广州地铁3号线ATO模式下的列车控制

一．地铁信号系统的构成地铁信号系统是保证列车安全、准点、高密度运行的重要技术装备。

世界各大城市的地铁信号设备大多采用列车自动控制系统（简称ATC，Automatic Train Control）。

通常ATC系统由三个子系统组成：(1)列车自动监控子系统（简称ATS，Automatic Train Supervision）；(2)列车自动防护子系统（简称ATP，Automatic Train Protection）；(3)列车自动运行子系统（简称ATO，Automatic Train Operation）。

二、ATC各子系统的功能1.列车自动监控子系统(ATS)(1)列车自动识别、列车运行自动跟踪和显示。

(2)运行时刻表或运行图的编制及管理。

(3)自动和人工排列进路。

(4)列车运行自动调整。

(5)列车运行和信号设备状态自动监视。

(6)列车运行数据统计、列车运行实绩记录。

(7)操作与数据记录、输出及统计处理。

(8)列车运行、监控模拟及培训。

(9)系统故障和故障恢复处理。

2.列车自动防护子系统(ATP)(1)检测列车位置，实现列车间隔控制和进路的正确排列。

(2)监督列车运行速度，实现列车超速防护控制。

(3)防止列车误退行等非预期的移动。

(4)为列车车门、站台屏蔽门或安全门的开闭提供安全监控信息。

(5)实现车载信号设备的日检。

(6)记录司机操作和设备运行状况。

3．列车自动运行子系统（ATO）(1)启动列车并实现站间自动运行。

(2)控制列车实现车站定点停车、车站通过和折返作业。

(3)与行车指挥监控系统相结合，实现列车运行自动调整。

(4)车门、站台屏蔽门或安全门的开、闭监控。

(5)列车运行节能控制。

三、ATC系统制式ATC系统分为固定闭塞式ATC系统，准移动闭塞式ATC系统，移动闭塞式ATC系统。

（1）固定闭塞式ATC系统（fixed block）国内早期建设的地铁信号系统采用固定闭塞式ATC系统，如北京地铁1号线和上海地铁1号线。

地铁是怎样控制停车，把门对准屏蔽门那里的？地铁是依靠什么来控制门与门之间的恰好配对？zuko，困难户地铁列车进站停车要进行对标，保证车门与屏蔽门一一对应，停稳后车门屏蔽门同步打开。

解释一下：车门与屏蔽门的对应关系并不是像题主理解的一样。

并非一个车门一个屏蔽门组成一个小系统，而是整侧车门、整侧屏蔽门分别为两个系统，系统间联动依靠信号系统完成。

对标是保证车门屏蔽门对应的必要环节。

在目前的地铁运营中，对标和联动开门都可以依靠信号系统自动完成。

司机则负责监控设备运行，还有在故障情况下人工介入操作。

题主想了解信号系统是如何运作的。

因此在此多言几句。

地铁的信号系统源自于铁路。

由于行车特点的日趋分化，现在的地铁信号系统已经不同于铁路，但基本原理一致。

地铁信号系统发展已经比较成熟，理论上已经可以具备全自动运行的条件，例如广州地铁APM 线（珠江新城自动输送系统）。

信号系统是一套收集列车运行数据、轨旁设备数据进行信息处理，根据列车运行图和收集到的信息控制列车、设备设施运行，以保障行车安全的系统。

那么信号系统是如何运作的呢？列车在线路上以ATO 模式（自动）运行时，根据设定好的速度运行，计轴区段（轨道电路计轴）对列车进行定位，控制前后安全距离，对后方的列车车速进行控制，以保证行车安全。

除此之外，信号系统控制道岔、信号机以排列进路。

列车进站时，信号系统根据设定数据控制列车进站对标，以保证列车车门与屏蔽门一一对应，列车停稳后，发出信号，信号系统根据接收到的信号控制列车车门与站台屏蔽门同步开启，等一定时间后再发出指令控制车门与屏蔽门同步关闭。

