项目五ATO子系统.ppt

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1、项目五 城轨ATO子系统,2023/8/30,2,ATO子系统,一、ATO概述 车载ATO子系统，主要实现“地对车控制”，即地面信息是实现列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返，根据控制中心指令自动完成对列车的启动、加速控制，惰行控制，减速控制以及送出车门和屏蔽门同步开关信号，实现列车在车站对位停车控制。基本上可以替代“司机”的操作功能。,ATO子系统,一、ATO概述 这里要说明的是，ATO子系统的功能，是替代了司机的部分操作功能，但是并不是可以取消司机，换句话说，ATO子系统并不是无人驾驶系统，这是两个不同的概念。所以城市轨道交通在配备司机的情况下，有些线路为了节省投资，而不设ATO子系统也

2、是可以的，但是在设置站台屏蔽门的情况下，为了保证对位停车的精度，还是应该设置ATO子系统。所以ATO子系统主要是对车载而言，地面主要是程序对位停车设备和对位模块等相关硬件的配置。,2023/8/30,4,ATO子系统,二、ATO基本概念 ATO为非故障一安全系统，其控制列车自动运行，主要目的是模拟最佳司机的驾驶，实现正常情况下高质量的自动驾驶，提高列车运行效率，提高列车运行的舒适度，节省能源。ATO系统采用的基本功能模块与ATP系统相同。和ATP系统一样，ATO也载有有关轨道布置和坡度的所有资料，以便能优化列车控制指令。ATO还装有一个双向的通信系统，使列车能够直接与车站内的ATS系统接口，保

3、证实现最佳的运行图控制。当列车处在自动驾驶模式下，车载ATO运用牵引和制动控制，实现列车自动运行。,2023/8/30,5,ATO子系统,三、ATO系统的组成 虽然各公司的ATO系统结构不尽相同，但ATO系统的基本组成是共同的。ATO系统都由轨旁设备和车载设备组成。ATO轨旁设备通常兼用ATP轨旁设备，接收与列车自动运行有关的信息。ATO车载设备由设在列车每一端司机室内的ATO控制器（包括司机控制台）及安装在列车每一端司机室车体下的两个ATO接收天线和两个ATO发送天线组成，还包括ATO附件，这些附件用于速度测量、定位和司机接口。ATO车载设备通常和ATP车载设备安装在一个机架内。,2023/

4、8/30,6,ATO子系统,三、ATO系统的组成 ATO具有一个双向通信系统，通过车载ATO天线和地面ATO环线允许列车直接与车站内的ATS连接，可以实现最佳的运营控制，完成下列ATO功能：1、程序停车2、运行图和时刻表调整、3、轨旁列车数据交换、4、目的地和进路控制功能。,2023/8/30,7,ATO子系统,三、ATO系统的组成 ATO还具有定位停车系统，为列车提供精确的位置信息。包括车底部的标志线圈和对位天线，以及每个车站ATC设备室内的车站停车模块和沿每个站台设置的一组地面标志线圈。ATO的功能不考虑故障一安全，因此，ATO车载单元是非故障一安全的一取一配置。ATC显示单元不要求是故障

5、一安全的，因而ATC显示单元采用基于商用计算机硬件。ATO向列车广播设备及车厢信息显示牌提供报站信息。,2023/8/30,8,ATO子系统,四、ATO系统的主要功能 ATO系统的功能分为基本控制功能和服务功能。基本控制功能：自动驾驶、自动折返、车门打开。这三个控制功能相互之间独立地运行。服务功能：列车位置、允许速度、巡航惰行、PTI（车地通信）支持功能等。,2023/8/30,9,ATO子系统,四、ATO系统的主要功能（一）ATO系统基本控制功能（1）自动驾驶自动调整列车运行速度ATO车载控制器通过比较实际列车运行速度及ATP给出的最大允许速度及目标速度，并根据线路的情况，自动控制列车的牵引

6、及制动，使列车在区间内的每个区段始终控制速度（ATP计算出来的限制速度减去5 km/h)运行，并尽可能减少牵引、惰行和制动之间的转换。,2023/8/30,10,ATO子系统,（1）自动驾驶停车点的目标制动车站停车点作为目标点，车站停车点由ATP轨旁单元和ATS系统控制。当停车特征被启动后，ATO系统基于列车速度、预先决定的制动率和距停止点的距离计算出一个制动曲线，采用最合适的减速度（制动率）使列车准确、平稳地停在规定的停车点。与列车定位系统相配合，可使停车位置的误差达到 0.5 m以下。假如列车超过了停车点，ATP准许后退一定距离。如果超过后退速度限制值，向列车司机发出声音和视觉报警。,20

