列车自动防护系统
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
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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。
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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：
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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
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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。
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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。
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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。
列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能
列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能随着科技的不断发展，列车自动防护与自动操纵系统在铁路运输中扮演着越来越重要的角色。
这一系统利用先进的技术和装置，能够有效地确保列车在行驶过程中的安全，提高列车的运行效率，降低事故风险，受到了广泛的关注和应用。
本文将对列车自动防护与自动操纵系统的原理与功能进行详细地介绍。
一、列车自动防护系统的原理与功能1.1 原理列车自动防护系统的原理主要基于信号与通信技术、控制技术以及传感器技术。
通过装置在铁道上的信号设备和装置在列车上的接收设备相互配合，实现对列车运行状态的实时监测和控制。
其中，信号设备负责发出列车运行的各种指令和信息，接收设备则负责接收和解析这些指令和信息，并做出相应的反应。
控制技术的运用则使得系统能够根据不同的情况做出相应的控制决策，确保列车在行驶过程中不会出现危险情况。
传感器技术则能够实现对列车周围环境的实时监测和数据采集，为系统提供必要的信息支持。
1.2 功能列车自动防护系统的功能主要包括以下几个方面：1.2.1 信号控制功能系统能够根据列车的运行状态和行驶计划，发出相应的信号指令，包括启动、停车、变速等指令，以确保列车按照预定的路线和速度安全行驶。
1.2.2 自动监测功能系统能够利用传感器技术对列车的环境、设备和状态进行实时监测，监测范围包括轨道状态、列车速度、车辆运行情况等，及时发现异常情况并做出相应的处理。
1.2.3 风险预警功能系统能够根据监测到的数据，进行风险分析和预警，及时提醒列车驾驶员或自动操纵系统采取相应的措施，避免发生事故。
1.2.4 故障处理功能系统能够在出现列车设备故障或其他异常情况时，自动采取相应的措施，保障列车的安全运行。
二、列车自动操纵系统的原理与功能2.1 原理列车自动操纵系统是指通过先进的控制技术和实时数据处理能力，以人工智能技术为基础，实现对列车运行过程的自动控制和操纵。
该系统能够根据列车的运行状态和行驶计划，实现对列车的启动、加速、减速、停车等操作。
列车自动防护系统的功能有哪些
列车⾃动防护系统的功能有哪些 列车⾃动防护系统是列车控制系统中最重要的部分。
地铁列车相关的所有⾃动化控制功能，均以列车⾃动防护系统为前提。
要说列车⾃动防护系统需要先从列车的⾃动控制系统说起。
下⾯是店铺整理的⼀些列车⾃动防护系统的功能，希望对⼤家有所帮助! 列车⾃动防护系统的功能具体如下： 列车⾃动控制系统就是轨道列车的基本运⾏控制系统，作⽤就是负责列车运⾏的控制，主要是保证⾏车安全。
不管是我们⽇常乘坐的⾼铁和动车，还是每天都会见到的地铁列车，都需要装备列车⾃动控制系统。
