…………………………．宴子蕴 ＿（（（－Ｊ 城市轨道交通列车自动控制系统简介 天津滨净陕速交通发展有限公司 侯科阳 刘洪亮 【摘要】列车自动控制系统是保证列车运行安全的重要设备，本文介绍了城市轨道交通列车自动控制系统（ＡＴＣ）的组成和特点，对列车自动控制系统中的列车超速防护系 统（ＡＴＰ）、列车自动驾驶系统（ＡＴＯ），列车自动监控系统（ＡＴＳ）三个子系统进行简要的概述。 【关键词】城市轨道交通；列车控制系统；超速防系统；地铁 一、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（ＡＴＯ—Ａｕｔｏｍａｔｉｃ 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 ＡＴＰ通过轨道电路或者无线ＧＰＳ系统检测 列车实际运行位置，自动确定列车最大安全 运行速度，连续不间断地实行速度监督，实 现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保 证实现规定地行车间隔。防止列车超速和越 过禁止信号机等功能。 按工作原理不同，ＡＴＰ子系统可分为“车 上实时计算允许速度”及“地面集中计算后 直接向列车传送速度信息”两大类。前者的 工作原理是：通过车一地通信，不断将地面 信息、线路参数信息、前方目标点的距离和 允许速度信息等等传至车上，由车载计算机 实时计算得出即时的运行速度，依此对列车 速度实现速度监控。 在ＡＴＰ基础上建立的ＡＴＣ，其功能还包括 对列车的起动、加速、惰行的监控。它是按 规定程序结合有关地面信息来实施操作的， 可以使列车经常处于最佳运行状态，避免了 不必要的、过于剧烈的加速和减速，因此明 显提高了旅客的舒适度，提高了列车的准点 率，以及减少了轮轨磨耗。若与列车的再生 制动配合，可以最大限度地节省电能。 ＡＴＰ系统由地面ＡＴＰ设备和车载ＡＴＰ设备构 成，地面设备主要包括轨道电路机构，联锁 控制机柜，站联通信机柜，轨道电路，色灯 信号机，道岔转辙机等设备组成。车载ＡＴＰ设 备主要由车载ＡＴＰ ＣＰＵ板，供电板，输入输入 继电器板，列车状态采集电路板，司机状态 显示单元，速度传感器等构成。 （二）列车自动驾驶（ＡＴＯ） 列车自动驾驶系统的最基本功能包括： 列车车站发车、列车区间运行、跳停、站内 精确停车、列车自动折返、扣车等。 列车自动驾驶系统根据ＡＴＰ系统提供的 控制信息，如前方信号机状态，前方道岔状 态，当前线路允许运行的最高速度等信息， 实时计算列车达到目标速度值所需要的牵引 力和制动力的大小，通过列车接口电路，完 成对列车的加速与减速作业。 列车自动驾驶系统是闭环自动控制系统， 即列车一方面检测本列车的实际行车速度，另 一方面连续接收地面给予的最大允许车速，并 依据其他与行车有关的因素如机车牵引特性、 区间坡道、弯道等，求得最佳的行车速度，控 制列车加速或减速，及紧急制动。 在列车自动驾驶系统中，司机起监督作 用。ＡＴＯ￥ｆｌ￣助ＡＴＰ工作，ＡＴＰ系统的完好是ＡＴＯ 工作的基础，ＡＴＯ接受来自ＡＴＰ的信息，其中 有ＡＴＰ速度指令、列车实际速度和列车走行距 离。此外还从ＡＴＳ子系统接受到列车运行等级 等信息。根据以上信息，ＡＴＯ通过牵引／制动 线控制列车，使其维持在一个参考速度上运 行；并在车站站台准确停车。 ＡＴＯ系统由车载设备和车地通信系统构成， 车载设备包括ＡＴＯ ＣＰＵ板，车地通信板，信息采 集电路板，牵引／＊ｄ动驱动板构成。车地通信系 统包括轨旁车地通信换线，车地通信控制机柜 等构成。其中车载ＡＴＯ设备是列车驾驶系统中核 心设备，它由硬件和软件两部分组成。 （三）列车自动监控系统（ＡＴＳ） 列车自动监控系统主要是通过计算机 来组织和控制行车的一套完整的行车指挥系 统。ＡＴＳ将现场的行车信息及时传输到行车 指挥中心，中心将行车信息综合后，适时无 误的向现场下达行车指令，以保证准确、快 速、安全、可靠。 ＡＴＳ在ＡＴＰ和ＡＴＯ系统的支持下，根据运行 时刻表完成对全线列车的自动监控，可自动 或由人工监督和控制正线（车辆段、停车场、 试车线除外）列车进路，并向行车调度员和外 部系统提供信息。ＡＴＳ功能由位于控制中心内 的设备实现。 ＡＴＳ功能：自动进行列车运行图管理，及 时调整运行计划，监控列车进路，自动显示 列车运行和设备状态，完成电气集中联锁和 自动闭塞的要求。 ＡＴＳ系统不断地对计划时刻表与实际时刻 表进行比较，通过调整停站时问自动调整列 车按计划时刻表运行，在此基础上自动产生 列车的出发时间。在装备有ＡＴＯ的线路上能通 过对列车运行等级的设置实现对列车运行的 自动调整。调度员也可通过人工命令调整列 车停站时间来调整列车运行。 ＡＴＳ系统能及时记录被监测对象的状态， 有预警、诊断和故障定位能力；监测列车是 否处于ＡＴＰ保护状态；监测信号设备和其他设 备结合部的有关状态；具有在线监测与报警 能力；监测过程应不影响被监测设备的正常 工作。在相应工作站上，报告所有故障报警 的状况并予以视觉提示，直到恢复正常状态 为止。重要的故障以音响报警提示，直到确 认报警状况为止。 四、结语 随着计算机技术、微电子技术的发展，是 列车控制系统完成了一场革命，依赖列车控制 系统的进步，地铁列车的最小行车间隔已经缩 至ｌＯＯｓ以下。采用先进的列车控制系统，将大 大提高行车的安全性，使得因人为的疏忽、设 备的故障而产生的事故率降至最低。 参考文献 【１】吴汶麒．城市轨道交通信号与通信系统嗍．中国铁道 出版社，１９９８． ［２】毛俊杰．高速铁路列车速度自动控制系统嗍．中国铁 道出版社，１９９４． ［３】赵志熙．车站信号控制系统［Ｉｖｑ．北京：中国铁道出版 社．２００５．
城市轨道交通列车控制系统（信号）的发展及展望
目前，中国已经开通轨道交通的有北京、上海、天津、广州、长春、大连、深圳、武汉、南京、重庆等10座城市，25条线路，运行线路总里程超700公里，在 建线路达837公里，预计“十一五”期间将有超过1500公里的轨道交通投入运行。此外，在中国48座百万人口以上的特大城市中，已经有30多座城市开展 了城市轨道交通建设的前期工作，20多个城市上报了轨道交通网规划方案，规划线路62条，总长约1700公里，总投资6200多亿元。
