列车自动防护系统车载设备组成
动车组牵引与控制系统-列车运行自动防护装置(ATP)操作与维护
机
外
CN1 外接速度传感器
部
CN2 外接110V电源
电
CN3 外接手柄位
缆
CN4 外接制动单元 CN5外接LKJ-2000
CN6 外接DMI
CN7外接制动显示单元和车辆监视器
CN8外接GSM-R（暂不使用）
2.7 CTCS2－200H主机外部电缆
2.8 CTCS2－200H车载列控系统各部件安装位置
1.4 机控优先与人控优先
（1）机控优先 • 机控优先的系统当要求列车减速时，根据实际情况，输
出不同级别的制动，低于允许速度后自动缓解。当列车 速度超过紧急制动曲线时，则实施紧急制动，使列车停 车。制动完全由列车运行控制系统自动完成，不必司机 人工介入，其最大优点是能够减少司机的劳动强度，提 高列车运行服务质量。同时也可适当缩短列车运行间隔 时间。但为满足旅客乘坐舒适性，制动系统的自动化程 度及制动性能要求非常高。
二. CTCS2－200H型车载列控系统介绍与
各部分简介
车 载 列 控 系 统
二. CTCS2-200H型车载列控系统介绍与
各部分简介
车 载 列
控 系 统
2.１控制条件
·线路参数 －－来自应答器BTM(点式信息)
包括坡段、线路限速、临时限速、等级切换命令等 ；
·轨道电路信号－－来自STM（连续信息）
信号 楼
车站列控中心 LEU
车站联锁
轨道电路
BTM天线
STM天线
地面应答器
列控系统设备结构图
列 控 系
统 构 成
框 图
EMU
RLU
GSM-R车载 电台
司机
LKJ
DMI
DRU
车载设备主机
ATP系统资料
4.1.1列车自动防护系统基本原理城市轨道交通的信号控制系统中，列车自动防护系统是信号控制系统非常重要的组成部分，它为列车提供安全保障，有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高行车作业效率。
如果没有列车自动防护系统，列车的行车安全需要由列车驾驶员人工保障，这样会造成列车驾驶员过度疲劳，产生安全隐患，对行车作业效率也会带来负面影响。
因此在城市轨道交通中尤其是运营作业频繁的线路上，信号控制系统中设置列车自动防护系统是非常必要的，它是行车作业的安全保障和体现列车自动防护系统，其英文名称为“Train Automatic Protect System”,简称为ATP系统1.列车运行的几个基本概念在介绍列车自动防护系统如何控制列车运行速度时，需要简单了解列车如何启动和停车，以及列车常用制动和列车紧急制动的基本概念。
（1）列车启动和停车列车在人工驾驶时，列车驾驶员操作驾驶手柄，通过列车的牵引系统施加牵引力使列车向前加速行驶，或通过列车的制动系统施加制动力使列车减速行驶，列车驾驶手柄平常放中间位置，将驾驶手柄从中间位置向前推时，列车向前加速行驶，越往前推施加的牵引力越大将驾驶手柄从中间位置向后推时，列车减速行驶，越往后推施加的制动力越大，这时列车在制动力的作用下减速行驶。
（2）列车常用制动和紧急制动列车常用制动就是列车正常行驶过程中，由列车的制动系统施加给列车的制动。
列车的紧急制动就是列车在超速行驶，或遇到其他不正常会危及列车行车安全的情况时，对列车施加的制动。
列车紧急制动时所产生的制动力，是列车制动系统能提供的最大制动力。
列车紧急制动的响应时间比列车常用制动的响应时间要短；一旦对列车施加了紧急制动，只能通过特殊处理才能将紧急制动从列车上解除。
（3）速度限制城市轨道交通中，列车在轨道线路上行驶时，受轨道线路弯道、坡道、列车自身构造以及运营需求等因素的影响，列车只能在规定的速度范围内运行，如果列车运行速度比规定的运行速度值高，则会危及到列车的行车安全，导致列车相撞、出轨或颠覆等事故的发生。
CBTC系统组成
CBTC系统组成系统组成：CBTC系统的组成可以分为列车控制和信息传输两大部分，其中列车控制部分为ATC系统，包括ATP、ATO、ATS三个子系统，完成列车状态信息以及数据信息的处理并控制列车运行。
信息传输部分采用无线通信系统，进行连续双向的车-地通信，完成列车向地面控制设备传递列车的位置、速度以及其他状态。
