当送的是110V时候，
车门打开，否则，车门不能打开。
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三、ATO子系统的工作 原理
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ATS 定位系统
ATO
ATP 测速 传感器
驱动、制动 控制设备
列车数据
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ATO子系统的主要功能
1、速度调节功 能
2、车站程序对位停车控 制
后退监督
报文监 督功能
设备监 督功能
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主控钥匙开关
ATP接口
双通道 主控钥匙开关
+110
车
ATVP车
辆
载单元
主控钥匙开关打开，接点闭合，
ATP检测到DC110V电压，
ATP激活；
主控钥匙开关没打开，接点没 闭合，ATP检测不到DC110V 25
门控接点
左门锁闭
ATP接口
右门锁闭
+24V
车辆
ATP车载单
后续列车制动曲线 先行列车
保护段
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不同闭塞制式的ATC系统
（5）移动闭塞系统的ATC分类
按传输速率分类
按无线扩频通信方式
按传输媒介
•基于电缆环线 •基于无线通信 和传输媒介

站信号控制的重要参数，据此可以为列车自动排列进
路。在运行过程中，系统将各次列车的目的地号，传
送给车站信号设备，以控制列车进路，所以车次号是
列车描述中很重要的部分。 司机号由司机在车上人工输入，并通知调度人员，
说明哪一位司机在操纵哪一列车。 列车号的设置，是为了使系统跟踪列车的运行，从
而产生车辆运行里程报告。
精选课件
13
(3)ATC功能：在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实 14 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；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。
精选课件
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13➢ATC系统的功能
(1)ATS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、道岔和信号的控制，将进路、 轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC功能。 联锁功能由分布在轨旁的设备来实现。
精选课件
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移动闭塞具有如下特点：
9
灵活：制动的起点和终点是动态的，与轨旁设备数 量及行车间隔关系不大
高效：可实现较小的行车间隔
先进：可实现车地双向通信，易于实现无人驾驶。
安全：列车间隔按照后续列车在当前速度下所需的 制动距离加上安全余量计算而得。
舒适：没有固定分区，行车间隔是动态的，并随前 一列车的移动而移动，速度限制连续变化。

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8
PSS ERR
M2+ M1+ M2- M1-
HS2 HS1
L
R
SHIFT RUN
PSS ERR
M2+ M1+ M2- M1-
HS2 HS1
L
R
SHIFT RUN
PSS ERR
M2+ M1+ M2- M1-
HS2 HS1
L
R
SHIFT RUN
ECC-CU
ECC-CU ECC-CU
DEK 43 = 双电子接触,双轮 轴检测器
2021/4/25
R1,R2 = 接收器
T1,T2= 发送器
TCB = 轨旁连接箱
Tr = 变压器
VDC = 供电电压
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Vf1 = 信号电压 f1
Vf2 = 信号电压 f2
ZP43 计轴器和Az S运算计算机
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2021/4/25
ATP子系统原理-轨旁设备
连接电缆 轨旁电缆
R1
R2
T1
T2
Generator 43 kHz
U DC
f1
f2
DC DC
电压 转换
U
U
f
f
U DC
Tr
VDC Vf1 Vf2
运算计算机
DEK 43 双轮轴检测器
接收放大器 滤波器 放大器 调理器 电压-频率转换器
ZP 43
带通滤波器
TCB
图例: ZP43 = ZP 43 轮轴检测设备
每个OBCU使用自己的测速电机传感器、雷达和应答器天线。 如果正在使用的传感器故障，尾部OBCU就会取得列车的控制 权和监督权。

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二：列车运行控制系统 ———CTCS-2车载设备
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学习掌握要求： 一、CTCS-2级车载设备的功能； 二、CTCS-2级车载设备构成；
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一.CTCS-2级车载设备的功能
CTCS-2级列控车载设备负责接收地面数据命令信息， 生成速度模式曲线，监控列车运行，保证行车安全。
车载设备的主要功能包括：自检功能；数据的输入和 存储；界面显示；信息接收和发送；静态曲线比较；动 态曲线比较；列车定位；速度的测量及显示；行车许可 和限速命令显示；行车许可和限制速度的监督；司机操 作的监督；溜逸防护；信息记录；自动过分相；站名和 公里标显示；在非CTCS-2级区段运行功能；特殊行车功 能；其他防护功能。
②屏幕显示器：有屏幕显示器和数码显示器，屏幕显示器以 屏幕滚动方式显示实际运行速度轨迹曲线及模式限制速度 曲线，以图形、符号和文字形式显示地面信号机的位置、 种类以及运行线路的曲线、坡道、桥梁、隧道及道口信息。
③列车事故状态记录器：在发生事故后可提供详细、准确的 列车运行状态数据，事故状态记录器具备抗冲击性能。
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第一章. LKJ列车运行监控记录装置
▪ 一、LKJ系统概述： ▪ 二、LKJ系统组成：
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掌握要求
▪ LKJ2000型监控装置的功能； ▪ LKJ2000型监控装置的组成
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一、 概述
LKJ列车运行监控记录装置
▪ 它LKJ是中国列车运行控制系统(CTCS Chinese Train Control System)体系的组成部分，是用于防止列车冒进信 号、运行超速和列车溜逸的重要行车设备。它在实现安全速 度控制的同时，可采集记录与列车安全运行有关的各种机车 运行状态消息，促进了机车运行管理的自动化。

