城市轨道交通信号与通信系统任务三：列车自动驾驶(ATO)系统

ATC、ATP、ATO系统详细介绍

一、系统总体构成

地铁2号线正线信号系统采用基于无线通信的具有完整ATC功能的列车控制系统（CBTC），同时还提供了连续式ATP功能丧失情况下的点式ATP列车超速防护系统。包括列车自动防护ATP、列车自动运行 ATO、列车自动监控ATS、正线计算机联锁CBI四个子系统构成。

信号系统框图

信号系统由下列主要的子系统和设备组成：

1．中央列车自动监控子系统（ATS）

列车自动监控子系统设备负责执行各种功能，如确认、跟踪和显示列车等，它有人工和自动进路设置功能，以及调整列车的运行以保证运行时间。

2．区域控制器

区域控制器安装在轨旁，是基于处理器的安全控制器。每个区域控制器通过数据通信子系统和车载控制器连接。区域控制器通过运用CBTC的移动闭塞概念，确保列车的安全运行。

区域控制器基于已知的障碍地点和预计的交通荷载，确定预定义的区域内所有列车的移动权限。区域控制器接收临时限速(TSR)指令以及该区域内列车发出的位置信息。区域控制器与Microlok II接口，以控制和表示轨旁设备。每个区域控制器都是以三选二表决配置为基础。

3．数据存储单元

用来保存轨道数据库数据。

临时速度限制储存在区域控制器中。

4．联锁控制器MicroLok II

MicroLok II负责安全执行传统联锁功能。MicroLok II从辅助列车检查计轴系统中获得列车位置信息。Microlok II与轨旁设备接口，诸如转辙机、LED信号机等。为保证正确的CBTC运行，Microlok II还与区域控制器(ZC)接口。

如果区域控制器出故障，列车的安全运行通过联锁控制器和轨旁LED信号机来实现。如果数据通信子系统或车载控制器出现故障，列车以地面信号显示作为主体信号运行。另外，如果数据通信子系统（无线部分）出现故障，系统提供超速防护功能并防止列车冒进红灯信号。

5．集成了ATS车站工作站和本地控制工作站功能的工作站

集成了ATS工作站/本地控制工作站功能的工作站位于设备集中站的本地调度室。该工作站通常用于监督列车运行，也可用于联锁的人工控制。

3种城市轨道交通信号控制系1

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3种城市轨道交通信号控制系统

一概述

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是城市轨道，交通自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车运行高效、指挥管理有序的自动控制系统。其核心是列车自动控制系统(ATC系统)，它由列车自动监控子系统(ATs)、列车自动防护子系统(ATP)、计算机联锁子系统(CI)和列车自动驾驶子系统(ATO)组成。ATC系统自上世纪7O年代投入运用至今，经历了三十年的发展，技术日趋成熟，为使列车控制技术经济指标更加合理，世界各国纷纷开发了先进的ATC系统，ATC系统按闭塞方式分类有三种类型：固定闭塞方式的ATC系统、准移动闭塞式的ATC系统、移动闭塞式的ATC系统。

二、固定闭塞方式的ATC系统

固定闭塞式的ATC系统，采用传统的多信息音频轨道电路，按固定方式，根据线路情况、列车特性和固定的速度等级确定闭塞分区长度，列车以闭塞分区为最小行车间隔，且需设防护区段。其传输的信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，即该区段所规定的最大速度码或人口／出口速度码。列车速度监控一般采用的是闭塞分区出口检查方式，当列车的出口速度大于本区段出口速度时，车载设备便对列车实施惩罚性制动，为保证列车运行的安全，这种滞后的速度检查方式必须沈阳理工大学成人教育毕业论文

2 要有一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离，对于地铁的折返轨道来说，需要有较长的尾轨才能保证折返的能力和列车运行安全。系统的ATP采用阶梯式控制方式，对列车运行控制精度不高，降低列车运行舒适度、增加司机的劳动强度。限制了通过能力的进一步提高。固定闭塞分区的划分依赖于指定列车的性能，对线路上有不同性能的列车时，为保证安全，需按最严格条件设计，既影响运行效率也不适应今后列车类型变更。属二十世纪八十年代技术水平，西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATC系统均属此种类型。