7、23/8/30,11,ATO子系统,（1）自动驾驶从车站自动发车当发车安全条件符合时（在ATO模式下，关闭了车门，这由ATP系统监视），ATO系统给出启动显示，司机按下启动按钮，ATO系统使列车从制动停车状态转为驱动状态。停车制动将被缓解，然后列车加速。ATO通过预设的数据提供牵引控制，该牵引控制可使列车平稳加速。停站时间由ATS控制，并传送给ATP。另外，基于车站和方向的停车时间也储存在ATP轨旁单元中，用作ATS故障下的后备程序。,2023/8/30,12,ATO子系统,（1）自动驾驶区间内临时停车由ATP系统给出目标点位置（例如前方有车）及制动曲线，并将数据传送给ATO系统车载单元，AT

8、O系统得到目标速度信息后自动启动列车制动器，使列车停稳在目标点前方10 m左右。此时车门还是由ATP系统锁住的。一旦前方停车目地地，速度信息改为进行码后，ATO系统使列车自动启动。假如车门由紧急开门打开，或是司机手柄被移至非零位置，那么列车必须由司机重新启动SM模式或ATO模式（如果允许）。在危险情况下，例如按下紧急停车按钮，或是因常用制动不充分而使列车超过紧急制动曲线，由ATP启动紧急制动，ATO向司机发出视觉和音响警报。5s以后音响警报自动停止。,2023/8/30,13,ATO子系统,（1）自动驾驶限速区间临时性限速区间的数据由轨道电路报文传输给ATP车载设备，再由ATP车载设备将减速命

9、令经ATO系统传达给动车驱动、制动控制设备。此时ATO车载设备的功能犹如ATP系统与驱动、制动控制设备之间的一个接口。对于长期的限速区间，数据可事前输人ATO系统，在执行自动驾驶时，ATO系统会自动考虑到该限速区间。,2023/8/30,14,ATO子系统,(2）无人自动折返无人自动折返是一种特殊情况下的驾驶模式，在这种驾驶模式下无需司机控制，而且列车上的全部控制台将被锁闭。从接收到无人驾驶折返运行许可时，就自动进人AR模式。授权经驾驶室MMI显示给司机，司机必须确认这个显示，并得到授权，锁闭控制台。只有按下站台的AR按钮以后，才实施无人驾驶列车折返运行。ATC轨旁设备提供所需的数据以驾驶列车

10、进人折返轨。列车将自动回到出发站台。列车一到出发站台，ATC车载设备就会退出AR模式。无人自动折返功能的输人是来自车载速度距离功能的列车当前的速度和位置以及ATP速度曲线。无人自动折返功能的输出是列车制动和牵引控制系统的命令。,2023/8/30,15,ATO子系统,（3）自动控制车门开闭由ATP系统监督开门条件，当ATP系统给出开门命令时，可以按事前的设定由ATO系统自动地打开车门，也可由司机手动打开正确一侧的车门。车门的关闭只能由司机完成。当列车空车运行时，从ATS接收到的指定的目的地号阻止车门的打开。车门打开功能的输人是来自ATP功能的车门释放、运行方向和打开车门的数据，以及来自ATS功

11、能的确定目的地号。车门打开功能的输出将车门打开命令发给负责控制车门的列车系统。,2023/8/30,16,ATO子系统,（二）ATO系统服务功能（1）列车位置 列车位置功能从ATP功能中接收到当前列车的位置和速度等详细信息。根据上一次计算后所运行的距离来调整列车的实际位置。此调整也考虑到在ATP功能计算列车位置时传送和接收的延迟时间，以及打滑和滑行。另外，ATO功能同测速单元的接口为控制提供更高的测量精确性。列车位置功能也接收到地面同步的详细信息，由此确定列车的实际位置和计算列车位置的误差。对列车位置调整，可在由ATO功能规定的直至接近实际停车点10-15 m的任意位置开始。由于这种调整，停车

