城市轨道交通信号系统列车自动控制ATC系统综述
列车自动控制系统(ATC)
制作人ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ吕森、雷科
列车自动控制系统(ATC)
ATC系统综述
ATC系统的组成和功能
ATC系统的工作原理
一、ATC系统综述
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。
三、ATC系统的工作原理
轨旁设备通过车站数据传输系统与车站ATC系统 相连；车站的ATC系统通过ATP子系统发出列车 检测命令检查有无列车，并向车上送出ATP限速 命令、门控指令及定位停车的位置指令。车上 ATC系统通过ATP命令的数据和译码，控制列车 的运行和制动，完成定位。
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ATS 定位系统
ATO ATP
驱动、制动 控制设备
测速 传感器
列车数据
三、ATC系统的工作原理
位于管理级的ATS模块较多地采用软件方法实施 联网、通信及指挥列车安全运行；发送和接收各 种行车命令的ATP系统确保列车的安全运行；车 载ATP设备接收轨旁ATP设备传递的信号指令经 校验后送至ATO完成部分运行的功能
5、ATC功能
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。
城市轨道交通列车自动控制系统
三、ATC系统功能
7)实现与ATS旳接口和有关旳互换信息。 8)系统旳自诊疗、故障报警、统计。 9)列车旳实际速度、推荐速度、目旳速度、目旳距离等信息旳统计和 显示。 2.ATO系统 1)自动完毕对列车旳起动、牵引、巡航、惰行和制动旳控制，以较高 旳速度进行追踪运营和折返作业，确保到达设计间隔及旅行速度。 2)在ATS监控范围旳入口及各站停车区域(含折返线、停车线)进行 车—地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对在 线列车进系统与其他机电控制系统旳接口 1.与列车旳接口 2.与通信旳接口 3.与屏蔽门旳接口 二、不同闭塞制式旳ATC系统 1.基于老式旳音频轨道电路旳固定闭塞ATC系统 1)轨道电路工作稳定性易受环境影响，如道碴阻抗变化、牵引回流干 扰等； 2)所传播旳信息量少，相应每个闭塞分区只能传送一种信息代码； 3)利用轨道电路难以实现车对地旳信息传播； 4)固定闭塞旳闭塞分区长度是按最不利条件设计旳，分区较长，一种 分区只能被一种列车占用，不利于缩短列车运营间隔；
项目七 ATC系统概述
［知识要点］
1.掌握ATC系统在城市轨道交通信号系统中旳作用。 2.掌握ATC系统旳构成及基本功能。 3.掌握ATC系统与其他系统旳接口。
1.保障行车安全 2.提升运营效率
一、ATC系统旳作用
二、ATC系统构成
1.按设备功能划分 1)列车自动防护子系统(Automatic 2)列车自动运营系统(Automatic 3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)，主要作 用是对线路上运营旳全部列车进行监督和管理，控制列车根据列车运 营图完毕运营作业。 2.按设备安装位置划分 1)轨旁设备：涉及线路上、信号设备室内信号设备，如图7-1中旳车站 联锁、轨旁设备等； 2)车载设备：指安装在车上旳信号设备，如图7-1中旳车载ATP、车载 ATO等；
ATC（列车自动控制系统）
ATC（列车自动控制系统）ATC系统列车自动控制（ATC）系统是城市轨道交通信号系统的最重要的组成部分，它实现行车指挥和列车运行自动化，能最大程度地保证列车运行安全，提高运输效率，减轻运营人员的劳动强度。
ATC系统的技术含量高，运用了许多当代重要的科技成果。
目前我国城轨交通的ATC系统基本上都是国外引进，有法国的阿尔斯通公司、德国西门子公司等等。
ATC系统组成ATC系统组成：包括三个子系统，建成“3A”：列车防护系统（ATP）、列车自动运行系统（ATO）、列车自动监控系统（ATS）或调度集中（CTC）。
ATC系统功能（1）ATS功能－－自动或人工控制线路，向列车调度员和外部系统提供信息。
（2）联锁功能－－响应来自ATS的命令，管理进路、道岔和信号控制。
（3）列车检测功能－－通过轨道电路完成列车数据检测。
（4）ATP/ATO功能－－受联锁约束根据ATS的要求实现列车运行控制。
ATC 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。
（5）PTI功能－－传输收集数据传送ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号码和列车位置数据，以优化列车运行。
