城轨交通CBTC关键技术——列车自动防护车载(ATP)子系统
城市轨道交通信号与通信系统任务二：列车自动防护(ATP)系统
2019/7/7
Page 3
1）．轨道电路 城市轨道交通信号系统，轨道电路除了具有表示列车
是否占用轨道的功能外，还可以向线路上实时发送列 车运营所需的信息，由列车接收和处理。 • 轨道电路所发送的信息，其容量大，有利于列车的车 载系统对列车进行实时控制。
2019/7/7
因信号系统的处理能力和制式不同，轨道电路所发送的信 息量可有所不同，一般来讲，轨道电路所发送的信息可以 有以下内容：
2019/7/7
2、车载设备主要组成 l 车载ATP模块 l MMI l 车载天线
（接收轨道电路或应答器上传的信息）
l 速度传感器
（计算列车的运行速度、运行距离、运行方向的判断）
l 列车接口电路
2019/7/7
Page 8
速度传感器 • 信号系统通常在列车上装有一个或多个速度传感器
，安装在列车的车轴上，用于计算列车的运行速度 和列车运行距离及列车运行方向的判定。 • 列车的运行速度，还可以用雷达进行测定，但速度 传感器技术成熟，测速精度高，安装使用简单方便 ，因此被广泛使用。
如果列车运行速度持续超过该运行区段所对应的最大速度 值，在持续的时间超过系统设定的时间后，ATP系统将对列 车实施紧急制动，强制列车停车，以防止意外事故的发生。
15
7/7
图为阶梯曲线
阶梯曲线控制速度的方式所需要的硬件结构简单，容易实现。 图中列车以不超过S1速度值运行，运行速度从S1变为S2时，使得 列车的运行速度发生突变，这时强烈的减速会给列车上的乘客一 种冲击，容易产生不适感。速度变化越大，冲击感越强，不利于 旅客乘车的舒适度。
2019/7/7
Page 13
图为：阶梯曲线
列车运行在O～D1区段，允许运行的最高速度为S1； 在D1～D2区段，允许运行的最高速度为S2； 在D2～ D3区段，允许运行的最高速度为S3。
城市轨道交通列车自动控制系统—ATP系统
目录
ATP系统概述 ATP系统设备 AT安全运行，在地铁系统中它完成保证安全的各种 任务：
功能一
功能二
功能三
功能四
连续检测 列车的位 置和速度， 监督列车 必须遵循 的速度限 制
车门的控 制，监督 和启动屏 蔽门
追踪所有 装备信号 设备的列 车
采用计轴轨道电路 为降级列车检测设 备，要求正线车站 区域、区间线路、 折返线、存车线和 车辆基地试车线均 装设计轴轨道电路 设备。
ATP系统功能
轨道 电路
发送
电码 联锁 装置
ATP系统功能
轨道 电路
轨旁 ATP
中央
系统 车载 ATP
ATP系统功能
自动缓解 实际速度<允许速度 ATP车载设备发出制动 实际速度>允许速度
Phase 1
ATP轨旁设 备连续监测 屏蔽门状态 只有在屏蔽 门“关闭且 锁闭”情况 下才允许列 车进入站台 区域
Phase 2
Phase 3
否则ATP轨旁设 备将站台区域作 为封锁来处理， 在封锁区域边界 处设置防护点。 因此接近列车将 从ATP轨旁设备 得到仅至该防护 点移动许可
如果已进入站台， 触发紧急制动。 列车两边的车门 开启命令，车站 检查了屏蔽门已 关好以后才允许 ATP子系统向列 车发送运行速度 命令信息。
考虑连锁 条件（像 转辙机和 防淹门的 监督）， 并为列车 提供移动 授权。
ATP系统设备
两套ATP模块 B
两个速度传 A 感器
车载设备 ATP
C 两个接收天 线
车辆接口 E
D 控制单元
ATP系统设备 ATP子系统
采用基于通信技 术的移动闭塞系 统，以车载信号 显示为行车凭证 。其车－地间数 据通信应采用双 向无线传输方式
城轨ATP系统的安全应急管理与应对措施
城轨ATP系统的安全应急管理与应对措施在现代城市交通中，城轨系统作为一种高效、快速、安全的交通方式，得到了广泛的应用和推广。
然而，随着城市轨道交通的不断发展和扩大，安全问题也不可避免地出现。