12、精度由ATO控制在希望的范围内。,2023/8/30,17,ATO子系统,（二）ATO系统服务功能（1）列车位置 列车位置功能的输入来自ATP功能的列车当前速度和位置、轨道电路信息的变化，测速单元的读入、轨道中同步标记的检测、SYNCH环线。列车位置功能的输出用作校正列车位置信息。,2023/8/30,18,ATO子系统,（二）ATO系统服务功能（2）允许速度 允许速度功能为ATO速度控制器提供列车在轨道任意点的对应速度值。这个速度没有被优化，只是低于当前速度限制和制动曲线给的限制。允许列车速度调整是为了能源优化或由惰行巡航功能完成的列车运行。允许速度功能的输人来自ATP功能的轨道当前位置的速

13、度限制，以及列车制动曲线。允许速度功能的输出至ATO速度控制器。,2023/8/30,19,ATO子系统,（二）ATO系统服务功能（3）巡航惰行功能 巡航惰行功能的任务是按照时刻表自动实现列车区间运行的惰行控制，同时节省能源，保证最大能量效率。ATO巡航惰行功能协同ATS中的ATR功能，并通过确定列车运行时间和能源优化轨迹功能实现巡航惰行功能。,2023/8/30,20,ATO子系统,（二）ATO系统服务功能(4)PTI支持功能 PTI支持功能是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置（通常设在列车进入正线的入口处）传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号，以及列车位置数

14、据（例如当前轨道电路的识别和速度表的读数），以优化列车运行。PTI功能是由车载设备和轨旁设备实现的。由ATC车载设备提供的数据，通过ATO功能，传输到PTI的轨旁设备，进而传给ATS。在将信息传输至轨旁设备之前，ATO/PTI功能收集数据，完成合理检查。编辑信息必需的数据从ATS，ATC轨旁功能、司机MMI功能发送至ATO。PTI是一个非安全功能。,2023/8/30,21,ATO子系统,五、ATO系统的基本要求（1）根据线路条件、道岔状态、前方列车位置等，实现列车速度自动控制。列车在区间停车应尽量接近前方目的地。区间停车后，在允许信号的条件下列车自动启动。车站发车时，列车启动由司机控制。（2

15、）ATO应能提供多种区间运行模式，满足不同行车间隔的运行要求，适应列车运行调整的需要；司机手动驾驶及由ATO系统驾驶之间可在任何时候转换；手动驾驶时由ATP系统负责安全速度监督，自动驾驶时由ATO系统给出对驱动、控制设备的命令，ATP系统仍然负责速度监督。,2023/8/30,22,ATO子系统,五、ATO系统的基本要求（3）ATO定点停车精度应根据站台计算长度、列车性能和屏蔽门的设置等因素选定。站台定点停车精度宜在0.25-0.50 m范围内选择。（4）ATO控制过程应满足舒适度和快捷性的要求。舒适度的要求主要是指牵引、惰行和制动控制以及各种工况之间的转换控制过程的加、减速度的变化率。快捷性

16、主要是指控制过程的时间宜短，以减少对站间运行时分的影响和提高运行质量。ATO应能控制列车实现车站通过作业。（5）自动记录运行状态、自诊断及故障报警。,2023/8/30,23,ATO子系统,六、ATO系统基本工作原理（1）列车自动驾驶 ATO也存储了轨道布局和坡度信息，能够优化列车控制命令。ATO中有一套最大安全速度数据，与ATP的最大安全速度数据互相独立。这样，为了保证乘坐的舒适性，ATO可按照最大速度行驶，不过这一速度要小于ATP的最大安全速度。ATO的最大速度可以任意设置，梯进精度为1 km/h。,2023/8/30,24,ATO子系统,（1）列车自动驾驶ATO利用通过地面ATP设备传来

17、的编码得知前方未被占用的轨道电路数目或者前行列车的位置，知道当前本次列车的位置，列车就可以在到达安全停车点之前，综合考虑安全因素，尽量以全速行驶。ATO系统的自动驾驶功能是通过ATO车载设备控制列车牵引和制动系统而实现的。为此，ATO需要ATP的数据：从ATP轨旁单元接收到的全部ATP运行命令、测速单元提供的当前列车位置和实际速度信息、位置识别和定位系统的信息、列车长度、ATS通过向ATP轨旁单元发送的出站命令和到下一站的计划时间。,ATO子系统,（1）列车自动驾驶,2023/8/30,26,ATO子系统,（2）车站程序停车线路上的车站都有预先确定的停站时间间隔。控制中心ATS监督列车时刻表，

