城市軌道交通ATC系統課件：基于軌道電路的ATC系統

基于軌道電路的ATC系統第一節基于軌道電路的ATC系統01一、速度碼系統二、距離碼系統速度碼系統02速度碼系統通常使用頻分制方法，采用的是移頻軌道電路,即用不同的頻率來代表不同的允許速度。由控制中心通過信息傳輸媒體將列車最大允許速度直接傳至車上,這類制式在信息傳遞與車上信息處理方面比較簡單，速度分級是階梯式的。速度碼系統02現以

CRS

公司的

ATC

系統為例說明其基本工作原理。它是一種典型的頻分制速度碼系統。圖3-1

表示速度碼系統的示意圖。在無列車經過時，軌道電路用于檢測列車占用。速度碼系統02速度碼系統從地面傳遞給列車的允許速度是階梯分級的，在軌道電路區段分解處的限速值是跳躍性的。距離碼系統02距離碼系統采用數字編碼音頻軌道電路。從地面通過軌道電路傳至車上的是前方目標點的距離等一系列基本數據，車載計算機根據地面傳至車上的各種信意及存儲在年載單元內的固定數據，實時計算出允許速度曲線。并按此曲線對列車的實際運行速度進行監控。距離碼系統02當列車進人軌道區段時,軌道電路以頻移鍵控方式向車載設備傳送信息。該信息是以按協議約定的報文電碼形式傳送。目前可在每1s內傳送一組報文電碼，對于以80

km/h速度運行的列車而言，每秒駛過的距離為

22

m，即使在最短的軌道區段，車載設備也可收到一組完整的報文電碼，每一組報文電碼的有用信息電碼最多為

128

bit。數據報文電碼是串行傳輸的，電碼分為起始同步碼、信息碼、安全監視碼、終止碼四大部分。起始同步碼用來識別一組電碼的開始，車上、地下實現同步。終止碼用來識別一組電碼的結束。信息碼的內容與報文結構應按照協議構成。距離碼系統02通常，信息碼包括以下內容

(1）車站停車點(用以構成列車停站后開啟車門的一個條件）

(2)列車運行方向。

(3)開啟哪一側的車門(即車站站臺的位置，左側或右側）。

(4)下一段軌道電路的人口允許速度。

(5)區間最大速度(取決于線路狀態)

(6)下一段軌道電路區段的坡度。

(7)至限速區間起始點的距離(指列車所在軌道電路區段的始點至限速區間起始點的距離)

(8）限速區間的允許速度。

距離碼系統02(9）目標距離(指列車所在軌道電路區段的始點至目標點的距離)。

(10）目標速度(目標點的允許速度，如目標點為停車點，則目標速度為零）

(11)ATP

系統的開始與結束。

(12)列車所在軌道電路的編號確認。

(13)列車所在軌道電路的長度。

(14)下一段軌道電路的編。

(15)下一段軌道電路的載頻頻率(用于車載設備預調諧）。基于軌道電路的ATC系統第二節西門子ATC系統01一、系統構成二、LZB700M系統三、ATS系統四、試車線系統構成02西門子交通技術集團研制的VICOS（車輛和基礎集中操作系統）OC系列自動操作控制系統，用于監控聯鎖設備和控制列車運行設備安裝在現場線路上和機械室、站臺、列車上及控制中心(OCC)內

ATP

設備包括：軌旁設備、車載設備和同步環線(SYN)。

ATO

設備包括：軌旁設備、車載設備和車一地通信環線(PTT)。

ATS

設各包括：管理器(

ADM)

、通信器(COM)、人機接口（

MMI)）、打印服務器、打印機

維護操作臺(SO）、過程耦合單元(PCU)、模擬表示盤、演示系統(DS)、時刻表編輯器(TE

域網(LAN）、不間斷電源(UPS)、局部控制盤(ICP）、乘客信息顯示設備(PIS)、列車到站顯示器(ATI)、列車發車時刻顯示器(DTI)等。系統構成02系統構成02(1)操作層(中央層）

分布在控制中心及正線各個設備集中站的車站控制室、車輛段/停車場信號樓控制室控制中心的計算機

VICOS

OC

501

實現全線運營的集中監控與管理。由設備集中站車站控室

VICOS

OC

101

執行本地控制功能。

(2）軌旁層(車站層）

分布在沿線的軌旁層由

SICAS

和

LZB700M

系統組成，它們執行全部的聯鎖和軌旁

ATP

功能正線區段室內的聯鎖設備和接口單元、LZB700M

系統的

ATP/ATO

室內設備、軌道電路內設備、ATS

車站設備(含與旅客向導牌、發車計時器及應急盤的接口）、室內終端架、電源備等主要集中設置于聯鎖區設備集中站信號設備室和電源室，它們執行全部聯鎖和

ATP/ATO軌旁功能。在站控室，放置操作工作站

LOW。非設備集中站的現場設備由設于本站信號設室內的接口及驅動設備控制，這些接口區驅動設備由相應設備集中站監控，此外，設備室內將設置終端架、電源設備。系統構成02（3)軌道層

軌道層包括轉轍設備和信號機、FTCS軌道電路、PTI

環線及站臺精確停車環線，實現進路的防護與控制、列車檢測，以及車一地之同的信息傳輸、列車位置識別。列車運行監督由在指制區間起始處和全線各個車站的列車位置識別系統(PTI)來實現。

（4）車載層

車年載層包括

LZB700M

的車載

ATTPAT0設備，實現列車自動防護和自動運行功能。LZB700M系統02LZB700M

系統將ATP

利

ATO

兩個子系統結合在一起,用于增加系統的安全性和有效性LZB700N

連線式

ATP

系統利用

FTGS數字式無絕緣軌道電路連續地向列車傳輸數據，連續地監督、控制列車的運行。ATP

在軌旁不需要添加另外的傳輸設備。LZB700M系統021.