没有装备列车控制系统的轨道列车是不允许上线运营的(特殊情况除外，如奔跑在中国偏远地区的⽼线路所使⽤的没有装备机车信号的⽼式电客车及其他特殊的轨道车辆)。
装备了列车⾃动控制系统的轨道列车，速度等级和运⾏安全会得到质的提⾼，所以，把经常会把列车⾃动控制系统⽐作列车的⼤脑。
列车⾃动控制系统，主要包括列车⾃动防护(Automatic Train Protection- ATP)、列车⾃动驾驶(AutomaticTrain Operation-ATO)、列车⾃动监控(Automatic Train Supervision —ATS)三个⼦系统，它是⼀套完整的管理、控制、监督系统。
上⾯这段话在信号专业学⽣的教材中可以经常看到。
从系统的重要程度上说，列车⾃动防护系统是最重要的，⽽后两个是可有可⽆的，也就是说，列车可以没有ATO的功能，可以没有ATS的功能，但是不能没有ATP。
这⼀点，从他的名称上可以看出来——⾃动防护系统。
重要性说完了，再说说列车⾃动防护系统(以下简称ATP)的作⽤。
从字⾯意思上理解，列车⾃动防护系统，重点是防护，⽽且还是⾃动防护。
那么⽤它来防护什么呢?为什么要防护呢? 地铁属于城市轨道交通系统，只要是交通系统都必然有⼀定的运⾏规则和规定。
开车的朋友们都知道，想要开车，⾸先有驾照，⽽学驾照的第⼀关就是学习交规。
关于列车自动防护(ATP)系统的功能
关于列车自动防护（ATP）系统的功能它的主要功能有：一、列车定定位的任务就是确列车在路网中的地理置。
通常，ATP系统都是利用查应答器及测速电机和雷达完成列定位的。
安装在线路上某些位的应答器用于列车物理置的检测，每个应答器发送一个包识别编号（ID）的答器报文，由列车接收。
在ATP车载计算机单元的线路数据库存有应答器的位置，这样列车就知它在线路上的确切位。
由测速电机和雷达执行车位移测量。
列车定位误差来自应答器检测精度、答器安装精度和位移测量度。
二、速度和离测量列车实际运速度是施行速度控制的依据，速度量的准确性直接影响速度控制效果。
列位置直接关系到列运行的安全，通过确定列车实际位置，才能保证列车之间的运间隔，以及能够在抵障碍物或限制区之前停下或速。
三、ATP督功能ATP监督负责保证列车行的安全。
各监督功能管列车安全的一个方面，并在它自己权限内产生紧急制动；所有的监督能，在信号系统范围内提供了最可能的列车防护。
各种监督功能间的操作是独立的，且同时进行ATP监督包括速监督、方向监督、车监督、紧急制动监督、后退监督报文监督、设备监督等。
四、超速防城市轨道交通中的速度限制分两种：一种是固定速度制，如区间最大允许速度、车最大允许速度；另种是临时性的速度限制例如线路在维修时临时置的速度限制。
固定限是在设计阶段设置，ATP车载设备都储存着整条线路上的固定限速信息。
五、停车点防护停车点有时就危险点，危险点在任何情况都是不能越过的，因为会导致危险情况。
例站内有车时，车站起点即是必须停车点在停车点的前方通常还设置一防护段，ATP系统通过算得出的紧急制动曲线即以该护区段入口点为基础，保证列车不越入口点。
有时也可在入口点处设置一个车滑行速度值（如5km/h）一旦需要，列车可在此基上加速，或者停在危点前方。
免费论下载中心六、列间隔控制列车间隔控制是一种既能保行车安全（防止两列车发追尾事故）又能提高行效率（使两列车间隔最短）的信号念。
任务二：列车自动防护(ATP)系统
2020/1/21
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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。
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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：
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1.点式叠加方式 •ATP系统以点式叠加方式控制列车运行速度， 其速度距离曲线呈阶梯状，称Байду номын сангаас阶梯曲线。
图中列车受到制动力的作用，减速运行。 列车从某点O处以不超过S1的速度值运行， 在运行到D1点时，对列车施加一定的制动 力，使列车允许运行的最大速度值从S1速 度值降为S2速度值；列车从D1点运行到D2 点处，在这一区间，列车运行的最大允 许速度值为S2；在D2点，再次对列车施加 制动力，使列车减速运行。
