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ATP与A TO：1.什么是ATP？是自动实现列车安全间隔、超速防护、近路防护、进路安全和车门监控等控制技术的总称。
2.什么是ATO？是在ATP的支持下，自动实现列车加速、减速、停车和车门开闭、提示等控制技术的总称。
3.什么是ATP的核心技术？防护、列车运行间隔、速度控制、确定目标速度、测距、定位、完整性检查4.什么是ATO的核心技术？制动、驱动、惰行，巡航、无人驾驶5.ATP系统应具有下列主要功能：检测列车位置、停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门控制、记录司机操作。
6.ATP与ATO关系（画图+说明）：7.ATP系统安全完善度SIL4级；系统内部设备之间信息传输通道符合故障导向安全原则8.ATP车载设备应符合下列要求：atp系统导致列车停车应为最高安全准则2、atp车载设备的车内信号为行车的主体信号atp执行强迫制动控制应切断列车牵引，列车停车过程不得中途缓解5、列车开门或停车时，atp系统防止列车错误启动和非预期移动9.ATP系统由地面设备与车载设备组成。
地面设备包括地面计算机设备、信息传输设备、列车位置检测设备及相关接口设备。
车载设备包括atp车载计算机设备、测速设备、HMI设备、车地通信设备及相关接口设备。
10.ATP设备功能：1、检测列车位置2、监督列车运行速度3、防护列车误操作4、站台门开闭列车车门进行安全监督5、实现车载设备日检6、记录司机操作11.ATO设备：1、站间自动运行2、列车运行自动调整3、车站定点停车4、ATO或无人驾驶自动折返5、列车车门、站台门控制6、列车节能控制12.ATP保护区段设在哪里？保护区段是为超过所允许速度的停止列车而保留，避免在最不利的情况下，列车因为不能停在停车点而与前行列车相撞轨道电路：1.轨道电路作用：检查区段占用（将行车信息传送给调度）传递行车信息（轨道电路工作原理：2.为什么要迎着列车前进前进方向发送信息：顺着轮对会短路，造成收不到信息车载ATP位置”：第一轮对前方钢轨正上方3.FTGS轨道电路分为：无岔区段轨道电路、中央馈电式轨道电路、道岔区段轨道电路4.FTGS中央馈电式轨道电路工作原理：中央馈电的作用：当两站距离过长，为可靠的延长轨道电路的传输距离，采用中央馈电式数字轨道电路的电气绝缘节常态：8字馈电棒发送，两端S棒接受转换状态：为了保证信号迎着列车的运行方向传输，当列车从区段的前半部分开始进入后半部分，以占用8字馈电式的中心线为触发时间，切换该轨道电路的发送/接受方向，改由列车前方的s棒为发送端，8字馈电棒作为接收端。
三、A TP系统的主要功能A TP系统应具有下列主要功能：检测列车位置、停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门控制、记录司机操。
1、A TP轨旁功能A TP轨旁功能负责列车安全间隔和生成报文，完成任务对列车安全运行授权许可的发布和报文的准备，这些报文包括安全、非安全和信号信息等。
A TP轨旁功能又分为列车安全间隔功能和报文生成功能。
（1）列车安令间隔功能列车安全间隔功能负责保持列车之间的最小安全距离，还负责发出运行授权。
只有在进路已经排列，联锁功能中才发出列车运行授权，准许列车进入进路。
当前方列车仍在进路中时，可为后续列车再次排列进路。
由A TP轨旁功能发出的运行授权根据相应的安全停车点的选择和激活而定。
这些安全停车点的选定依赖于进路内轨道区段的状态。
安全停车点的位置在信号系统的设计中确定，这方面的信息保存在A TP轨旁设备中。
位置的选定是为了在各安全停车点以外提供一安全的距离。
在列车控制中，安全距离提供了差错的限度。
这样，在A TP监督下，列车绝对不可能发生通过危险点的情况。
(2)报文生成功能从各种A TP轨旁功能里接收请求，完成整理数据、准备和格式化要传送到A TP车载设备的报文，并决定传输方向。
这样，生成经由每个轨道区段传输的报文，然后向车载设备发出报文。
传输的报文总是与受A TP控制的接近列车运行相反的方向馈人轨道电路。
报文由变量和包含在各变量中的数据结合而成，每个变量由下列三个来源编辑而成：编人A TP轨旁单元的固定数据，包括速度限制；可依据迸路排列和轨道区段占用状态等，从有限的预设选项中选择的可转换数据；A TS功能的可变数据，若没有该可变数据，可使用编入到A TP轨旁单元的缺省值。
报文的长度和内容会随环境状态的不同而变化。
- 列车进入一段轨道区段后，立刻会生成一连串专门报文。
除其他信息以外，报文还提供列车进入该区段的时间。
这个信息必须对距离同步。
德国LZB系统
德国LZB系统采用轨道交叉环线作为车-地信息双向连续传输的媒体。
由地面TCC产生的控制命令通过通信网发送到轨旁发送/接收设备，经过信号放大后，通过轨道交叉环线传输向车载设备。
轨旁发送/接收设备还负责将轨道交叉环线接收到的列车信息放大后送回控制中心；同时，利用每100 m交叉一次的铺设方法实现列车的准确定位。
LZB系统主要由地面TCC、车-地双向信息传输系统、列控车载设备组成。
地面TCC是LZB系统的核心，它负责实时追踪、确定所管辖范围内各列车的安全运行速度，并通过车-地双向信息传输系统将速度控制命令传送给相应的列控车载设备，控制列车安全运行。
LZB系统列控车载设备包括中央逻辑机、测速测距设备和制动控制设备等。
中央逻辑机是LZB80型车载系统的核心，采用三重冗余。
中央逻辑机由以下部分构成：一个由3台计算机构成的故障-安全系统及计算机输入输出接口；冗余的电源；轨道交叉环线信号的接收器和发送器；与机车结合的设备；连续机车显示，自动运行和制动控制设备。
LZB80系统轨道交叉环线实现车-地双向信息传输。
LZB车载设备可以将列车的精确位置、实际速度、机车及列车工作状况（设备状况、轴温、供电及故障）等信息及时送到地面TCC。
TCC的计算机通过对调度集中中心下达的列车运行计划、列车运行线路状况信息（坡度、曲线半径、限制速度等）和相邻联锁中心送来的列车进路信息等进行计算和比较处理，确定出在保证行车安全的前提下使列车运行间隔最小的列车运行速度，并立即通过LZB地-车双向传输系统将这一速度控制命令传送到LZB车载设备，由此实现对列车运行速度的控制。