18、计算需要的停站时间以保证列车正点到达下一个车站。由集中站ATS通过ATO环线传送给ATO车载设备。控制中心能通过集中站ATS缩短或延长车站停站时间。如果控制中心离线，集中站ATS预置一个缺省的停站时间，该时间是可编程的。在控制中心要求下，列车可跳过某车站。这一跳停命令由控制中心通过集中站ATS传给列车。,2023/8/30,27,ATO子系统,（3）车站定位停车车站精确停车通过在车站区域的轨道电路标识、分界过渡和ATO环线变换来进行。轨道电路标识被用来确定停车特征的合适起始点。轨道电路分界过渡和轨旁ATO环线变换提供了距离分界。该距离分界用于达到所要求的位置精度。当停车特征启动后，ATO基于列

19、车速度、预先确定的制动率和距停止点的距离计算制动特征。ATO将通过根据要求改变牵引和制动需求来遵循此特征。制动率调整值通过ATO环线轨旁ATO取得。此调整是动态的，是根据异常线路情况作出的，并且可以从OCC或SCR（车站控制室）中进行选择。一旦列车停车，ATO会保持制动，以避免列车运动。ATO可以与站台屏障门（PSD）的控制系统全面接口，保证列车的精确和可靠地到站停车。,2023/8/30,28,ATO子系统,（4）车门控制ATO只有在自动模式下才执行车门开启。在手动模式，由司机进行车门操作。当列车驶抵定位停车点，列车的定位天线（它接至车辆定位发送器和接收器）位于站台定位环线上方，环线置于线路

20、中央，它连向站台定位发送器和接收器；只有当列车停于定位停车的允许精度范围内，车辆定位接收器收到站台定位发送器送来的列车停站信号，ATO系统确认列车已到达确定的定位区域，这时ATO系统发出“列车停站”信号给ATP系统，以保证列车制动；,2023/8/30,29,ATO子系统,（4）车门控制ATP系统检测到零速度，通过列车定位发送器发送ATP列车停车信号给地面站台定位接收器，站台接收器检测到此信号，将其译码，使地面“列车停站”继电器工作；此时车站轨道电路ATP发送器发送允许打开左车门（或右门）的调制频率信号；车辆收到允许打开车门信号，使相应的门控继电器工作，并提供相应的广播和允许开门的信号显示，这

21、时司机按压与此信号显示相一致的门控按钮，才可以打开规定的车门。有了车门打开信号以后，使车辆定位发送器改发打开屏蔽门信号，当站台定位接收器收到此信号，使打开屏蔽门继电器吸起，以使与列车车门相对的屏蔽门打开（包括屏蔽门的数量及位置）。,2023/8/30,30,ATO子系统,（4）车门控制列车停站时间结束（或人工终止），地面停站控制单元启动车站ATP模块，轨道电路停发开门信号，车辆收不到开门信号，使门控继电器落下。司机按压关门按钮，关闭车门；与此同时，车辆停发打开屏蔽门信号，车站打开屏蔽门继电器落下；车站在检查了屏蔽门已关闭及锁闭好以后，才允许ATP系统向轨道电路发送运行速度命令信息，车辆收到速度

22、命令同时，检查了车门已关闭和锁闭、ATO发车表示灯点亮，列车可按车载ATP收到的速度命令进行出发控制。,2023/8/30,31,ATO子系统,（5）轨旁列车数据交换 列车与轨旁的通信是非安全的。任何情况下控制中心需要与列车通信时，轨旁设备都作为数据交换的接口。列车发到轨旁的数据：分配列车号；目的地；车门状态；车轮磨损表示；在接近车站时制动所产生的过量车轮滑动；紧急情况或异常情况（比如不正确的开门）。轨旁发到列车的数据：车辆车门开启命令；列车号的确认；列车长度；性能修改数据；出发测试指令；车门循环测试；主时钟参考信号；跳停指令；搁置命令；申请车载系统和报警状态。,2023/8/30,32,AT

23、O子系统,（6）性能等级 性能等级是列车标识的一部分，可以被中央ATC修改。列车从轨旁接收到由中央ATC所确定的性能等级。性能等级由速度限制、命令的加速、预定的减速构成。为了减少数据的传输量，一张六个性能等级的表存放在列车上。为了修改当前性能等级，中央ATC发送单数字命令。,2023/8/30,33,ATO子系统,（7）滑行模式滑行模式是一种额外的性能等级，其要求是级别1到5处于有效状态，并且当申请滑行时，目标速度大于40km/h。滑行模式会使列车在上电的间隙进行滑行，并且允许列车的实际速度在重新上电之前下降11 km/h。,2023/8/30,34,ATO子系统,七、ATO与ATP的关系在“