简述ato的功能

ATO (Automatic Train Operation) 是一种自动驾驶系统，主要用于铁路和地铁等铁路交通工具中。ATO的功能是自动化驾驶列车的运行，通过使用传感器、计算机和通信技术等，实现列车的自动控制和管理。

ATO的主要功能包括以下几个方面：

1. 自动速度控制：ATO可以根据信号系统和区段的限制，自动控制列车的速度，确保列车能够按照预定的时间表和规定的速度行驶。它可以准确地控制列车的加速、减速和制动过程，以提高运行的平稳性和安全性。

2. 自动车间距控制：ATO可以通过与前方列车的通信和控制，自动调整车间距，确保列车之间的安全间隔。它可以根据列车的速度、加速度和制动性能等因素，自动计算和控制车辆之间的距离，以避免碰撞和事故的发生。

3. 自动列车运营管理：ATO可以自动管理列车的运营，包括车辆的开关门控制、站台对接和乘客信息的显示等。它可以根据乘客的需求和站台情况，自动控制车门的开关和列车的对接，以确保乘客的安全和便利。

4. 自动列车故障诊断：ATO可以监测列车的状态和性能，并通过故障诊断系统及时检测和报告列车的故障情况。它可以自动分析故障原因，并提供故障处理建议，以减少列车故障对运营的影响。

总之，ATO的功能是实现列车的自动化驾驶和运营管理，以提高列车运行的安全性、可靠性和效率。它可以减少人为驾驶错误和操作失误，提高列车运行的精确性和准时性，同时也为乘客提供更加舒适和便利的出行体验。

列车自动驾驶的英文缩写

- 1 - 列车自动驾驶的英文缩写

随着交通技术的不断发展，列车自动驾驶的技术也应运而生。自动驾驶的列车拥有更高的效率、更安全的行车性能和更便捷的出行方式，在现代的世界里已经成为了交通运输的一种重要形式。同时，它也被称为自动驾驶列车（ATO。

自动驾驶列车在英文中通过ATO（Automatic Train Operation缩写）来表示，ATO是一种基于技术、计算机系统和无线通信系统的列车检测和控制系统，能够实现列车在规定的时间、空间和距离上自动行驶。ATO利用距离控制系统（DCCS）和信号转换控制系统（STC）来帮助进行定位和控制，以实现安全的列车行驶。

ATO的主要功能是实现安全驾驶，其机制主要包括以下几点：首先，引导车辆实时跟踪，确保车辆在行驶时和其他车辆进行安全距离保持；其次，避免列车的前行驶速度过快；第三，在拐弯时，保证车头的最大加速度和最大减速度，以及确保车辆能走出正确的轨道；最后，自动驾驶控制系统还需要实现正确的停车位置，以确保安全的行车状况。另外，ATO技术也可以用来帮助进行列车的维护和检查，例如列车停靠时检查车厢是否准确地停靠在指定的位置，以保证列车安全。

除了安全性受益于ATO技术，列车运营的效率也得到大大提升。通过ATO系统，列车可以在安全的情况下，达到更快的行驶速度，在正常的情况下，行驶速度可以达到每小时60到80公里，极大地提高了运输效率。此外，ATO技术还可以有效利用轨道资源， - 2 - 节省运行成本；在列车距离较远的情况下，ATO能够更有效地避免拥堵，减少不必要的停车时间。

在现代列车行业中，ATO技术已经成为列车系统中非常重要的一部分，它不仅提供了更高的运输效率，也确保了安全的行车能力，让乘客体验到更加舒适的出行过程。因此，ATO的英文缩写（Automatic Train Operation）就成为表达列车自动驾驶的最直观的词汇。

城市轨道交通信号与通信系统基础知识

填空题

城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。

列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS（列车自动监控系统）。

信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。）

机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。

透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。

通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。

信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。

信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。

道岔区段设置的信号机称为防护信号机。

10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。传送各种信息（图像、信息等）称为通信。

11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。

12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。

13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。

14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。

15、转辙机按动力，可分为电动和液压。

16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。

17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种信息。

18、轨道电路的作用是用来监督线路上是否有列车占用和向列车发送各种信息。

19、利用钢轨作回路所构成的电路称为轨道电路。

20、联锁是指信号、道岔、进路之间相互制约的关系。

基于轨道电路的ATC系统概述

姓名：王晓玲学号：10050104

摘要：城市轨道交通信号设备是城市轨道的主要技术，它担负着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重要任务，城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（ATC）和车辆段信号控制系统两大部分组成。为了使更多的人了解轨道交通ATC系统，本文将从轨道交通信号的发展史、城市轨道交通信号在城市轨道交通运输中的作用、基于轨道电路ATC的系统组成及每部分的作用等方面对基于轨道电路的ATC系统进行阐述，并通过对西屋ATC系统的组成及功能介绍加深对基于轨道电路的ATC系统的认识。