车载设备功能说明列控车载设备是列车运行超速防护，保证行车安全的设备，它专用于中国铁路，由下列模块组成；1.系统框图应应应应应应应应应应应应应应应CTCS-3应应应应应应应应应应应应应应2.自动列车防护控制单元(VCU)功能：CTCS-3主机控制逻辑，核心控制单元。
接收RBC传来的数据，结合BTM传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控火车运行。
3.C2 专用传输模块(C2CU)功能：CTCS-2主机控制逻辑，核心控制单元。
接收BTM传来的数据，结合TCR传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控火车运行。
4.列车网关(TSG)功能：总线转换网关，连接Pribus总线与MVB总线。
5.速度，距离处理单元(SDP)功能：速度距离处理模块处理接收从SDU传来的原始脉冲记数，经过运算处理得到当前火车运行的速度和距离数据，再通过通信总线发送给CTCS-3主机模块和CTCS-2主机模块。
6.通用保密装置+车载安全传输单元(GCD +STU-V)功能：STU-V和GCD为CTCS-3专用，内部MVB总线上数据先通过STU打包封装，再传送给GSM-R电台发送给地面RBC。
GCD是密钥管理模块。
7.列控车载数据模块功能：该模块将接收到的地面信息通过RS422通信接口与车载ATP中的STU-V相连，实现与车载ATP之间的数据交互8.测速测距单元(SDU)功能：为速度传感器(GEL 247V)和多普勒雷达(DRS05)提供电源，当列车运行时，SDU模块能够接收速度传感器和多普勒雷达发出的脉冲信号，并将脉冲信号转换成数字数据通过MVB总线发送给速度距离处理模块SDP。
9.速度传感器功能：通过检测轮轴的转速的方式，来得到当前列车运行速度。
10.雷达功能：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高於发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低於发射机率。
如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。
11.VDX 安全数字接口（安全输入输出）功能：列车接口，用于列车超速时，输入输出安全相关的信号，比如：紧急制动，全常用制动，紧急制动反馈等。
列车测速测距系统设计 学 院：机械与电子控制工程学院 专 业： 测控技术与仪器 指导教师： ** 北京交通大学列车测速测距系统设计报告摘要： .............................................................................................................................................. 1 1.系统使用背景 ................................................................................................................................ 2 2.测速系统主体系统流程图 ............................................................................................................ 2 3.列车测速系统原理 ........................................................................................................................ 2 3.1轮轴脉冲转速传感器 ......................................................................................................... 2 3.2测速定位法 ......................................................................................................................... 3 3.3信标定位 ............................................................................................................................. 3 4.传感器选型 .................................................................................................................................... 4 4.1 选型标准 ............................................................................................................................ 4 4.2 传感器类型 ........................................................................................................................ 4 4.3 传感器型号 ........................................................................................................................ 