任务二：列车自动防护(ATP)系统
培训目标 了解ATP的基本组成 了解ATP的基本原理 掌握ATP的主要功能
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一、ATP概述
城市轨道交通的信号控制系统中，ATP系统是信号控制系统 非常重要的组成部分，它为列车行驶提供安全保障，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 驶员人工来保障，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，尤其是在运营作业繁忙的线路上， 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。
列车自动保护系统
技术特征
列车自动保护系统 列车自动保护系统1、在计算机联锁与地面ATP之间，将发码电路与编码逻辑控制电路合并，用硬件实现发码， 用软件实现编码逻辑控制。 2、采用ZFFT+GOERTEL算法高可靠识别处理ATP信号技术。 3、在安全模块之间运用1024HZ的健康链路检控随机系统故障技术。 4、安全模块内部以分布式A、B机方式的故障-安全门与回绕健康链路检控随机系统故障技术。 5、软件采用业务流程与质检流程模式构成ATP信号逻辑与故障输出控制技术。 6、采用标准脉冲注入分布式软、硬件处理信号故障，利用 “安全与”的故障-安全测检控技术处理随机共 模故障。 7、在通信应用层额外增加安全核方式，提高总线通信可靠性，容错技术增强通信安全性技术。 8、在工程应用中建立了适合国内轨道道床施工条件的调谐区计算公式和测试方法。
典型案例
列车自动保护系统
列车自动保护系统1、7·23甬温铁路动车追尾事故可能与ATP系统故障有关。CRH1和CRH3系列的车在ATP系 统里还装有一个DSD系统，即有一个司机触发器，司机必须隔30秒左右触发一次，以确保司机没有走神或睡着， 否则就会自动停车，相对更安全；出事的D301是CRH2E动车，没有这个系统。但只要后面的车ATP没有坏，撞上去 的可能性不大。应该怀疑是后方列车的ATP处于隔离模式，或者故障。”
1、地面设备功能 2、检测列车位置。 3、根据先行列车位置以及进路情况确定后续列车的限制速度。 4、向列车传递限速信息。 5、车载设备功能 6、接受限速信息并显示。 7、列车超过规定速度时自动制动。
工作原理
列车自动保护系统列车自动保护系统
1、车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控 制列车制动系统制动。
列车自动防护(ATP)系统的功能(一)
列车自动防护（ATP）系统的功能(一)列车自动防护（ATP）子系统，即列车运行超速防护或列车运行速度监督，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，实现列车运行安全间隔防护和超速防护。
通过ATP子系统检测列车位置并向列车传送ATP信息（目标速度信息或目标距离信息），列车收到ATP信息，自动实现速度控制，确保列车在目标距离内不超过目标速度的前提下安全运行。
它的主要功能有：一、列车定位定位的任务就是确定列车在路网中的地理位置。
通常，ATP系统都是利用查询应答器及测速电机和雷达完成列车定位的。
安装在线路上某些位置的应答器用于列车物理位置的检测，每个应答器发送一个包括识别编号（ID）的应答器报文，由列车接收。
在ATP车载计算机单元的线路数据库里存有应答器的位置，这样列车就知道它在线路上的确切位置。
由测速电机和雷达执行列车位移测量。
列车定位的误差来自应答器检测精度、应答器安装精度和位移测量精度。
二、速度和距离测量列车实际运行速度是施行速度控制的依据，速度测量的准确性直接影响到速度控制效果。
列车位置直接关系到列车运行的安全，通过确定列车的实际位置，才能保证列车之间的运行间隔，以及能够在抵达障碍物或限制区之前停下或减速。
三、ATP监督功能ATP监督负责保证列车运行的安全。
各监督功能管理列车安全的一个方面，并在它自己的权限内产生紧急制动；所有的监督功能，在信号系统范围内提供了最大可能的列车防护。
各种监督功能之间的操作是独立的，且同时进行。
ATP监督包括速度监督、方向监督、车门监督、紧急制动监督、后退监督、报文监督、设备监督等。