城轨ATP系统（Automatic Train Protection）作为保障城轨系统安全的重要技术手段，其安全应急管理措施显得尤为重要。
本文将探讨城轨ATP系统的安全应急管理与应对措施，以确保城轨交通的安全运营。
一、城轨ATP系统概述城轨ATP系统是一种自动列车保护系统，根据列车的位置和速度信息，以及控制中心发送的指令，确保列车行驶在安全的速度和路段上，避免发生事故。
ATP系统通过无线通信和传感器技术，实时监测列车的位置和速度，根据预设的安全参数，对列车进行控制和管理。
二、城轨ATP系统的安全应急管理1. 应急预案制定针对可能发生的各类安全事故，城轨ATP系统需要制定相应的应急预案。
应急预案应明确事故发生时的应对措施、责任部门、人员配备以及联系方式等，确保在事故发生时可以迅速、有效地进行处置。
同时，应急预案应定期进行演练和修订，以保持其合理性和针对性。
2. 安全风险评估城轨ATP系统应进行安全风险评估，全面分析系统的安全隐患和风险点。
评估包括列车运行中可能遇到的各类故障和事故，以及系统运行过程中可能出现的异常情况。
通过针对性的安全风险评估，可以及时发现并解决潜在的安全问题，提高系统的安全性和稳定性。
3. 数据备份与恢复城轨ATP系统中的数据备份和恢复是保障系统安全的重要环节。
对于ATP系统中的各类数据，包括列车位置、速度、故障信息等，需要定期进行备份，并建立完善的数据恢复机制。
这样，在发生安全事故或系统故障时，可以及时恢复数据并进行问题分析。
4. 紧急停车系统城轨ATP系统中应设立紧急停车系统，以应对列车遇到紧急情况时的应急处理。
紧急停车系统可以通过远程控制或列车上的按钮实现，一旦发生紧急情况，乘务员或驾驶员可以启动紧急停车系统，即刻停车。
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。
城市轨道交通CBTC系统关键技术探讨
城市轨道交通CBTC系统关键技术探讨随着计算机和通讯技术的飞速发展，自动控制技术也得以迅猛发展，广泛应用于城市轨道交通行业。
为提高城市轨道交通的运营效率，人们研发出一种基于无线通信的列车自动控制系统，即CBTC系统。
文章主要就轨道交通CBTC系统关键技术进行了相关的分析，以供参考。
标签：城市轨道交通；CBTC系统关键技术；列车自动驾驶子系统（ATO）目前我国城市轨道交通运行速度和运行密度的不断提高，实现高水平列车自动驾驶的系统功能则成为CBTC信号系统的关键。
一、CBTC系统及其构成CBTC系统由ATS子系统、ATP、ATO子系统、联锁子系统、DCS子系统等构成，各子系统均采用模块化设计。
ATP子系统是保证行车安全、防止错误进路、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负责全部的列车运行保护，是列车安全运行的保障。
ATO即列车自动驾驶，它代替司机操纵列车驱动、制动设备，自动实现列车的启动、加速、匀速惰性、制动等驾驶功能。
在ATP系统的基础上安装了ATO系统，列车就可以采用手动方式或自动方式行驶。
ATS在ATP和ATO系统的支持下，根据运行时刻表完成对列车运行的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线（车辆段、试车线除外），及向调度员和外部系统提供信息。
DCS数据通信系统的主要作用是在各个子系统之间传输ATC 报文。
（一）CBTC技术组成CBTC 技术包括：⑴无线通信技术，⑵移动闭塞技术，⑶列车定位技术。
由于CBTC 是基于无线通信的列车控制系统，自然离不开通信技术的支持。
无线通信的种类很多，常见的有基于OFDM（正交频分复用技术）通信、扩展频谱通信、跳频技术、WLAN（无线局域网）技术。
移动闭塞是实现CBTC的关键技术之一，CBTC是这种闭塞方式的应用系统。
它与固定闭塞相比，其最显著的特点是取消了以信号机分隔的固定闭塞区间。