LZB700M

配置

LZB700M

設備由車載設備和軌旁設備組成。軌旁設備由

ATP

軌旁單元、FTGS

數字無絕緣軌道電路、同步定位單元和

PTI軌旁單元組成，還有乘容向導牌和發車計時器。車設備有ATP車載單元

ATO/PTI

單元和司機人機接口

MMI。

LZ8700M

系統配置如圖3-6所示。

IZB700M

ATP/ATO

地面設備（三取二配置）。LZB700M系統022.

ATP軌旁單元

ATP

軌旁單元是

LZB700M

系統同整個列車防護系統其他要素的主要接口。ATP

軌旁設備完成安全功能，由基于“故障一安全”的SIMIS微機機構成。ATP

軌旁單元使用

SIMIS

3216

微機，它提供所需的高標準的存儲容量和計算容量。這些

SIMIS

微機為三取二的結構，以提高系統的安全性和可靠性。3.

FTCS

軌道電路

FTCS

軌道電路用于

LZB700M

的發送設備，從鋼軌向列車發送信息及作為列車占用軌道的檢測設備。一個LZB7O0M

軌旁單元最多能帶40個軌道電路。LZB700M系統024.

ATP/ATO

車載設備

LZB700M

的軌旁設備通過鋼軌連續不斷地向

ATP

車載設備傳送列車運行指令,供

ATP和

AT0

車載單元共享使用。車載

LZB700M-單元接收來自

LZB700M

軌旁設備的數據。ATP/ATO

車載設備由

ATP

車載單元、AT0

車載單元、ATP/ATO

天線(每個駕駛室兩個）、人機接口

MMI(與車輛共用)、測速電機(每列車安裝兩個）和服務/自診斷等設備組成，如圖

3-7所示。LZB700M系統02ATS系統02在正常運營條件下，全線列車的控制和監視由控制中心(OCC)的

VICOS

OC501

系統實現。VICOS

是一個用于實現

ATS

功能的計算機設備網絡，主要包括控制中心的

VICOS

OC501和車站控制室的

VICOS

OC101。1.系統配置

VICOS

OC501

把操作控制劃分為功能模塊，不同的功能模塊在不同的計算機或其他系統部件上運行。

(1)控制中心設備

VICOS

OCS01

系統硬件主要由如下部件組成：MMI

服務器（人機接口）、TTE

服務器(時刻表編輯器)、COM

服務器(通信服務器）、ADM

服務器(系統管理服務器）、PCU(過程耦合單元)等02（2）過程耦合單元PCU

（3）車站遠程終端單元（4）車站控制室設備車站控制空內設有

VICOS

OC101

設備，用作本地控制和顯示，對本地聯鎖區域進行監控。

在一合VICOS

OC101

出現故障的情況下，相鄰聯鎖區城內的

VICOS

OC101

可以接管它的監控工作。VICOS

OC1O1

的用戶界面與OCC

的

VICOS

OC501

的用戶界面一樣在車輛段/停車場的信號調度室，車輛段/停車場

MMI

可給維修人員提供線路運營狀態概況。ATS系統02ATS系統2.

ATS

軟件

VIGOS

0C501

系統的軟件基于

Unix

操作系統,Solaris

2.5.1

或更高版本。服務和幫助程序例如編輯器或輸人/輸出系統都在操作系統上直接運行。其上設有附加的軟件層(SHELL

結構模型），基本系統包括

SOFTBUS、數據庫變更系統和多計算機系統等。SOFTBUS

是一個控制系統各部件間的數據交換的軟件，并且使多計算機系統管理有效運行。過程數據的配置是在數據庫變更系統中完成的。多計算機系統確保了服務器之間的通信。該系統主要是管理各部件的故障監視。02ATS系統3.網絡通信

VICOS

OCS01

系統、聯鎖和外部系統的各部件之間進行通信的網絡，視系統的復雜性和規模的不同而不同。VICOS

OCS01

系統中的服務器和過程轉換單元

PCU

等部件相互連接是通過以太網實現的。以太網中的通信協議用的是TCP/IP

和ISO/OS1。計算機聯鎖通過

Profibus

(過程現場總線)與

RTU

相連。Profibus

的特點是具有很高的抗電磁干擾和過電

壓影響的能力。02ATS系統4.

