列车自动控制系统共34页

四、信号系统基本功能
1、 列车自动监控子系统（ATS） 、 列车自动监控子系统（ ） ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。ATS系统在 系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。 系统在 系统由控制中心 ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能： 系统的支持下完成对列车运行的自动监控， 系统的支持下完成对列车运行的自动监控 实现以下基本功能： 车站设备， （1）通过 ）通过ATS车站设备，能够采集轨旁及车载 车站设备 能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状 提供的轨道占用状 进路状态、 态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行 的基础信息。 的基础信息。 （2）根据联锁表、计划运行图及列车位置，自动生成输出进路控制命 ）根据联锁表、计划运行图及列车位置， 传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。 令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。 （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 ）列车识别跟踪、传递和显示功能。 车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪， 车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪，列车识别号可由中央 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 自动生成或调度员人工设定、 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发送识别号等信息。 发送识别号等信息。 发送识别号等信息 （4）列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列 ）列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。 车运行实际的偏离情况， 车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列 车停站时分，控制发车时间。 车停站时分，控制发车时间。 中央故障情况下的降级处理， （5）ATS中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路， ） 中央故障情况下的降级处理 由调度员人工介入设置进路， 对列车运行进行调整，由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行 对列车运行进行调整， 车站完成自动进路或根据列车识别号进行 自动信号控制，由车站人工进行进路控制。 自动信号控制，由车站人工进行进路控制。

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。
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(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。
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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。
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移动闭塞具有如下特点：
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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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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。

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）

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

我国武汉轻轨1号线、广州地铁3号线采用的这类系统。
①系统的结构 系统主要由两大部分组成:车载设备和地面设备。系统组成框 图如图所示。
中继器
实现信息交换 与处理
a.轨间电缆
交叉点形成零电平抗牵引电流干扰与实现列车定位， 电缆 每隔25米设置一交叉。14位电码表示列车的地址信息 环路
代码
方
向
中
码
继
器
（4）移动闭塞ATC系统分类 • 移动闭塞ATC系统就车一地双向信息传输速率而言，可分为：
基于电缆环线传输方式和基于无线通信和数据传输媒介的传 输方式。 • 按无线扩频通信方式可分为：直接序列扩频和跳频扩频方式。 • 按数据传输媒介传输方式可分为：点式应答器、自由空间波、
裂缝波导管和漏泄电缆等传输方式。
间隔关系不大； • ④可实现较小的列车运行间隔； • ⑤采用地一车双向传输，信息量大，易于实现无人驾驶。
（3）优点
• 尽可能缩小列车运行间隔，提高行车密度进而提高运输能力。 • 列车与地面间连续的双向通信，提供连续测量本车与前车距
离的方法，实时提供列车的位置及速度等信息，动态地控制 列车运行速度 • 核心部分均通过软件实现，因此使系统硬件数量大大减少。 • 移动闭塞还常常和无人驾驶联系在一起。获得更高的效率。 • 采取了开放的国际标准，可实现子系统间逻辑接口的标准化
• 两个作用：一个是计算出最大限制速度，另一个是根据计算 出的速度与实际速度进行比较，实现列车速度监控。
v v max
v允许
s
B
A
v允许
列车信息
控制中心
v允许
列车信息
地面控制中心按地理位置存储了各种地面信息(线路坡度、曲 线半径、缓行区段的位置与长度等)，此外，沿线的信号显示、 道岔位置及列车的有关信息(车长、制动率、所在位置、实时 速度等)不断地经过轨间电缆传输到地面控制中心。地面控制 中心根据线路状况、列车运行的位置和前后列车之间的运行 间距计算出列车允许的最高运行速度、目标速度及制动曲线， 并通过轨间电缆将此上述控制信息传递给机车，车载计算机 依据地面控制中心的控制信息来控制列车的运行。

320
320
300
270
230
170
35
000
红灯
320 300 270
230
170
列车实际运行曲线
ATP 防护曲线
限
制
速
度
区
35
320
320
300
270
230
170
35
000
未确定
第14页
二、曲线速度防护模式
2.目标—距离(DISTANCE TO GO)曲线控制模式
目标－距离模式曲线控制不再对每一个闭塞分区规定一个目标速度， 而是向列车传送目标速度、目标距离（可包含多个闭塞分区）。
Km/h 200
150
100
50
0
200
160
100
0
分段制动和一次制动方式示意图
分段制动需要多个空走距离和安全距离，若采用一次制动只需要一个空走距
离和安全距离。
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二、曲线速度防护模式
1.分级曲线速度控制模式 每个闭塞分区仍然给定一个目标速度。
320
320
300
270
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35
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闭塞分区分界处绝缘节位置相对固定，且两边闭塞分区传输信息不同。 列车可以根据接收到信息的变化来了解通过绝缘节的时机，从而获得列 车位置信息。
甲站
乙站
f5
f1
f3
f5
f1
f3
f2
f4
f6
f2
f4
f6
分区1
分区2
分区3
分区4
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三、列控系统关键技术
2>计轴器定位方法 计轴传感器安放也是固定的，通过计轴器检测列车占用或者出清对应计 轴区段也可以获得列车位置信息。

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

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（三）列车运行调整功能
（1）系统调度模式的设置
不同的线路其系统调度模式不尽相同，一般有四种 模式：自动调整模式、人工调整模式、人工调度模式 和全人工模式，不同的调度模式反映了系统自动控制 的程度。
自动调整模式是调度自动控制最高级别，系统除具有人工调整
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模式的全部功能外，还具有自动调整功能，能根据时刻表，自动 地调整列车停站时间及运行等级，以保证列车的安全、正点运行。 人工调整模式指运行调整要依赖于调度员，系统除具备人工调 度模式的自动控制功能，还具有自动调度功能，即根据时刻表和

ATC系统的组成

控制中心是指挥整条线路列车运行的智囊，由 ATS子系统来完成这个功能，也可以理解为控制 中心只有ATS 子系统；联锁集中站的信号设备， 具体执行控制中心的操纵指令，负责列车的安全 运行，完成与列车的信息交换，所以联锁集中站 具有ATC 系统的三个子系统，也就是由ATS、 ATP、ATO 三个子系统相配合，来完成这些功能。
调度模式，按时自动地调度列车从折返站（或车辆段）出发。
人工调度模式是指列车的调度和运行的调整依赖于调度员指挥， 但系统具有自动进路功能，也具有时刻表和车号自动管理功能； 全人工模式系统的自动控制功能不起作用，所有的控制、调度、 调整均依赖于调度员指挥。
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（2）列车调度方式的设置
自动调整模式中，列车调度方式有二种，这是指两 列车都在终端折返线，折返线1的列车折返；还是折返 线2的列车出发？其调度方式有两种，一种是按列车运 行顺序来调度列车的方式；另一种是按列车的车号来 调度列车的方式。
顺序为ATP报文产生功能生成相应的报文。对于每个
占用的音频轨道电路产生单独的报文。
3. ATP车载功能