1、轨道交通信号的发展史

1.1、世界轨道交通信号发展历程

1863年世界上第一条地下铁道于1月10日在伦敦建成，由蒸汽机车作为牵引动力。随着英国工业革命的不断发展和传播，自此各国相继开始了自己的轨道交通的建设，轨道交通信号随之也有了相应的发展。

轨道交通信号最早起源于英国。最早的列车指挥是由一位戴绅士礼帽、穿黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信号指挥列车的前进和停止。

随着人们慢慢意识到人工指挥的危险性，人们开始研究使用固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路是停车信号，顺向线路是行车信号。实际上顺向线路很难观察，故又在顶端加块圆板，当必须在夜间行车时，就以红色灯光表示停车信号，白色灯光表示行车信号。1841年，英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦车站，这就是铁路上首次臂板信号机的出现。臂板信号机结构如下图。

随后，色灯信号机的出现代替了臂板信号机，使得信号系统的发展更进了一步。色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号，通常有三显示和四显示信号机，以“红、黄、绿”三色为主要灯光颜色来表示不同的信号，同时辅以蓝色、月白色来完成各种任务命令的下达。

在轨道交通线路中，由于站间距小、运营线路条件差，仅以信号机信号显示、由司机来控制机车难以达到大密度运营，因此，列车自动控制系统（ATC）的应用大大解决了这个问题，尤其在线路条件不好、气候条件不好的情况下，车载信号的作用是不可估量的。

ATC、ATP、ATO系统详细介绍 2

ATC、ATP、ATO系统详细介绍

⼀、系统总体构成

地铁2号线正线信号系统采⽤基于⽆线通信的具有完整ATC功能的列车控制系统（CBTC），同时还提供了连续式ATP功能丧失情况下的点式ATP列车超速防护系统。包括列车⾃动防护ATP、列车⾃动运⾏ATO、列车⾃动监控ATS、正线计算机联锁CBI四个⼦系统构成。

信号系统框图

信号系统由下列主要的⼦系统和设备组成：1．中央列车⾃动监控⼦系统（ATS）

列车⾃动监控⼦系统设备负责执⾏各种功能，如确认、跟踪和显⽰列车等，它有⼈⼯和⾃动进路设置功能，以及调整列车的运⾏以保证运⾏时间。2．区域控制器

区域控制器安装在轨旁，是基于处理器的安全控制器。每个区域控制器通过数据通信⼦系统和车载控制器连接。区域控制器通过运⽤CBTC的移动闭塞概念，确保列车的安全运⾏。

区域控制器基于已知的障碍地点和预计的交通荷载，确定预定义的区域内所有列车的移动权限。区域控制器接收临时限速(TSR)指令以及该区域内列车发出的位置信息。区域控制器与Microlok II接⼝，以控制和表⽰轨旁设备。每个区域控制器都是以三选⼆表决配置为基础。3．数据存储单元

⽤来保存轨道数据库数据。

临时速度限制储存在区域控制器中。4．联锁控制器MicroLok II

MicroLok II负责安全执⾏传统联锁功能。MicroLok II从辅助列车检查计轴系统中获得列车位置信息。Microlok II与轨旁设备接⼝，诸如转辙机、LED信号机等。为保证正确的CBTC运⾏，Microlok II还与区域控制器(ZC)接⼝。

如果区域控制器出故障，列车的安全运⾏通过联锁控制器和轨旁LED信号机来实现。如果数据通信⼦系统或车载控制器出现故障，列车以地⾯信号显⽰作为主体信

号运⾏。另外，如果数据通信⼦系统（⽆线部分）出现故障，系统提供超速防护功能并防⽌列车冒进红灯信号。5．集成了ATS车站⼯作站和本地控制⼯作站功能的⼯作站集成了ATS⼯作站/本地控制⼯作站功能的⼯作站位于设备集中站的本地调度室。该⼯作站通常⽤于监督列车运⾏，也可⽤于联锁的⼈⼯控制。