下图是CBTC系统的具体结构示意图，该系统以列车为中心，其主要子系统包括：区域控制器，车载控制器，列车自动监控ATS（中央控制）数据信息系统和司机显示等。
1. 区域控制器（ZC：Zone Controller），即区域的本地计算机，与连锁区一一对应，通过数据通信系统保持与控制区域内的所有列车安全信息通信。
ZC根据来自列车的位置报告跟踪列车并对区域内列车发布移动授权，实施联锁。
区域控制器采用三取二的检验沉余配置。
沉余结构的列车自动监控可实现所有列车运行控制子系统的通信，用于传输命令及监督子系统状况。
2. 车载控制器：（VOBC）与列车（指一个完整的编组）一一对应，实现列车自动防护ATP和列车自动运行ATO的功能。
车载控制器也采用三取二的沉余配置。
车载应答-查询器和天线与地面的应答器（信标）进行列车定位，测速发电机用于测速和对列车进行校正。
3. 司机显示提供司机与车载控制器及列车自动监控ATS的接口，显示的信息包括最大允许速度、当前测得速度、到站距离、列车运行模式及系统出错信息等。
4. 数据通信系统实现所有列车运行控制子系统间的通信，该系统采用开放的国际标准，即以802.3（以太网）作为列车控制子系统间的接口标准，以802.11作为无线通信接口标准，这两个标准均支持互联网协议（IP）。
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城市轨道交通ATP故障的处理
TRANSITION 过渡页
PAGE
安全管理
危险源识别 预防控制
安全管理 安全管理 （1）危险源识别
按故障因素来源，有无线通信功能故障、 ATP车载设备故障、地面设备故障和人为输 入故障等4个方面，具体体现在ATP车载设备 与地面通信故障、设备自身模块故障、地面 输入数据错误（应答器或轨道电路等）和人 为操作导致的故障（司机介入或地面特殊要 求执行的命令故障）。
事件描述
3. ATP 系统 传递 速度 命令 的方 式
（2）.连续式 连续式ATP系统是利用专用的通信信道进行车
地数据双向通信。国内有些城市轨道交通的移动 闭塞，就是采用交叉感应环线作为通信信道的。 由于点式ATP系统不能满足大客流量和运行间隔 短的运行线路，所以连续式ATP系统是城市轨道 交通ATP系统的主流。
另外，它还能防止列车在开门状态下启动，列车在车 门未全部关闭状态运行。若出现上述情况，ATP会产 生紧急制动。
事件描述
2. A T P 系 统 的 功 能
（7）.列车自动折返监控 自动折返运行模式使列车在终点站能够自动折返
（包括无人折返）。在这种模式下，列车在ATP系统 的控制下运行，就是说ATP车载单元通过速度曲线连 续对列车的运行进行监督。
阶段 负责人
行动
列车司机 ●列车紧急停车时，立即向行车调度员报告。●广播安抚乘客。
发现 与 报告
●同一区域接到多列车司机报告发生紧急制动后，报告线路值班主任。 行车调度员 ●查明前方区间空闲后，命令列车司机采用RM模式动车。
●向通号部生产调度室报修。●通知车站值班人员加强监控。
通号部生产 调度室
●接行车调度员报修后，立即通知信号值班人员进行处理。
安全管理 安全管理 （1）危险源识别
ATC子系统介绍
站台屏蔽门/安全门
CC确定列车停在规定的停车窗内，才允许ATO开车门和屏蔽门。开关门命令由CC传给CBI，再经室 内信号设备传送至屏蔽门系统。信号系统向屏蔽门系统发送的开、关门信息必须是连续的信号。 屏蔽门系统向信号系统提供全部门关闭且锁闭状态信息和互锁解除信息。，再由CBI传送给CC.。
列车位移和速度测量：
通过列车车头上的编码里程计测量车轮的角速度进行速度测量。列车 校准编码里程计通过1组MTIB（两个相隔21m的重定位信标）。（CC系统将
测量到的距离与预设距离进行比较。当所有校准条件满足后，CC导出编码里程计的一个校准常数， 该值将应用于后面所有的距离测量中。否则，车载系统采用计算出的速度和距离的最大值作为缺 省值。 ）
临时限速管理
线路控制器管理线路的临时限速，周期性地发送给车载CC。在LC设备初始化时应用最具 限制的临时限速，直到从ATS接收到ATP/ATO管理范围内临时限速设置 。 CC从LC未接收到TSR信息，或接收到的TSR信息在一定时间内未得到更新，列车将考虑 最严格限制的临时限速。 （信息：有没有限速设置。保持通实时讯。）