确认车门、屏蔽门关好后发出发车指令，列车依照设定速度动车。

这样就形成了完全的自动驾驶。

但由于客流的不确定性与不均衡性，很难保障在一定时间内乘客能够上下车完毕，所以列车在停稳开门后，司机会将自动模式切换成人工模式，以保障乘客上下车的顺利完成，确保安全后人工关闭车门屏蔽门，待确认站台、列车安全后，转为自动驾驶模式，此时，信号系统确认安全后将自动动车。

列车运行控制参考文献高速铁路的崛起和发展给世界铁路的重新振兴带来了勃勃生机，使铁路装备技术水平跃上了一个新台阶。

作为高速铁路的关键设备之一，列车速度自动控制系统具有以下3大特点：① 以高速铁路的崛起和发展给世界铁路的重新振兴带来了勃勃生机，使铁路装备技术水平跃上了一个新台阶。

作为高速铁路的关键设备之一，列车速度自动控制系统具有以下3大特点：① 以车载显示为行车凭证；② 用速度命令代替色灯含义；③ 信号直接控制列车制动。

44528与远程铁路相比，近年来城市轨道交通的发展较快，目前我国除北京、上海、广州已在建造现代化地铁外，大连、武汉、南京、沈阳、深圳等许多大城市也都在地铁、轻轨及城郊列车等城市轨道交通方面，着手建设或开展筹备工作。

地铁和城市轻轨铁路与高速铁路相比，尽管行车速度不高(8O km／h以下)，但列车间隔时间短，必须装备可靠性强的列车速度自动控制系统。

时至今日，城市轨道交通列车速度自动控制系统(ATC)在技术上已十分成熟，成为城市轨道交通的一个不可分割的组成部分2.与课题有关的文献内容：1.《城际铁路运营特点及列车运行控制系统功能定位研究》：：在国内目前尚未制订城际铁路技术标准的情况下，研究分析我国城际铁路的运营需求及可能呈现的特点，提出城际铁路列车运行控制系统应遵从国铁客运专线CTCS列控系统技术体系，并由此扩展ATP功能、新增ATO功能等观点。

在此基础上，对城市轨道交通和城际铁路ATO 的主要功能(列车自动驾驶、列车运行自动调整、节能运行、车站停车管理、车站跳停、精确定位停车、列车车门及站台门管理、列车自动折返等)进行了较为详细的对比分析，并参照中国铁路列车运行控制系统(CTCS)的分级思路，将城际铁路列车运行控制系统的功能定位划分4个层级(即最低功能、基本功能、高级功能、全面功能)，最后提出了我国城际铁路列车运行控制系统应优先采用高级功能层级的推荐意见。

2.《Check方式列车运行控制系统》: 介绍了上海市轨道交通明珠袅过程信号系统— check方式的列车运行控制系统。

地铁列车全自动驾驶浅析发表时间：2018-01-23T11:05:03.803Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第24期 作者： 李炎龙[导读] 近年来，国内较多城市轨道交通线路开始尝试全自动驾驶技术。

摘要：地铁列车全自动驾驶是一种将列车驾驶员执行的工作完全由自动化的、高度集中的控制系统所替代的列车运行模式。地铁列车全自动驾驶系统的出现，不仅避免了人为操作带来的诸多不利影响，还提升了地铁列车的运营效率，降低了风险，改善了列车运行的舒适性。为此，本文首先阐述了当前地铁列车全自动驾驶的发展现状，分析了地铁列车ATO全自动驾驶系统的运行原理，并以深圳城市地铁11号线的自动驾驶系统为例进行探讨。 关键词：地铁列车；全自动驾驶；ATO系统

1.地铁列车全自动驾驶发展现状 近年来，国内较多城市轨道交通线路开始尝试全自动驾驶技术，2016年年底开通的香港南港岛线是中国第一条正式运营的GOA4等级的全自动无人驾驶线路，今年开通的北京燕房线、上海8号线三期等计划在通车后实现“全自动运行”，南京7号线也按照全自动驾驶设计。