连续式自动列车运行控制系统连续式自动列车运行控制系统连续式自动列车运行控制系统工作原理图连续式自动列车运行控制系统工作原理图控制中心列车信息列车信息允许ctcsctcschinesetraincontrolsystemchinesetraincontrolsystem简介简介为确保列车运行安全提高运输效率结合我国铁路的特点研究制定中国列车运行控制系统ctcs的技术规ctcsctcsctcsctcs系统组成系统组成车载子系统ctcsctcs系统组成系统组成22列车运行控制系统概况ctcsctcs地面子系统地面子系统列车控制中心tct无线闭塞中心rbcctcsctcs系统组成系统组成车载子系统车载子系统组成组成无线系统车载模块ctcsctcs系统组成系统组成ctcsctcs系统结构示意图系统结构示意图ctcsctcs系统组成系统组成ctcsctcs应用等级分类应用等级分类ctcs应用等级4l4ctcsctcsctcsctcs应用等级应用等级00由通用机车信号列车运行监控装置组成为既有系统
本章总结：
本章主要介绍了列车自动控制系统的相关知识， 特别介绍了中国列车控制系统的组成及应用等 级分类。我讲这课的主要目的是让大家对列车 自动控制系统原理做一个具体的了解。列车自 动控制系统的原理大致可以概括为由ATP检测 列车的实际位置，限制列车的速度，保证列车 的安全距离；由ATS对对列车实际运行情况进 行实时控制，指挥调度列车运行；最后由ATO 根据ATP和ATS传过了的数据进行驱动和制动 控制，从而保证了列车的正常运行。
ATP示意图
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ATP运行原理
6
列车自动控制系统
列车自动监控系统(ATS)
ATS (Automatic Train Supervision，简称ATS)子系统的 主要功能是监控列车运行状态, 采用软件方法实现联网、通 信及列车运行管理自动化。 它是通过计算机来组织和控制行 车的一套完整的行车指挥系统。列车控制中心计算机系统根 据计划运行图及列车实际运行情况实时控制、指挥列车运行。 各车站的计算机直接控制信号、道岔以及排列列车的进路。 ATS系统可根据需要修改列车运行图，合理调整列车运行。 列车的实际运行情况，是由中心计算机进行实时数据采集， 绘制实际运行图并可完成各种数据的统计、打印、编制报表 等功能。

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

2024/1/24
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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。
20
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

•数据通信对所 有的子系统透 明
•可以与无人驾驶结合， 避免司机误操作或延 误，从而提高效率
•安全关联计算机采用3取 2或2取2冗余配置，可保 证故障安全。
•车地双向通信， 实时提供列车 的位置及速度 等信息。
•模块化设计，核心 部分采用软件实现， 硬件数量大大减少
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不同闭塞制式的ATC系统
后续列车
无源，高信息容量，安装灵活，结构简单。
点式ATC 系统
价格明显低于连续式ATC
在北京5号线有应用
难以适应行车密度大的情况
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不同结构的ATC
(1)点式ATC的基本结
构
ATP 总线
中央处理单元
测速传感器
天线 应答器
车载设备 地面设备
LEU
信号机或联锁设备
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不同结构的ATC
点式ATC系统设备 ①地面应答器 评估
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不同结构的ATC
•.A型应答器（无源设备） • (1)用于确定列车位置 • (2)当一辆列车驶过应答 器，它会收到一条标识应答 器的消息
•.B型应答器（有源设备）
• (1)信号机B信标
（安装于信号机旁与信号
机相联锁）
• (2)进路B信标（安
装于道岔前，指示是否需
要侧向速度通过道岔）
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不同结构的ATC
安 • 列车间隔按照后续 全 列车在当前速度下
所需的制动距离加 上安全余量计算而 得。
舒
• 没有固定分区，行
适
车间隔是动态的，
并随前一列车的移
动而移动，速度限
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制连续变化。
不同闭塞制式的ATC系统
（3）移CB动TC闭（塞com的m技uni术at优ion势s based train control）

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
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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。

行。
未来发展趋势与挑战
随着科技的不断进步和应用需求的不 断提高，列车自动控制系统将朝着更 加智能化、自动化、安全可靠的方向 发展。
同时，随着城市交通和高速铁路的不 断发展，列车自动控制系统将有更广 泛的应用前景和市场需求，需要不断 加强技术研发和应用推广。
未来列车自动控制系统将面临技术更 新换代、网络安全、数据安全等方面 的挑战，需要不断进行技术研发和创 新。
通过融合多种传感器数据，可以提高列车定 位的准确性和鲁棒性。
列车通信技术
无线通信
利用无线通信技术，列车可以 与地面控制中心进行实时通信 ，传输控制指令和状态信息。
有线通信
通过铁路专用的有线通信网络 ，列车可以与相邻的列车进行 通信，实现列车间的信息交互 。
移动通信网络
利用移动通信网络，如4G或 5G，列车可以将实时数据传输 到远程控制中心。
系统组成与结构
总结词
介绍列车自动控制系统的组成和结构。
详细描述
列车自动控制系统主要由列车控制设备、轨旁控制设备和其他辅助设备组成。列车控制设备包括列车自动驾驶模 块、列车防护模块和列车设备、电源设备等。
系统工作原理
总结词
02
列车自动控制系统的关 键技术
列车定位技术
全球定位系统（GPS）
利用GPS技术，列车可以实时获取自身位置 信息，提高定位精度和可靠性。
惯性导航系统
利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器，列车 可以自主计算出自身的位置和姿态。
轨道电路
通过轨道电路，列车可以检测到铁轨上的信 号，从而确定列车的位置。
多传感器融合技术
《列车自动控制系统 》PPT课件
目 录
• 列车自动控制系统概述 • 列车自动控制系统的关键技术 • 列车自动控制系统的应用与发展 • 列车自动控制系统的实际案例分析 • 列车自动控制系统的安全与维护