静态线路描述（SGD）是对轨道的描述，其在离线状况下存入区域控制器（ZC） 及车载控制器（CC）中的。
列车通过信标位置在轨道上进行定位（使用SGD），以得到线路上奇点的位置并计算其目标距 离。 ZC利用SGD以得到列车的位置，线路奇点的位置（此信息由车载CC经过计算后告知轨旁），并 计算出每列车的授权终点。 SGD包含以下内容： 线路地图：线路地图编制的基本原则是通过连续的区段表来说明该线路 ，线路上的每个设 备（信标，信号机，道岔，车站）由特定的区段识别号和它在该区段的位置来识别。特别的是 每个道岔由3个区段组成。 奇点：对象及其相关数据的列表（奇点）使得可以系统的方式描述线路的布局。CC需使用 该线路信息以执行ATP和ATO功能。 每个奇点用常量来描述，即“不变量”：线路上奇点的位置、坡度变化值、永久限 速值、信标标识等。可变的奇点的子集：如道岔可以是定位或反位，信号机可以是绿灯或者红 灯。
高速列车安全控制技术ATP
列车自动保护系统（ATP）的简介（西南交通大学交通运输与物流学院，四川省成都市 610031）摘要：在高速铁路列车自动控制系统(ATC)中，列车自动防护(ATP)系统担负着列车运行间隔控制、进路控制、超速防护的重要作用，是列车运行自动控制的基础。
其中，ATP车载设备是ATP系统中保证行车安全的关键设备，它根据地面信息和机车信息生成列车速度控制曲线，并与列车实际速度进行比较，监督列车运行，实现超速防护、零速检测、无意识移动防护、制动确认和车门防护等功能。
本文在详细阐述ATP设备功能及构成的基础上，阐述了高速铁路ATP设备的不足，为后续研究提供参考。
关键词：列车自动保护系统；高速铁路；安全；不足；中图分类号：U238 文献标识码：AIntroduction of Automatic Train Protection (ATP) System and the Current ResearchQIU Qian-qian（School of transportation and logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031）Abstract：Serving as the basis of Automatic Train Control (ATC) system of high-speed railway, Automatic Train Protection (ATP) system plays an important role in interval control, route control and over-speed protection. The onboard ATP, however, is the key component of ATP system to insure the train safety. It calculates the train speed-control curve based on the railway information stored in the host computer and the data received from wayside. It constantly compares the velocity calculated with the train actual velocity to supervise the train operation. It executes over-speed protection, zero-speed check, unexpected movement protection, brake confirmation and door protection. The paper introduces the function and the formation of ATP system and describes the shortage of ATP in details. The paper aimed to make a guidance for future research. Key words：Automatic Train Protection system; high-speed railway; safety; shortage; CLC number: U292.4 Document code: A0 简介高速铁路是解决交通拥挤的有效手段，它的最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全、正点。