ATP系统系统的基本概念ATP即列车运行超速防护或列车速度监督系统。
主要功能：对列车运行进行超速防护，对与安全有关的设备实行监控，实现列车位置检测，保证列车之间的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输入、与ATS、ATO及车辆系统接口并进入信息交换。
ATP是ATC的基本环节，属于故障——安全系统，必须符合故障——安全的原则。
ATP功能（1）ATP轨旁功能负责列车安全间隔和生成报文，完成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。
（2）ATP传输功能负责发出报文信号，包括报文和ATP车载设备所需的其他数据。
（3）ATP车载功能负责列车安全运行、自行驾驶，并提供信号系统和司机间的接口。
城市轨道交通信号系统列车自动控制ATC系统综述
城市轨道交通信号系统列车自动控制ATC系统综述一、ATC系统的组成和功能列车自动控制(ATC Automatic Train Control)系统包括三个子系统：列车自动防(ATP Automatic Train Protection)、列车自动运行(ATO Automatic Train Opera-tion）、列车自动监控（ATS Automatic Train Supervision）。
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。
(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。
(3)列车检测功能：一般由轨道电路完成。
(4) ATC功能：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；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。
(5)PTI功能：是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。
二、ATC系统的水平等级为确保行车安全和线路最大通过能力，根据国内外的运营经验，一般最大通过能力小于30对h的线路宜采用ATS和ATP 系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。
在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC（调度集中）系统。
城市轨道交通通信信号系统—ATC系统
ATC系统是城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，它实现以下功能： （1）行车指挥和列车运行自动化； （2）最大限度地保证列车运行安全； （3）提高运输效率； （4）减轻运营人员的劳动强度； （5）发挥城市轨道交通的通过能力。
• ATC系统主要包括中央设备、 地面设备、车载设备三部分。
思考题
ATP系统用于列车运行速度监督、列车运行超速防护，是保 证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运 行的设备。
ATP系统的主要作用：
（1）对列车运行进行超速防护 （2）实现列车位置检测 （3）保证列车间的安全间隔 （4）故障报警、降级提示 （5）列车参数、线路参数的输入 （6）与ATS、ATO系统进行信息交互 （7）停车点防护和列车车门控制。
专业术语
• OCC：operating control center，控制中心 • 对全线列车运行、电力供应、车站设备运行、防灾报警、环境监
控、票务管理及乘客服务等地铁运营全程进行调度、指挥和监控 的中心。
专业术语
是英文Positive Train Identification的缩写, 即列车定位识别 • 该系统主要由车载和轨旁两部分组成, 实现列车-地面的信息单向
传输。 • 运行过程中，每辆列车唯一的列车编号通过PTI传输到地面设备。
专业术语
• 惰行模式就是利用车辆自身的惯性进行滑行,是一种有效节约能 源的运行模式,
练习1：下列各项与ＡＴO、ＡＴP、ＡＴS有对应关系？
实现对列车运行的 ， 辅助行车调度人员对全线列 车运行进行管理。
01
用于实现“ ”，即用地面信息实现 对列车驱动、制动的控制 ，以及列车自动折返等。
OCC
思考题
• 1.实现列车位置检测的信号设备是什么？ • 2.如何保证列车间的安全间隔？
城市轨道交通列车自动控制系统简介