培訓和演示系統

培訓和演示系統包括有一個模擬

MMI（DS)和一個模擬

PC(S-PC)。

DS在培訓和演示系統中模擬

ATS

部分。DS

配置成了

DEMS。這也就是說，在DS中，包括了

VICOS

OC501

系統的

ADM、COM

和MMI

功能。基于軌道電路的ATC系統第三節US&S

ATC系統01一、US&S

ATC系統概述二、

ATC軌旁系統三、

ATC車載子系統四、控制中心ATS五、系統接口US&S

ATC系統概述021.基本配置

ATC

系統基于無絕緣的音頻數字軌道電路系統(AF-904)，以實現列車檢測和機車信安全軌旁邏輯使用

MicroLokII

系統,由安全微處理器來實現。非安全邏輯使用非安全選擬器(NVLE)

來實現。車載列車自動控制用

Micro

Cab

車輛軟件包來實現。

軌旁信號系統包括一個廣城網系統。廣城網在軌旁設備室和控制中心之間傳輸命令和表示022.

ATC

系統設備的布置

組成

ATC

系統的設備位于軌旁、控制中心和列車上，圖3-8為

ATC

系統的示意圖。

軌旁信號系統控制設備安裝在軌旁和指定區域的正線集中站信號設備室(SER)中。信號系統包括：AF-904

軌道電路和PF軌道電路、MicrolokII

安全聯鎖控制器和軌道通信者器、非安全邏輯模擬器、車到軌旁通信系統US&S

ATC系統概述ATC軌旁系統021.設備組成

軌旁信號系統包括，聯鎖MicroLokII安全子系統，軌道MicroLokII安全子系統、AF-904軌道電路、PF工頻軌道電路、TWC子系統、非安全邏輯模擬器(NVLE)。

ATP功能主要是由

軌道MicroLokII安全子系統、AF-904軌道電路完成的。(1)Microlok

II

安全聯鎖控制系統（2）非安全邏輯模擬器(

NVLE)

NVLE

安裝在每個站的信號設各室，它允許維護人員在監視器上觀察區城和軌道狀當出現紫急狀況或需要維護時在本地采取控制。NVLE

和車站控制計算機(SCC)

在車站設備室里提供冗余

NVLE。02(3)AF-904

音頻數字軌道電路

AF-904

音頻數字軌道電路是一個安全子系統。它在正線上用于確定軌道占用,并將息傳送到聯鎖

MicrolokII

系統(通過軌道

MicrolokII

系統）。AF-904

還用來對機車信號進行編碼，并傳送到軌道上，以便車

MicroCab

設備接收。ATC軌旁系統（4）車一地通信收發器(TWC)。TWC是一個基于微處理器的系統調制解調器，它通過一個專門的車載天線和軌旁感圈提供同軌旁之問的雙向通信。ATC車載子系統02車載ATC

系統由一個

Microcab、一個特征顯示單元(ADU)一個ADU電源、兩個ATP

接收線圈、一個TWC

天線組成。圖3-10是車載ATC

系統的示意圖。ATC車載子系統02ATC車載子系統022.

車載

ATP

子系統

ATP

子系統基于

USSI

的帶有微處理器的

MicroCab

機車信號系統，是一種可編程的、基于微處理器的控制器。圖3-12為ATP

子系統的示意圖。ATC車載子系統02因3-13為

ATO

子系統的示意圖。ATO

與

ATP、TWC、VCS

和

VAS

相接口，所有的數過串行連接進行傳輸。ATC車載子系統02圖

3-14

表示的是

ATO

ATP、TWC

單元之間的關系，還表示了

ADU、VCS、VAS

之間的應用按口。ATO

VCS、

VAS、TWC

和

ATP

之間是由串行通信連接。串行通信還連接

AIP單元和

ADU。通過安全或非安全繼電器接點，并行接口輸出到列車管。并行接口通過位于輸入印制電路板上的光纜適配器輸入到

ATPATC車載子系統02控制中心ATS02系統接口021.軌旁到列車

、列車到軌旁2.軌旁區到鄰近軌旁區3.

軌旁到現場4.

軌旁到中心5.

供電分配6.

列車探測/機車信號系統7.

牽引電力子系統8.車載ATC

系統接口

ALSTONATC系統第四節ALSTON

ATC系統01一、ALSTON

ATC總體結構二、ATC系統總體配置三、主要設備四、ATS系統結構ALSTON

ATC總體結構02ATC

系統由室內設備、室外設備、車載設備及

OCC

設備組成。ATC系統總體配置02一條線路劃分為若干個

SECTOR

區。每個

SECTOR

區包括2~4

個車站。車站校進置分為主設備站、CBI

站和無岔站三種。

1.

主設備站

主要的信號設備集中在SECTOR

區的特殊車站，這些車站稱為主設各站(MES)SECTOR

區包括2、3或4個車站區相關的站間物道電路。一-個主設各站包括軌道電機架SACEM

的

SECTOR

設備及車站

ATS

設備。

2.CBI站

有聯鎖設備和車站

ATS

的車站稱為

CBl(計算機聯鎖）站。3.無岔站主要設備021.控制中心

ATS控制中心ATS提供線路管理所需要的所有功能，主要有：線路監督包括