CTCS-2级车载设备资料
测速和测距是通过速度传感器来实 现的。速度传感器安装在动车组两端车 头的第二轴和第三轴上，将各轴的转速 转换成电信号后进行输出给VC。由于该 信号的频率与列车的速度有关，VC通过 对该频率的计数来实现测速和测距。 （根据不同动车组类型选择速度传感器）
司法记录单元(JRU)：
记录器：通过接口与连续信息接收模块、监控装 置、车载安全计算机相连，获取列控车载设备的输入 输出信息，将行车及列控车载设备自身运行状况等关 键数据记录到系统中，并可通过读卡器将数据下载到 地面分析管理计算机维护人员根据下载读取记录卡获 取列车的运行信息，进行设备运行状态的综合分析。
主板CPU板组成。 1. 显示器：用于各种图像信息的显示输出
2. 键盘：司机进行各种操作和数据输入的设备 3. 音响：将各种声音和语音信息向司机输出 4. 电源板：将输入电压转换为DMI内部各个部分所需要的
工作电压 5. 主板：为CPU提供各种连接通道 6. CPU板：是司机操作界面DMI的核心部分，完成主要的
紧急制动命令；同时，应能通过DMI
显示列车实际速度、允许速度、目
标速度和目标距离等信息。
引导模式CO
车站办理引 导进路时，轨道 电路发生HB码， 列控车载设备接 收到HB码，在列 车速度降至 40km/h且经司机 确认后，进入引 导模式。
目视行车模式OS
要越过停止信号时， 可在停车是按下“目视” 键进入目视行车模式。本 模式下，车载设备负责列 车以20km/h为顶棚速度运 行并对列车走行距离和时 间进行监控，司机需要对 列车其他行车安全负责。 列车每运行一定距离（300 米）或一定时间（60秒） 司机需确认一次。
CTCS-2级列控系统车载设备
组成：
1.车载安全计算机(VC)
列车自动防护系统车载设备组成
列车自动防护系统车载设备组成
1、车载设备主要组成 2、状态显示单元
1、车载设备主要组成
1. 车载主机 2. 驾驶员状态显示单元 3. 速度传感器 4. 列车状态显示单元
1. 按钮部分 2. 信息显示部分 3. 指示灯 4. 报警器
按钮部分
1. 发车按钮 2. 慢速前行按钮 3. 内容切换按钮 4. 调光按钮 5. 灯泡按钮
信息显示部分
1. 速度显示 2. 目标速度 3. 目标距离 4. 时间
指示灯
1. 超速指示灯 2. 慢速前行指示灯 3. 列车自动运行指示灯 4. 列车自动防护控制下的人工驾驶模式指示灯（简称人工ATP） 5. 旁路指示灯 6. 发车测试指示灯 7. 列车自动防护系统故障指示灯 8. 运行方向指示灯 9. 当列车处于自动驾驶（ATO）状态时，发生事故，指示灯会点亮，如跳停
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1、车载设备主要组成 2、状态显示单元
1、车载设备主要组成
1. 车载主机 2. 驾驶员状态显示单元 3. 速度传感器 4. 列车地面信号接收器 5. 列车接口电路 6. 电源和辅助设备等
状态显示单元
பைடு நூலகம்1. 按钮部分 2. 信息显示部分 3. 指示灯 4. 报警器
按钮部分
指示灯和停战结束指示灯等
1. 发车按钮 2. 慢速前行按钮 3. 内容切换按钮 4. 调光按钮 5. 灯泡按钮
信息显示部分
1. 速度显示 2. 目标速度 3. 目标距离 4. 时间
指示灯
1. 超速指示灯 2. 慢速前行指示灯 3. 列车自动运行指示灯 4. 列车自动防护控制下的人工驾驶模式指示灯（简称人工ATP） 5. 旁路指示灯 6. 发车测试指示灯 7. 列车自动防护系统故障指示灯 8. 运行方向指示灯 9. 当列车处于自动驾驶（ATO）状态时，发生事故，指示灯会点亮，如跳停