一方面，中国的城市轨道交通建设规模空前，方兴未艾；另一方面，机电系统如车辆、牵引及信号控制等依赖国外供货的局面仍制约着中国城市轨道交通建设的开 展。车辆牵引系统的国产化已取得阶段性成果，而地铁轻轨的信号控制系统的国产化还处于举步维艰的阶段。信号系统已成为中国城市轨道交通建设的关键瓶颈，政 府部门在思索良策，地铁轻轨业主呼吁国内有社会责任感的公司提供自主知识产权的信号系统，以打破垄断、改变目前受制于人的窘境。
列车控制系统（信号）
所有的地铁轻轨均离不开核心的控制设备——列车运行自动控制系统ATC（Automatic Train
Control），它包括三个子系统：列车超速防护系统ATP（Automatic Train Protection）；列车自动驾驶系统ATO（Automatic Train Operation）；列车自动监控系统ATS（Automatic Train
Supervision）。
ATP子系统为ATC系统的安全核心，负责列车间的安全间隔、超速防护、进路控制及车门与站台门的安全监控，包括正线联锁、车载和地面设备等。
ATO子系统在ATP子系统的安全防护条件下使用，负责列车车速的调整和控制列车的运行。完成牵引、惰行和制动操作，实现列车的站间运行、车站的定点停 车、折返控制等。它有利于行车效率的控制、列车节能、提高旅客乘坐的舒适度和减轻司机的劳动强度。ATO子系统控制的重点是进行列车运行正点控制、舒适度 控制和精确度控制。
目 录
摘 要 ................................................................................................................................................................... 5
第1章 绪论 ........................................................................................................................................................ 6
1.1 选题的背景和意义 ............................................................................................................................... 6
1.2 本文的主要内容 .................................................................................................................................... 6
第2章 DCS数据传输系统 ......................................................................................................................... 7
2.1数据传输系统的组成 ........................................................................................................................... 7
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全自动运行城市轨道交通的列车控制管理系统
作者：仇年柱
来源：《西部论丛》2020年第06期
摘 要：近年来随着车辆、信号、通信和综合监控等核心专业自动化水平的不断提高。城市轨道交通全自动运行列车采用无人值守运行。列车一旦发生火情，如果没有被及时发现并采取相应措施，很有可能会造成人员伤亡。出于对安全的高度重视，火灾报警系统在城市轨道交通全自动运行的列车上已成为标配系统。本文就全自动运行城市轨道交通的列车控制管理系统
展开探讨。
关键词：城市轨道交通;无人值守的全自动运行;车辆;列车控制管理系统
引 言
UTO（无人值守的全自动运行）是指列车上无需司机，而是由系统自动实现自动化等级为GoA4（无人干预列车运行）的列车全自动驾驶模式。UTO的实现主要依靠列车的信号、通信和车辆等核心系统的综合协调控制。列车控制管理系统（TC-MS）是UTO车辆运行的大脑，也是车辆与信號ATC（列车自动控制）数据通信的唯一接口，用于收集和控制车辆运行的牵引辅助、制动、车门、空调等信息，因此TCMS在UTO的功能实现中起到关键作用。
1全自动运行的特点
目前有不少城市正在考虑发展无人驾驶的全自动运行系统，因为它具有许多优点，成为城市轨道交通的发展方向。（1）提高服务水平。全自动运行可以实现列车精确定位、高速运行、实时跟踪和自动折返，能有效地缩短列车运行间隔，提高行车密度和运送速度，适应大客流的需要。低峰时段和夜间也可保持合理的行车间隔，缩短乘客的候车时间，增加乘客的安全感。车上和车站内的流动值勤人员可提高服务水平。（2）优化行车组织。行车计划的安排和行车调度有更大的灵活性，不受人员编制的制约，从而提高系统的效率。运能安排可更接近于客流变化，对于特殊的情况，例如博览会期间，可以保持长时间连续运行。（3）提高劳动生产率。实现全自动运行后，可以安排更多的工作人员直接面向乘客，提供更好的服务。另一方面可以进一步提高员工的技能和素质。（4）保证行车安全。计算机控制的精确度和快速反应，可以避免人工操作易受主观和外界因素的干扰，而造成安全方面的不确定性和不稳定性。