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

城市轨道交通CBTC系统中车载ATO子系统的概述

摘要：目前，我国城市轨道交通的速度和运营密度不断提高，在城市轨道交通系统的高效率、高密度要求下，列车自动控制是必不可少的。列车自动运行（驾驶）系统ATO ( Automatic Train Operation )能自动完成驾驶列车的任务，根据OCC的调整命令并考虑所有最严格的速度限制，向车辆发送牵引和制动命令。ATO子系统可以平稳的驾驶列车以确保乘客的舒适度。

关键字：列车自动驾驶；CBTC ；ATO

CBTC信号系统的关键是实现高层列车自动驾驶的系统功能，ATO利用先进的计算机技术计算列车运行过程并控制列车自动驾驶，不仅能做到降低驾驶人员的工作强度、提升旅客乘车的舒适性，还能有效地提高列车运行效率并节约能耗。

1、ATO子系统的构成

从硬件来看，ATP/ATO系统是一个整体，无明显的硬件划分，软件安装在车载CC机架的CMP板内，CMP板上有两个不同的CPU子模块：一个用于安全软件应用，主要用于ATP软件应用；一个用于非安全软件应用，包括ATO。

构成ATO系统的四大模块：

监控模块：处理乘客和司机可直接看见的所有功能：车门开/关、ATS信息管理、时间管理；

定位模块：可安全定位轨道上的列车；

时间调整模块：参考列车位置，时间调节模块可计算出最佳速度和加速度模式，从而可在最大限度节能的同时按时到站；

驾驶模块：建立发送给车辆的ATO命令。

通过这四大模块，ATO功能能确保：

预计与轨道设备有关的安全限制点：减速、阻挡信号、限速区段、车档等；

根据列车目标请求、行驶和制动性能及其他相关列车特性进行与计算速度曲线相关的速度控制。

2、ATO自动驾驶

城市轨道交通与通信信号系统

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城市轨道交通与通信信号系统

作者：桑元

来源：《中国新通信》2013年第13期

【摘要】20世纪中叶以来，微电子技术，信息技术和计算机网络技术等科学技术的发展，给轨道交通信号技术带来了一场颠覆性革命，城市轨道交通信号系统（即ATC）应运而生，它为轨道交通安全运行和通过能力的提高发挥了巨大作用。不仅提高了运行效率，同时实现了列车运行的自动化。

【关键词】轨道交通通信信号应用发展

一、引言

1、城市轨道交通发展概况。

伴随着世界经济的不断发展，城市人口的增加和规模的扩大，给公共交通造成了很大压力，也必然促使城市公共交通的积极发展，不仅数量上激增，而且在质量上也提出了更高要求。当前，以城市轨道交通为主、高速公路、等级公路为辅的立体交通网络日趋完善，已经形成了一个综合的交通体系，为城市经济繁荣和人们出行带来了很大便利。近年来，地铁和轻轨发展迅速，颇受一些发展中国家的重视，都在积极规划和建设，以缓解城市日趋严峻的交通拥堵问题。值得一提的是，高铁的发展给城市间的交通以及经济繁荣带来了巨大生命力，特别是磁悬浮轨道技术的应用，更是体现了当前轨道交通的前沿科技水平和发展趋势。例如，上海磁悬浮列车的运行，是我国最新城市轨道交通技术发展的缩影，产生了巨大影响力。

2、城市轨道交通信号系统的应用。

交通信号不仅是列车运行的通行证，更是安全运行的指挥棒。轨道交通要实现安全运行和提高通过能力两大要求，离不开轨道交通信号的发展和应用。20世纪中叶以来，微电子技术，信息技术和计算机网络技术等科学技术的发展，给轨道交通信号技术带来了了一场颠覆性革命，城市轨道交通信号系统（即ATC）应运而生，它为轨道交通安全运行和通过能力的提高发挥了巨大作用。不仅提高了运行效率，同时实现了列车运行的自动化。

二、城市轨道交通信号系统