城市轨道交通列车自动控制系统简介【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（AT0–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。
城市轨道交通信号系统ATC
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。
城市轨道交通通信与信号项目七ATC系统概述_[全文]
![城市轨道交通通信与信号项目七ATC系统概述_[全文]](https://img.taocdn.com/s3/m/cc380780b9f3f90f76c61b88.png)
项目七ATC系统概述[知识要点]11></a>．掌握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。
2．掌握ATC系统的组成及基本功能。
3．掌握ATC系统与其他系统的接口。
[理论内容]一、ATC系统的作用列车自动控制系统简称为ATC系统(Automatic Train Control system)。
城市轨道交通的运营线路封闭，它的主要作业是运送旅客，运营线路不长，站与站之间的距离较短，列车以中低速行驶，这些特点为线路上的列车进行安全高效运营提供了有利条件。
因此在城市轨道交通中，ATC系统的作用是保障列车行车安全和提高运营效率。
列车自动控制系统1．保障行车安全列车行车安全是由列车自动控制系统中的列车自动防护系统，即ATP系统来完成。
ATP 系统与列车的牵引制动系统一道控制列车运行速度，防止列车超速行驶。
设备在故障情况下遵循故障导向安全原则，确保运营安全。
列车自动防护（ATP）系统—TBS100型车载设备列车自动防护（ATP）系统—FS-2500型轨道电路列车自动防护位置检测（ATPTD）地面系统北京首都机场线将建国内第一条无人驾驶地铁2．提高运营效率列车自动控制系统能实现列车自动驾驶，列车根据运营计划自动完成运营作业，可以有效减少列车驾驶员、调度和车站人员的工作强度，确保列车正点运营，有效提高运营作业效率。
我国首套列车自动控制系统二、ATC系统构成1．按设备功能划分ATC系统从功能分主要包括三个子系统。
1)列车自动防护子系统(Automatic Train Protection，简称ATP)，主要作用是防止列车追尾、冲突事故的发生，并控制列车的运行速度不超过允许的最高速度；2)列车自动运行系统(Automatic Train Operation，简称ATO)，主要作用是实现列车自动驾驶，并使列车在设定的车站自动停车；列车自动运行（ATO）系统机车信号设备-自动停车装置3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)，主要作用是对线路上运行的所有列车进行监督和管理，控制列车根据列车运行图完成运营作业。
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城市轨道交通信号系统列车自动控制ATC系统综述
一、ATC系统的组成和功能
列车自动控制(ATC Automatic Train Control)系统包括三个子系统：列车自动防(ATP Automatic Train Protection)、列车自动运行(ATO Automatic Train Opera-tion）、列车自动监控（ATS Automatic Train Supervision）。
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。
(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。
(3)列车检测功能：一般由轨道电路完成。
(4) ATC功能：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；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。
(5)PTI功能：是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。
二、ATC系统的水平等级
为确保行车安全和线路最大通过能力，根据国内外的运营经验，一般最大通过能力小于30对h的线路宜采用ATS和ATP 系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。
在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC（调度集中）系统。
最大通过能力大于30 Xf /h的线路，应采用完整的ATC系统，实现行车指挥和列车运行自动化。