24、距离码ATP系统”的基础上安装了ATO系统，列车就可采用手动方式或自动方式进行驾驶。在选择自动驾驶方式时，ATO系统代替司机操纵，诸如列车启动加速、匀速惰行、制动等基本驾驶功能均能自动进行。然而，不论是由司机手动驾驶还是由ATO系统自动驾驶，ATP系统始终是执行其速度监督和超速防护功能。可以这样认为：手动驾驶司机人工驾驶ATP系统自动驾驶二ATO系统自动驾驶+ATP系统,2023/8/30,35,ATO子系统,七、ATO与ATP的关系ATP是ATO的基础，ATO不能脱离ATP单独工作，必须从ATP系统获得基础信息。而且，只有在ATP的基础上才能实现ATO，列车安全运行才有保证。ATO是ATP的

25、发展和技术延伸,ATO在ATP的基础上实现自动驾驶，而不仅仅停留在超速防护的水准上。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,一、车载ATC设备 车载ATC设备，包括ATS、ATP和ATO子系统的设备。其中车载ATS子系统，通过车-地双向通信链路，接收控制中心发来的调整列车运行等级、目的地号、“跳停”等指令，并向地面发送列车运行的状态信息，经联锁集中站向控制心转发。车载 ATP子系统根据地面发来的ATP命令，进行速度控制和超速防护，必要时实现制动保证，并实现列车门控制等一系列与安全相关的控制。当ATP切除时，由司机负责列车的运行列车安全。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,车载ATO子系统是实现

26、列车自动运行的子系统，基本上可以 替代“司机”的操作功能，完成列车在站间的运行速度控制，包拈出站加速控制、惰行控制、减速控制以及在车站的程序对位停车控制。ATO子系统的功能，是替代了司机的部分操作功能，但并不是可以取消司机。目前，城市轨道交通在配备司机的情况下，有些线路为了节省投资，不设ATO子系统也是可以的，但是在设置站台屏蔽门的情况下，为了保证对位停车的精度，应该设置ATO子系统，以避免造成乘客上下车困难。所以ATO子系统主要是对车载而言，地面主要是程序对位停车设备和对位模块等相关硬件的配置。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,二、车载ATO子系统的功能 ATO车载单元与ATP车载单元相

27、连接，ATO车载单元直接从ATP车载单元接收工作用数据。ATO车载单元是非冗佘的，即非故障安全系统，它的安全保障由ATP车载单元提供。当列车处在自动动（ATO)操作模式下，车 载ATO子系统才能发挥作用，该系统自动履行司机操作的非安全功能，自动完成列车的加、减速等速度调节控制并自动完成列车在车站的程序对位停车。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,1、速度调节 车载ATO模块的调速器，以渐进和恒定的速率，加速列车到达到限速设定的运行速度。当列车到达限定速度后通过连续比较实际速度和限速，控制列车的牵引和制动系统。根据ATP速度命令、ATS运行等级，及车站停车曲线所决定的最低参考速度来控制、调节列

28、车的速度，使列车速度保持在上述参考速度的05km/h的范围内。速度调节器将列车的实阮速度和上述参考速度进行比较，并计算正（提供动力）或负（制动）牵引力。牵引力计算中应考虑列车的实际速度，与参考速度间的速度差，以及加速度的人小等因素，以将列车速度尽可能地控制在参考速度的范围内。当新的牵引力计算出来后，被送至车载 ATO接口，将该命令送给车辆牵引系统。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,2、车站程序对位停车 线路上的车站都有预先确定的停站时间间隔。控制中心ATS监督列车时刻表，计算需要的停站时间以保证列车正点到达下一个车站。由集中站ATS 通过环线传送给车载设备。控制中心能通过集中站ATS 缩短

29、或延长车站停站时间。在控制中心要求下，列车可跳过某车站，即“跳停”。这一命令由控制中心通过集中站ATS传给列车。列车进入车站后，一般由ATO控制列车停车。当CBTC系统末开通或降级运行时，可用人工停车方式。根据ATC制式的不同，停车方式有曲线式制动和台阶式制动两种。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,3、车站程序对位停车控制原理 城市轨道交通车站站台长度，一般根据列车编组而定。而且当列车停车后，只有当车与站台上候车乘客所在位置相对应，才能保证站台秩序和运行安全，尤其对设置站台屏蔽的线路尤为重要。对位停车控制方式，一般采用“距离控制”方式为多。所谓“距离控制”，是根据制动作点到对位停车点的距离