轨道交通自动驾驶技术已相对成熟，截止2016年7月，全球37个城市55条线路采用全自动驾驶，运营里程达803公里，车站848座；即全球157个轨道城市中近四分之一的城市至少有一条线路以全自动模式运行，运营里程占全部里程的6%，预计到2025年全自动驾驶轨道交通线路里程将超过2300公里。 2.地铁列车自动驾驶系统分析 2.1列车自动控制系统概述 当前地铁列车的运行中，要想保证城市地铁列车交通系统的高效率与高密度，列车自动控制系统（ATC）是必不可少的，ATC系统包括：列车超速防护子系统（ATP）、列车自动驾驶子系统（ATO）及列车自动监控子系统（ATS），其中ATO子系统根据ATS提供的信息，在ATP正常工作的基础上，实现最优驾驶、提高舒适度、降低能耗、减少磨损。 2.2 ATO系统的作用 从运行中所起作用来说，ATO主要实现驾驶列车的功能，能进行车速的正常调整，给旅客传送信息，进行车门的开关作业，但这只是执行操作命令，不能确保安全，这就需要ATP来进行防护。ATP起监督功能，对不符合安全的情况给予防护，保证列车不超速，车门不误动。由此可见ATP系统是列车运行时必不可少的安全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行水平（准点、平稳、节能）的技术措施。在任何时候，只要ATP系统正常的话，就应让其执行防护工作，以确保行车安全。 2.3 ATO系统的运行原理 由于地铁列车的运行密度越来越大，安全性要求越来越高，所以要求有ATS系统，以使列车按照设计好的时刻表准确有序地运行，并监视列车运行状态实现智能调度。ATS设在地铁线路中较大的车站，控制中心与各站连锁设备间的联系由遥控系统来完成。ATO从ATS处得到列车运行任务命令，信息是与地面线路信息一起组成报文，通过轨道电路传送，由车载ATP统一接收。ATP将处理过后的对ATO有用的信息传给ATO，并显示相关信息，且不断地监视ATO的工作。ATO获得有用信息后，并根据实际运行速度和ATP的最大允许速度，计算运行速度，得出控制量并执行控制命令。巡航/惰行模块由独立的控制器来辅助完成，定点停车采用站内交叉环线实现。到站后ATO通过列车位置识别系统（PTI）的天线向地面发送列车信息，并传到ATS，以便识别列车的位置。ATS根据此列车信息确定列车的新任务后再次通过轨道电路传送给ATO。在区间运行时，每进入新的轨道区段，ATO便接收新的地面信息，以便进行速度调整。在运行过程符合ATO条件时，允许灵活地切换到ATO模式。ATO的工作原理图如图1。 3.深圳地铁11号线的自动驾驶分析 深圳地铁11号线建成线路全长51.936公里，在地铁建设的过程中，本人全程参与了新线建设，主要负责车载信号CC设备静调、动调及轨旁数据校核测试等工作，其于2016年6月28日开通，是首条时速达120KM/H的大编组地铁。

摘要：介绍了广州铁3号线地铁车辆的主要参数，阐述了车体、车门、转向架、列车牵引系统、列车制动系统、列车辅助供电、列车微机控制系统及列车空调等列车主要部件的技术特点，该车尤其在制动技术方面首次采用了EP2002国际最新技术。

关键词：广州地铁；3号线；地铁车辆；EP2002制动系统引言广州市轨道交通3号线(以下简称广州3号线)全长36．33 km，包括主线与支线，共设有18座车站(全部为地下车站)。