列车在线路上运营的间隔距离由列车在线路上的实际位置和运行情况确定，闭塞区间随列车的形势，不断变化，故称为移动闭塞。
基于CBTC方式的ATP系统功能探讨
基于CBTC方式的ATP系统功能探讨摘要ATP子系统是保证列车运行安全的信号系统，它通过提供列车运行间隔控制、超速防护、车门和站台屏蔽门监督等安全防护来实现行车安全。
本文就城市轨道交通信号系统ATP功能进行了探讨。
关键词城市轨道交通；CBTC；ATP功能在城市轨道交通的控制方式中，基于CBTC系统控制方式已经渐成主流，CBTC其全称是基于无线通信的移动闭塞列车控制系统。
CBTC方式下的ATP的功能包括列车定位和测速、停车点防护、列车间隔控制、速度监督与超速防护、车门控制等。
下面将具体阐述基于CBTC方式下ATP的功能。
1 列车定位和测速一般来说，列车的定位的过程中需要应答器装置。
应答器安装在道床上，是个无源装置，由列车上的查询应答器天线发出的信号提供电力。
当列车经过一个应答器时，列车接收到一个数字信息，识别该应答器并且输入一个数据进入轨道数据库，提供该应答器所处的地理位置。
对一台拥有CBTC装备的列车来说，列车的不连续定位是通过应答器完成。
这种不连续定位过程需要先进行定位初始化，列车必须检测到两个相邻的并且有效的应答器数据，初始化才能完成。
一旦被初始化，列车车载设备会根据检测到的应答器消除掉列车位置的不确定性。
对于在CTBC范围内运行的配有车载设备的列车，系统通过其装置连续确定位置、速度和运行方向。
当它初始化以后，列车就会根据速度传感器传上的速度，计算自己所处的位置，列车位置测定功能能够安全而又准确地测定列车前端和后端的位置，并且通过自启动完成，无需人工输入列车位置或长度数据，即可自动检测并确定驶入CBTC区域列车的位置。
对于不准确的列车位置/速度测定，加速度计可对此进行补充修正。
2 停车点防护停车点防护功能是指在系统规定的停车点前必须停车，通常在停车点前方设置有保护区段。
ATP系统可以计算出的紧急制动曲线，即以B点为基础，保证列车不超过B点。
有时也可在B点处设置列车滑行速度值。
一旦需要，列车可在此基础上加速，或者停在危险点前方。
城轨ATP系统的安全设计与保障体系优化
城轨ATP系统的安全设计与保障体系优化城轨ATP（Automatic Train Protection，自动列车保护）系统是城市轨道交通中的关键安全设备，其功能是确保列车运行安全、预防事故发生，并提供真实可靠的数据支持。
随着城市轨道交通的快速发展，城轨ATP系统的安全设计与保障体系的优化变得越发重要。
本文将探讨城轨ATP系统的安全设计与保障体系优化方面的问题。
一、城轨ATP系统的安全设计城轨ATP系统的安全设计是确保列车运行安全的基础，主要包括以下几个方面的内容：1.列车状态监测与控制城轨ATP系统通过对列车状态进行监测与控制，实现列车的自动运行。
通过搭载传感器，可以对列车的速度、位置和加速度等参数进行实时监测，并根据设定的安全阈值进行控制。
例如，当列车超速、偏离轨道或出现其他异常情况时，系统会立即采取措施，如减速或紧急停车，以确保列车安全。
2.信号与通信系统城轨ATP系统依赖于信号与通信系统来传递指令和数据。
信号系统负责向列车发送指令，如限速信息、红绿灯状态等，以便列车按照规定的速度和方向行驶。
通信系统则负责将列车状态和操作信息传回运营控制中心，供监控人员实时监测。
在安全设计中，信号与通信系统的可靠性和实时性是关键。
3.紧急救援设备城轨ATP系统中应设有紧急救援设备，以应对突发情况。
例如，出现列车故障或乘客突发疾病等情况时，系统应具备紧急报警和定位功能，以便救援人员能够及时作出响应和处理。
此外，还应配备适当的灭火设备和紧急疏散通道，以确保在紧急情况下乘客的安全。
二、城轨ATP系统保障体系的优化城轨ATP系统的保障体系是指对系统运行的各个环节进行优化和改进，以确保系统的稳定性和可靠性。