ATO系统对节能、规范运行秩序、实现运行调整、提高运
行效率等具有重要的作用，但不同的信号系统设或不设ATO 会使运营费用差异较大，不过即使是通过能力为30对/h的线路，有条件时也可选用ATO系统。
根据运营需要，信号系统还应满足最大通过能力为40对/h 的总体要求。
对于城市轨道交通，行车间隔的发挥往往受制于折返能力，而折返能力与线路条件、车辆状态、信号系统水平等因素有关。
因此，通过能力要求较高时，折返能力需与之相适应，必须对上述因素进行综合研究、设计。
三、ATC系统选用原则
ATC系统选用按下列原则选择：
（1）ATC系统应采用安全、可靠、成熟、先进的技术装备，具有较高的性能价格比；
（2）城市轨道交通运营线路宜采用准移动闭塞式ATC系统或移动闭塞式ATC系统，也可以采用固定闭塞式ATC系统。
因为城市轨道交通具有客流量大、行车密度高的特点，而
准移动闭塞式和移动闭塞式ATC系统可以实现较大的通过能力，对于客运量变化具有较强的适应性，可以提高线路利用率，具有高效运行、节能等作用，并且控制模式与列车运行特性相近，能较好地适应不同列车的技术状态，其技术水平较高，具有较大的发展前景。
虽然固定闭塞式ATC系统技术水平相对较低，但由于可满足2 min行车间隔的行车要求，且价格相对低廉，因此也宜选用。
根据实际情况，因地制宜选择三种不同制式的ATC系统是完全必要的。
（3）ATC系统构成水平的选择按前述原则执行。
四、不同闭塞制式的ATC系统
按闭塞制式，城市轨道交通ATC可分为：固定闭塞式ATC 系统、准移动闭塞式ATC系统和移动闭塞式ATC系统。
1．固定闭塞
固定闭塞将线路划分为固定的闭塞分区，不论是前、后列车的位置还是前、后列车的间距，都是用轨道电路等来检测和表示的，线路条件和列车参数等均需在闭塞设计过程中加以考虑，并体现在地面固定区段的划分中。
由于列车定位是以固定区段为单位的（系统只知道列车在哪个区段中，而不知道在区段中的具体位置），所以固定闭塞的速度控制模式必然是分级的，即阶梯式的。
在这种制式中，需要向被控列车“安全”传送的只是代表少数几个速度级的速度码。
固定闭塞方式，无法满足提高系统能力、安全性和互用性的要求。
传统ATP的传输方式采用固定闭塞，通过轨道电路判别闭塞分区占用情况，并传输信息码，需要大量的轨旁设备，维护工作量较大。
此外，传统方式还存在以下缺点：
①轨道电路工作稳定性易受环境影响，如道床阻抗变化、牵引电流干扰等。
②轨道电路传输信息量小。
要想在传统方式下增加信息量，只能通过提高信息传输的频率。
但是如果传输频率过高，钢轨的集肤效应会导致信号的衰耗增大，从而导致传输距离缩短。
③利用轨道电路难以实现车对地的信息传输。
④固定闭塞的闭塞分区长度是按最长列车、满负载、最高速度、最不利制动率等不利条件设计的，分区较长，且一个分区只能被一列车占用，不利于缩短列车运行间隔。
⑤固定闭塞系统无法知道列车在分区内的具体位置，因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界。
为充分保证安全，必须在两列车间增加一个防护区段，这使得列车间的安全间隔较大，影响了线路的使用效率。
2.准移动闭塞
准移动闭塞对前、后列车的定位方式是不同的。
前行列车的定位仍沿用固定闭塞的方式，而后续列车的定位则采用连续的或称为移动的方式。
为了提高后续列车的定位精度，目前各系统均在地面每隔一段距离设置1个定位标志（可以是轨道电路的分界点或信标等），列车通过时提供绝对位置信息。
在相邻定位标志之间，列车的相对位置由安装在列车上的轮轴转数累计连续测得。
由于准移动闭塞同时采用移动和固定两种定位方式，所以它的速度控制模式既具有无级（连续）的特点，又具有分级
（阶梯）的性质。
若前行列车不动而后续列车前进时，其最大允许速度是连续变化的；而当前行列车前进，其尾部驶过固定区段的分界点时，后续列车的最大速度将按“阶梯”跳跃上升。
由于准移动闭塞兼有移动和固定的特性，与“固定”性质相对应的设备，必须在工程设计和施工阶段完成。
而被控列车的位置是由列车自行实时（移动）测定的，所以其最大允许速度的计算最终只能在车上实现。
为了使后续列车能够根据自身测定的位置，实时计算其最大允许速度，必须用数字编码轨道电路向其提供前方线路的各种参数以及前行列车处在哪个区段上的信息。
准移动闭塞在控制列车的安全间隔上比固定闭塞进了一步。
它通过采用报文式轨道电路辅之环线或应答器来判断分区占用并传输信息，信息量大；可以告知后续列车继续前行的距离，后续列车可根据这一距离合理地采取减速或制动，列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点，从而可改善列车速度控制，缩小列车安全间隔，提高线路缴利用效率。