其中，主线从广州东站至番禺广场站，长28．78 km，设车站13座；支线从天河客运站至体育西路站，长7．55 km，设车站5座。

运营初期采用3辆编组的列车，配车数为120辆(每列车3辆编组，共40列)。

广州3号线地铁车辆由株洲电力机车有限公司与德国西门子公司组成的联合体于2003年5月19日与广州地铁公司签定合同，2005年12月开始交付首批车辆。

车辆的国产化率为70％，设计寿命为35年。

1 广州3号线地铁车辆的主要参数1．1 地铁车辆的主要技术参数车辆形式 B型轨距 1435 m／n 列车编组一A+B+A 一(一：自动车钩，+：半永久牵引杆，A：带司机室和受电弓的动车，B：拖车) 列车长度 59940 mm 单节车辆长度(跨车钩连接面) ≤19 980 mm 车辆宽度 2 800 mm 车辆高度(轨面至车顶高、新轮、不含受电弓)不含排气口及空调单元≤3 800 mm 含排气口及空调单元≤3 855 mm 受电弓落弓高度 3 875 mm 轴距 2 300 mm 转向架中心距 12 600 mm 车轮直径 840(新轮)／805(半磨耗)／770(全磨耗)mm 最高运行速度 1 20 km／h 车辆地板高度 1 130 mm 车钩距轨面高度 720 mm 供电方式 (正线)架空刚性接触网额定电压 DC 1 500 V 受电弓工作高度 175～1 600 mm 车辆中心高度(客室净高)地板面到天花板中心最小高度 2 100mm 客室内乘客站立区最小高度 1 900mm站台高度 1 060 mm 站台有效长度 120 m站台与直线轨道中心线距离 1 510mm屏蔽门与轨道中心线距离≥1 575 mm 车辆与站台水平面间距离 110mm 1．2列车载客量带司机室的动车座位数量(全部纵向布置)Awl 46座／辆不带司机室的拖车座位数量(全部纵向布置)Awl 50座／辆座席载客量Awl 142座／列定员载客量AW2(6人／m2) (其中A车216人，B车242人)约674人／列超员载客量AW3(9人／m2) (其中A车302人，B车336人)约940人／列1．3列车质量带司机室的动车(空车) 约37.4 t 不带司机室的拖车(空车) 约34.2 t 一列车(空车) 约109 t 轴重(AW3) ≤14.5 t 旅客平均质量按60 kg计算。

城市轨道交通信号系统ATC城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号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。

城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：— 列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）— 列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）— 列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。

一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。

固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。

2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。

3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。

二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。

列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。

固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。

1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。

固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。

ATC 列车自动控制atc-列车自动控制城市快速轨道交通系统（地铁和轻轨）离不开ATC——列车自动控制。

由于地铁和轻轨系统具有客流密集、交通密度高、站间距短的特点，必须利用ATC实现交通指挥自动化。

我国正在建设和使用的地铁采用ATC系统。

例如，上海地铁采用美国通用铁路信号公司（GRS）的ATC，北京地铁采用英国西屋公司的ATC，广州地铁采用德国西门子公司的ATC。

以上三家公司的ATC简要介绍如下：第一，GRS的ATC一九七六年和一九七九年，由美国grs公司研制开发的atc先后在华盛顿市和亚特兰大市开通。

在此后的近二十年内，grs公司的atc系统经历了分立元件――集成电路的变化，计算机技术的引入使系统渐趋完善，但功能模块几乎一直没有什么变化，并在美国国内和国际上频频中标。

上海地铁、台北地铁所用的atc就是亚特兰大市atc的改进型。

GRS的ATC为地铁/轻轨提供全自动运行模式。

列车通常以自动模式运行，每列列车都有一名司机在工作。

驾驶员仅在必要时确认手动控制。

驾驶员控制台向驾驶员提供指示，以便于驾驶员监控自动操作。

控制台配有手动控制设备。

ATC系统通过ATP、ATO和ATS三个子系统的有机结合来维持列车运行。

这三个子系统由中央控制中心的计算机协调组成列车线实时控制系统。

atp子系统是一个综合地面速度信息确保车辆安全运行的控制系统，符合故障导向安全原则，提供下述功能：（1）确保列车的安全运行间隔（2）保持列车进路正确、安全(3)确保列车运行速度不超过土建允许的速度限制(4)确保车门操作安全ATO子系统是在ATP子系统的安全保护下实现列车自动驾驶的系统。

它提供以下功能。

(1)列车速度调整(2)车站定位置停车ATS是在监控范围内自动调整列车的系统。

它提供以下功能：（1）自动选择和安排路线(2)列车运行时刻表(运行图)管理(3)列车调度(4)列车跟踪(5)列车状态显示(6)报警和记录(7)统计编辑处理(8)模拟和诊断（9）列车运行等级的修改控制中心的基本功能是为中央控制人员监督整个运行系统的状态和显示相应的状态信息，中央控制系统提供下述功能：(1)中央数据传输子系统(cdts)(2)控制台管理(3)显示控制和接口（4）调度控制与数据编程控制中心根据需要发送运行变更指令，一些指令由计算机自动发出，有可能影响列车运行的变更策略由计算机提出并需控制中心的控制人员确认，控制中心起到优化atc各子系统atp、ato和ats的功能。