以下是一些优化的建议：1.技术更新与升级城轨ATP系统是一个不断发展和演进的技术系统，随着科技的进步，应及时对系统进行更新和升级，以适应城市轨道交通的需求。
例如，引入更先进的传感器技术、通信协议和数据分析算法等，提高系统的准确性和响应速度。
城市轨道交通列车自动控制系统各子系统的认知
项目4 城市轨道交通列车自动控制系统
任务4.2 列车自动控制系统各子系统的认知 4.2.2 ATO系统认知
ATO系统认知
列车自动驾驶子系统（ATO）的定义
列车自动驾驶子系令实现列车的自动驾驶，能够自动完成对列车的启动、 牵引、巡航、惰行和制动的控制，确保达到设计间隔及旅行速度。
ATP系统认知
列车自动防护子系统（ATP）的功能
（5）车门/屏蔽门控制
列车车站停车位置统一规定车头停在站台端部，只有列车停在站台区， 并满足站台屏蔽门对停车精度要求的情况下或者司机按压强行开门按钮后， ATP系统才允许ATO向列车发送开车门和向站台屏蔽门控制系统发送屏蔽门 的开门命令。停站列车的车门和站台屏蔽门均已关闭后，才允许启动列车。 开左门或右门应符合站台的位置和运行方向。
项目4 城市轨道交通列车自动控制系统
任务4.2 列车自动控制系统各子系统的认知 4.2.1 ATP系统认知
ATP系统认知
列车自动防护子系统（ATP）定义
列车自动防护子系统（ATP），是ATC系统中确保列车运行安全、 缩短行车间隔、提高行车效率的重要设备，它是ATC系统的核心。
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。
ATS系统认知
列车自动监督子系统（ATS）的组成
⑤调度员及调度长工作站 ⑥运行图工作站 时刻表编辑工作站用于运行计划人员编制及修改列车运行运行图和时刻表。系统通过 人机对话可以实现对运行图、时刻表的编辑、修改及管理。
⑦培训/模拟工作站
可与调度员工作站具有相同的显示内容和相同的控制内容，但不参与在线列车的控制。 该工作站还能实际仿真列车在线运行及各种异常情况，实习操作员可通过此台模拟实际操 作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
城轨交通CBTC关键技术——列车自动防护车载（ATP）子系统
作者：郜洪民， 段晨宁， 尹逊政
作者单位：中国铁道科学研究院通信信号研究所城市轨道交通事业部,北京,100081
刊名：
现代城市轨道交通
英文刊名：Modern Urban Transit
年，卷(期)：2011(5)
1.董波基于通信的列车控制(CBTC)信号系统的后备模式方案的讨论 2008(03)
2.李夏基于通信的列车控制系统中定位技术的研究[学位论文] 2006
3.诸蓉萍;吴汉麒移动闭塞技术及其应用[期刊论文]-城市轨道交通研究 2004(02)
1.林颖.王长林.Lin Ying.Wang Changlin车载列车自动保护系统安全防护距离计算模型[期刊论文]-城市轨道交通研究
2011,14(10)
2.刘铭列车自动防护系统(ATP)技术[期刊论文]-上海铁道科技2003(3)
3.樊艳飞浅议车载ATP报文分析仪[期刊论文]-企业技术开发(下半月)2009,28(11)
4.任宇平浅析车载ATP/ATO功能[期刊论文]-科技传播2011(13)
5.董凯霞.刘晓娟.朱耘燕.Dong Kaixia.Liu Xiaojuan.Zhu Yunyan城市轨道交通CBTC系统车载ATP仿真研究[期刊论文]-铁道通信信号2011,47(4)
6.林颖.王长林.Lin Ying.Wang Changlin车载列车自动防护系统对空转及滑行的检测与校正方法研究[期刊论文]-城市轨道交通研究2011,14(3)
7.陈劲松ATP数据分析软件应用及典型故障分析[期刊论文]-铁路通信信号工程技术2008,5(2)
本文链接：/Periodical_xdcsgdjt201105005.aspx。