30、，以及列车实际速度、列车重量、天气情况、空走时间、线路条件等算出其制动曲线，并在对位停车点的附近进行阶段缓解，以不断修正与对位停车点之间的误差，阶段缓解点为制动中的列车速度与新的制动模式曲线的交义点。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,根据ATC制式的不同，对位停车方式有曲线式制动和台阶式制动两种。以模拟轨道电路为基础的ATC系统，在距对位停车点规定的距离处，设置用于对位停车的标志器。标志器设置的多少和设置的距离，视列车性能而异，一 般为34个点，也即列车停车用控制信息，是借助于非连续的几个点的固定信号，这种方式称为台阶式制动。曲线式制动是基于列车不断地接收数字信息，传输媒介可以是数字轨道电

31、路也可以是无线通信。数字编码轨道电路，可以连续地向列车提供实时信息，包括列车离开对位停车点的距离，通过设在站台区域交叉环线的交叉点或信标，对对位停车控制进行定位修正，保证停车的精度，也提高了停车制动时的舒适性。下面就上述两种制动模式的对位停车方式加以讨论。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,1）台阶式程序对位停车控制原理 基于模拟轨道电路的ATC系统，为了实现列车在车站的程序对位停车控制，根据列车运行方向，在离对位停车点350m、150m、25m和8m处，分别设有对位停车用标志器，在对位停车点设有对位线圈：其中8m 标志器和对位线圈是有源的设备，其余的标志器都是无源的设备，列车经过上述各点的

32、标志器时，收到不同频率的信息以告之运行的列车，离对位停车点还有多少距离。离对位停车点350 m 的标志器，是对位停车控制的起始点，为了保证设备的可靠动作，设置了两个标志器，其工作频率分别为110kHz 和140kHz,当列车收到上述频率之一，车载ATO子系统启动车站程序对位停车控制，列车生成第一次制动模式曲线，并点亮司机操作台上的程序对位停车表示灯。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,列车运行至站台区域，收到距离对位停车点150m处两个中间标志器的信息，频率分别为120kHz和150kHz，当列车收到上述中间标志器频率之一，车载制动控制系统生成第二次制动模式曲线，第二制动模式曲线是对第一制动

33、模式曲线进行修正，也是对第一次制动的缓解；列车继续前进，离对位停车点25m 处，收到由内方标志器发送的信息，其频率为160kHz,从而列车制动控制系统生成第三制动模式曲线，进行第二次制动修正，相当于第二次缓解。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,当列车距离对位停车点8m时，接收由有源标志器送来的14.35kHz 频率信号，列车制动控制系统进行第三次制动修正，再一次制动缓解，使列车准确地停于对位停车点。当列车收到由地而对位线圈送出的13.235kHz 频率信号时，证实列车已在对位停车点上停车，车载系统检出此信号后，实施全常用制动，其后进入列车车门开启程序。图8-31为台阶式车站程序对位停车原理

34、图。在车站设有站台屏蔽门的情况下，一般对位停车精度控制在 25cm;不设站台屏蔽门的情况下停车精度可放宽为土50cm左右，最高的精度可达土15cm。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,ATO子系统及车站程序对位停车控制,图8-32为台阶式车站程序对位停车标志器布置图,ATO子系统及车站程序对位停车控制,注意：打开车门的信号是通过轨道电路送出的，而不是通过对位线圈送出，因为开门信息是安全信息，它必须通过轨道电路向列车送出。列车要离开车站必须满足以下条件：停站时间结束、列车门和屏蔽门关闭、列车收到目的地号、列车收到ATP速度命令等。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,2、曲线式程序对位停车控制

35、原理 曲线式制动模式是基于数字编码轨道电路，不依赖于地面发送的点式信号，主要取决于车载计算机对地面环线交叉点或定位信标信息的运算作为车载系统里程计算的定位校正，使制动性能更好，对位精度更高。以数字编码轨道电路的ATC系统为例，分析车站程序停车控制过程：在站台区域的两根钢轨间，设置了车-地通信环线。站台区段轨道电路的两端“S Bond”的中心，正好对准站台的两个边缘，假如轨道电路的长度为186m,那么环线的长度为186+（2*2）=190m，见图8-34,ATO子系统及车站程序对位停车控制,ATO子系统及车站程序对位停车控制,为了实现双向运行和车站对位停车的需要，环线以站台中心为基准，两侧完全对