四、超速防护城市轨道交通中的速度限制分为两种：一种是固定速度限制，如区间最大允许速度、列车最大允许速度；另一种是临时性的速度限制，例如线路在维修时临时设置的速度限制。
固定限速是在设计阶段设置的，ATP车载设备中都储存着整条线路上的固定限速区信息。
五、停车点防护停车点有时就是危险点，危险点在任何情况下都是不能越过的，因为这会导致危险情况。
请对列车自动防护系统进行简单总结
请对列车自动防护系统进行简单总结
列车自动防护系统是一种用于保障列车运行安全的重要装置。
它在列车运行过程中，通过对列车状态和运行环境的监测，能够及时发现并处理可能发生的危险情况，从而有效防止事故的发生。
列车自动防护系统能够实时监测列车的各项参数，包括列车速度、制动状态、车门状态等。
通过传感器和监控设备，系统能够准确地获取这些信息，并进行实时的分析和处理。
一旦发现列车出现异常情况，如超速、制动失效等，系统会立即采取相应的措施，例如自动刹车、报警等，以确保列车运行安全。
列车自动防护系统还能够监测列车所处的运行环境，包括轨道状态、信号灯状态等。
通过与信号系统的联动，系统能够准确判断列车所处的位置和行驶方向，从而确保列车按照规定的路线和时刻表进行运行。
如果系统发现列车偏离了预定的轨道或出现信号异常，它会立即发出警报并采取相应的措施，如紧急制动、联络调度员等，以避免事故的发生。
列车自动防护系统还能够对列车进行远程监控和管理。
通过与调度中心的通信，系统能够及时接收和发送各种信息，如列车位置、运行状态、乘客数量等。
这样，调度员可以随时了解列车的运行情况，并根据需要进行指挥和调度。
同时，系统还能够对列车进行远程诊断和维护，及时发现和修复潜在的故障，确保列车的正常运行。
列车自动防护系统是一种为了保障列车运行安全而设计的重要装置。
它通过实时监测列车状态和运行环境，及时发现并处理可能发生的危险情况，有效防止事故的发生。
在未来，随着科技的不断进步，列车自动防护系统将会进一步完善和发展，为列车运行提供更加可靠和安全的保障。
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列车自动防护系统(ATP)
列车自动防护系统(Automatic train pro—tectlon)，简单地说，是列车司机的辅助设备。
该设备监督信号显示和列车限制速度，并且与司机的操作进行比较，当运算的结果表明列车不捌动就不能安垒停车时，向司机发出警告，如果司机再不采取措施，列车将自动制动。
随凿廉价高性能微处理器的问世，ATP的研制工作取得巨大进展，功能日益增加。
车载设备做到故障一安垒并能进行自检。
便宜的存储器使存储进路及车辆性能的能力不再受到限制，这使ATP 系统所具备的“知识”达到了可以与司机媲美的水平。
速度反馈及防滑装置使ATP 系统能够调整粘着度ATP 系统定期计算距离，制动控制比人工操作更准确，重复性更好，理论更符合实际。
1．ATP系统的类型
ATP系统主要分为连续式和点式两大类。
连续式系统在轨道与列车间连续进行有关信号显示的通信。
实现的主要手段是电码轨道电路或者是沿轨道铺设的感应电缆。
点式ATP 系统只在专用的信号点实现轨道与列车间的数据传输。
当列车通过该点时，车载设备可以从地面应答器或者感应环线取得数据，车上需要安装接收线圈或传感器，一旦传输中断或接收信号错误，安全系统保证使列车停车。
点式和连续式ATP 系统都有同样的安全标准。
连续式ATP 系统更接近司机操纵的灵活性，因此在繁忙的路网更受青睐。
装
有连续式ATP系统的列车接近停车信号时，信号显示连续传给车载计算机，司机可以在某个适当距离开始制动，一旦司机发现信号转变为注意信号就可以缓解，甚至加载。
点式ATP 系统就不如连续式那么灵活。
例如列车接近信号时，信号点传送的是停车信号，车载计算机算出制动地点及所需制动率。
但当信号变为注意信号时，翠载计算机的数据能未更新，司机必须保持制动，直到通过下一个信号点接收到前方信号的新数据之后才能缓解。
显然这会影响繁忙区段的通过能力，西屋公司最早在19f~8年在伦敦地铁维多利亚线上使用了连续式列车自动控制系统。
西屋的邈项技术进一步开发后又用于马德里地铁，香港地铁和新加坡城市交通系统。
该系统地面信号通过一组特定频率或编码对载频进行调整，每个编码表示一组最高安全速度和目标速度。
新加坡地铁共有4种编码可供使用。
在普通铁路线上ATP 并不是自动驾驶系统的一部分，而只对司机安全行车起辅助作用。
这种条件下选择点式或连续式ATP系统并非那么严格。
安装连续式虽好，但费用比点式高得多。