5 4.4 选定的传感器 .................................................................................................................... 7 5.隔离电路........................................................................................................................................ 8 6.整形电路........................................................................................................................................ 9 7.数据接收处理系统 ...................................................................................................................... 10 8.电源选择...................................................................................................................................... 11 总 结 ............................................................................................................................................ 14 北京交通大学列车测速测距系统设计报告
- 1 - 摘要： 本文阐述了基于霍尔传感器的列车测速测距系统的设计，详细给出了系统的构成、传感器的选择、隔离电路和整形电路的设计、单片机系统的设计等问题。
关键词： 霍尔传感器 测速 测距 铁路机车
引言： 随着高速铁路飞速发展，在时速超过350 km/h的高速铁路线路上，列车的测速定位问题显得越来越重要。传统的轨道电路定位法由于定位粗糙、精度不够，并且无法检知列车的即时速度，难以满足高速列车的定位要求。还有一种利用电机方式实现测速定位方法，该方式只适用于列车运行速度较低的线路。测速和定位还可通过外加输入信号直接获取列车的位置和速度信息，但该方式的测量精度受到一些因素的制约，在性价比方面存在局限性。传感器在高速铁路的测速和定位技术中成为当前的主流产品，应用较广，有多种类型：脉冲转速传感器、惯性加速度传感器、相对传感器、地面传感器、绝对传感器等。 北京交通大学列车测速测距系统设计报告
- 2 - 1.系统使用背景 随着铁路运输运行速度的提高，为保障列车安全、高效运行，需要设计可靠、精确的列车测速测距系统，以满足行车组织的需要。在列车运行过程中，可能出现打滑、空转等问题，而镟轮等问题也会影响列车测速测距的精准度。为了解决以上问题，我们设计了如下的列车测速测距系统。
2.测速系统主体系统流程图 传感器 隔离电路 整形电路
信号交换 单片机 3.列车测速系统原理 3.1轮轴脉冲转速传感器 轮轴脉冲转速传感器在高速铁路中应用较为广泛。轮轴脉冲转速传感器测速的基本工作原理：利用车轮的周长作为“尺子”测量列车走行距离，根据所测距离测算列车运行速度，其基本公式为：
V=πDn/3.6 式中，π=3.14，D为车轮直径，n为车轮转速。 从上式可知，测量列车速度就是检测列车车轮转速和列车轮径。脉冲转速传感器安装在轮轴上，轮轴每转动一周，传感器输出一定数目的脉冲，使脉冲频率与轮轴转速成正比。输出的脉冲经隔离和整形后直接输入计算机CPU进行频率测量，再经换算从而得出车组速度和走行距离闭。其原理框图如图1所示。
图1 脉冲转速传感器原理框图 北京交通大学列车测速测距系统设计报告
- 3 - 3.2测速定位法 测速定位法是一种辅助定位方法。在轨道电路定位法定位法中，车在区间的始端还是终端是无法判断的，对列车定位时的最大误差就是一个区段的长度。为了得到较为准确的位置信息，在计算具体位置信息时通常要引入列车的即时速度信息。引入测速信息后大大减小了定位的误差。目前使用较多的列车测速一般是：通过测量车轮转速，然后将车轮转速换算为列车直线速度。
图2:编码里程仪测距原理 列车车轮运动一周，霍尔开关输出64个或128个脉冲。列车车轮运动一周，霍尔开关输出的脉冲数越多，测速和／或测距精度越高。
列车运动速度＝单位时间内霍尔开关输出的脉冲数×（πΦ／霍尔开关每周输出的脉冲数）
列车运动距离＝编码里程计输出的脉冲数×（πΦ／霍尔开关每周输出的脉冲数） 式中Φ为列车车轮的直径。 由于列车周而复始地运动，车轮轮径不断磨损，目前城市轨道交通系统中允许列车车轮的轮径范围为840mm～770mm，电力机车1250mm，内燃机车1050mm，客车915mm，货车840mm，地铁车840mm等等，计算时代入相应的轮径即可。因此Φ是个变量，要定期或不定期地进行修正。
3.3信标定位
信标是安装在线路沿线反映线路绝对位置的物理标志。信标分有源信标和无源信标两种, 有源信标可以实现车地的双向通信, 无源信标类似于非接触式IC 卡, 在列车经过信标所在位置时, 车载天线发射的电磁波激励信标工作, 并传递绝对位置信息给列车。
城市轨道交通系统中所使用的信标大部分为无源信标, 安装在轨道沿线。信标的作用是为列车提供精确的绝对位置参考点(也可以提供线路的坡度、弯度等其它信息)。由于信标提供的位置精度很高, 达厘米量级, 常用信标作为修正列车实际运行距离的手段。采用信标定位技术的信息传递是间断的, 即当列车从一个信息点获得地面信息后, 要到下一个信息点才能更新信息, 若其间地面情况发生变化, 就无法立即将变化的信息实时传递给列车, 因此, 信标定位技术往往作为其它定位技术的补充手段。