36、称的敷设，并且按长度1m、6m、7m、11m等两边对称和有规律的敷设。交叉点共有37处。当检测到列车进入接近区段，车-地通信控制器通过站台区域的环线送出控制中心ATS的调度控制信息，列车本身也检测到已经进入站台前方的轨道电路区段，列车的车载“车-地通信控制器”也开始向地面发送列车信息，但是由于列车还在站台轨道电路接近区段，车-地之间没有进入信息交换的阶段，双方都处于信息交换的准备阶段。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,当列车进入站台轨道电路区段，车载ATP子系统收到列车已经进入站台区段的ATP控制信息，同时接收到地面环线送来的信息，车载ATO子系统启动对位停车程序控制，列车“连续地（CTM

37、模式）”接收地面送来的调度控制信息，但列车还不向地面发送信息，同时列车还接收到地面环线各个交叉点的信息，列车可以精确地测算出到达停车点的距离，连续地修正制动曲线。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,地面的车-地通信控制器，通过TWC 环线连续地向列车传送，包括车站停车制动率、“跳停”当前站和环线边界数据等各种数据信息，与此同时，站台区段轨道电路，仍在不断地在向列乍传送ATP 数据信息，其中包括目标标速度和至目标速度的距离。车载计算根据上述各种相关数据，通过速度传感器计算实际里程，并选择复数个环线交叉点进行定位校正，保证对位停车的可靠和精度。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,当列车尾部出清

38、站台接近区段，说明列车己到达对位停车点（对于不同长度的列车编组，对位停车点是不同的，这可以在车载ATO子系统的软件中进行修正）。此时，列车与地面开始进入双向通信阶段（这个过程要持续到列车头部进入站台前方轨道区段），地面“车-地通信控制器”结束向TWC环线的“单向”信息传输，而进入列车与地面之间数据信息交换阶段。车载通信控制器向地而送出列车停站（零速）信息，地面收到“列车停站”信息后，开始停站计时，并通过站台区段轨道电路，送 出“停站（开门）”信息。至于打开左、右车门，根据列车运行方向和车站站台布置，完全由车载计算机判别。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,列车在车站的停站计时结束，轨道电路停

39、发停站（开门）信息，地面通信控制器，通过TWC环线向列车送出“关闭车门”信息，列车收到上述信息，司机可关闭车门。车载通信控制器通过TWC环线向地面送出关门信息，地面收到此信息，证实车门己关闭。站台区段轨道电路向列车送出“目标速度”信息，列车ATP子系统收到“目标速度”等数据信息后，司机室显示单元的“车载信号”表示灯亮绿灯，“停车结束”表示灯亮绿灯，“运行方向”表示灯亮黄灯，司机按压“列车出发”按钮，“自动ATO”表示灯亮绿灯，表 示ATC系统以自动(ATO)模式工作，实施列车自动运行，同时ATP实施自动超速防护。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,当列车进入站台前方轨道电路，地面环线停止向列

40、车传送信息，但是列车这时还在向地面发送车载信息，直至列车尾部离开站台区域轨道电路，列车才停止发送TWC 信息。上述数字编码轨道电路中，采用站台区域设置TWC环线的方式，根据环线“交叉点”来进行列车定位的校正，或称为重新定位。在以“距离定位”为原则的数字报文式轨道电路为基础的ATC系统中，采用在站台区域设置“定位信标”的方法，对执行车站程序对位停车控制的列车进行定位校准。,ATO子系统及车站程序对位停车控制,对于CBTC系统，车-地之间始终进行双向通信，其车载ATC系统根据“进路地图”及“距离”信息，自动计算离对位停车的距离，从而调整列车的运行速度；为了确保列车对位停车的精度，一般在站台区域设置数个定位信标。另外，在对位停车点，还设置了用于确保对位停车精度的专用传感器。,作业题：1、ATO系统包括哪些设备组成？2、ATO系统基本控制功能包括哪些？服务功能包括哪些？3、描述自动折返时的过程及设备的显示情况。4、ATO 模式被激活的条件？,