普通线路采用点式ATP系统对列车运行和通过能力一般不会产生不利影响。
为克服点式系统在繁忙线路上限制通过能力的缺点，已研究出一种插入法，即在关键区段，主信号点与信号机间增设应答器，这样车上ATP设备在接近信号机时就可更新数据。
还可以用另一种方法：在关键区段安装短电码轨道电路。
这种连续插入方法的缺点是车上要安装两种接收线圈分别采集应答器和轨道发送的信息。
插入
设备的数量对工程造价有显著影响。
某一条具体的线路，插入设备应当安装多少以及如何安装并没有简单的规则可循。
为解决这个问题，瑞典Comrcco咨询公司研制出一种仿真软件。
英国铁路用该软件模拟一个速度为130km／h的繁忙区段。
模拟结果表明在一些选择好的地点增加30 的更新数据的应笤器就行了。
模拟结果还表明在某种条件下ATP 系统可以改善运营性能，倒如可以实现匀速控制，可消除由司机操作技术引起的速度波动。
荷兰铁路正在研制第二代ATP 系统。
用点式系统代替了原有的电码轨道电路，除为了降低成本外，还想解决轨道电路工作不可靠的问题。
英国铁路也有同样的问题。
其原因是安装在现代转向架上的轮对出现钝滚动状态，再加上牵引电流等因素电码轨道电路遭到破坏。
2．ATP 系统的应用
欧洲主要国家都已经采用或正在计划采用某种ATP系统。
各国引入ATP 系统是出于安全考虑，但它又是从各国已有的信号制式中衍生出来的。
EB 信号公司曲产品示意圈（注：早期的Eriessoa的点式ATP 系统①，⑤司机操纵台。
②微机评估单元。
④编码器。
@应答器。
@天线。
）1985年在发生多起事故后，珐国国铁对当时的ATP系统进行了评估，得到的结论是原Ericsson公司(现称EB信号公司)生产的ATP系统是唯一得到证!实的设备，见上图。
MTE—Alsthom 公司与该制造厂合作开发了适应法国条件的Ericsson系统并于1987
年在巴黎到勒阿费尔的54ink线路上进行试验。
1988年产品定型，并商品化，称之为KVB。
在夸后2—5年将安装8500台车载设备及同样数量的信号点。
英国铁路在出现一系列事故后也决定采用ATP系统。
已有两个试验项目得到资金。
这两个项目采用点式ATP。
所选线路是伦敦Marybone站外的Chiltern市郊客运线和伦敦至Bristol的2O0km／h铁路干线。
速两条线路的运营条件具有代表性。
示范系统的合同已给了提出SEL系统的比利时ACEC公司和GEC—Alsthom 公司。
ACEC公司提供TBL 系统，已安装在比利时铁路上并且是上面提到的荷兰第二代点式ATP系统的基础。
GEC—Alsthom 公司提供SEL 公司的Selcab系统LZB系统是在干线上应用的一种连续式ATP 系统。
数据从轨道上的感应电缆传送到车上。
司机驾驶室内可以显示出前方1Okra内的速度命令和距停车信号机的距离。
速度显示将给出列车运行区间的允许速度和目标速度。
该系统可以取消地面色灯信号机。
西班牙国家铁路马德里一哥多华一塞维尔高速线上将装备SEL公司生产的LZB系统，除车站外将不设地面信号机，所有列车都将装上机车信譬。
高速列车与低速列车在同一线路运行时，机车信号有更明显的效益。
英国铁路正通过ACEC 公司的试验项目改进高速列车的机车信号装置。
美国铁路的盘形制动列车速度达到2OOk~a／h，其制动距离仍在规定的踏面制动距离之内。
这就降低了既有线基本设施的改造费用并使修建高速列车线的计划更易于实现。
既有线将速度提高到250km／h 以上
时，需要建设新的信号设施。
机车信号可以有效地提供第五个显示，因此不用再增加现有的信号显示就可以满足高速列车所需的更长的制动距离，同时还可以继续适合低速列车的要求。
意大和I铁路就采用了这种方式，~TP 系统向司机提供前方5个闭塞分区的信息。
高速专用线(例如法国TGV 和日本新干线)的机车信号用不着与既有线的ATP 制式相兼容。
作为列车综合自动控制的一部分的地铁ATP 系统也是如此。
混合运行的线路上的AtP 系统，需要适应各种不同的列车编组、车重、速度和制动性能。
车载微机要储存有关数据，计算出制动距离，任何输入错误都将危及行车安垒。
例如列车重量输出值低干标准则会引起制动力不足，导致冒进信号。
这和刊车牵引定数有很大关系。
固定编组的列车可以在车载微机数据库中包括进各种车辆的组成情况。
总之ATP概念虽很简单，采用什么制式的ATP却是一个相当复杂的运营及商业决策问题。
ATP系统的类型日益增多，对点式和连续式两种不同工作原理的选择会影响铁路行车。