城市軌道交通列車自動控制系統維護

—項目3基于軌道電路的ATC系統維護任務1基于軌道電路的ATC系統認知

基于軌道電路的ATC系統有速度碼系統和距離碼系統兩種。軌道電路雙重通道：①當軌道電路區段上無車時，軌道電路發送的是軌道電路檢測信號或檢測碼；②當列車駛入軌道電路區段，立即轉發速度信號或者有關數據電碼。1.速度碼系統(SpeedCodeSystem)

典型系統：上海地鐵1號線—美國GRS公司的ATC系統和北京地鐵1號線—英國西屋信號有限公司的ATC系統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。頻分制速度碼示意圖速度碼模式速度碼模式車載設備自動調諧(頻率跟蹤)速度碼模式車載設備自動調諧(頻率跟蹤)原理圖2.距離碼系統(SpeedCodeSystem)

距離碼系統：車載計算機根據敵對車傳輸信息(目標距離、目標速度、區間的最大限速、區間線路坡度)及列車自身的固有數據(列車長度、常用制動及緊急制動率、測速及測距信息)等一系列基本數據，實時計算出允許速度曲線。

上海地鐵2號線引進美國US&S公司、明珠線(上海軌道交通3號線)引進法國ALSTOM公司和廣州地鐵1、2號線引進德國西門子公司的ATC系統。

用數字編碼軌道電路實現列車速度監控的系統（距離碼模式）距離碼模式R一接收；T一發送；BPc一比特一致校核；A一軌道電路發碼；

B—ATP信息發碼；s一轉換繼電器。a.當列車進入該軌道區段時，轉換繼電器落下，一方面向聯鎖裝置給出有車占用的表示，另一方面由轉換繼電器接點接通列車速度控制系統的發碼裝置。

b.當列車駛離該軌道區段時，轉換繼電器吸起，導致軌道電路發送軌道檢測碼，使軌道繼電器吸起。

列車進入軌道電路區段，軌道電路以移頻鍵控方式向車載設備傳送信息。數據報文電碼是串行傳輸，電碼分為起始同步碼、信息碼、安全監視碼、終止碼。信息碼包括：

(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)下一段軌道電路的入口允許速度；

(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起始點至限速區間起始點的距離)；(8)限速區間的允許速度；

(9)目標距離；

(10)目標速度；

(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號；

(15)下一段軌道電路的載頻頻率(用于車載設備預調諧)。小結距離碼速度碼任務2西屋ATC系統認知一、系統組成1.TBSl00—ATP系統2.TBSl00—ATO系統3.FS—2500無絕緣軌道電路4.基于WESTRACE處理器的聯鎖5.WESTCAD監控系統①ATP子系統采用最新的TBSl00系統。利用聯鎖通過軌道電路傳來的信息，決定列車的運行速度。

②ATO子系統采用與TBS00ATP系統相同的基本車載模塊。它載有有關軌道布置和坡度的所有資料，能優化列車控制指令。它配備雙向站臺列車通信系統，確保能與ATS系統直接連接，從而優化列車的運行。ATO還能從ATP系統中提取數據，以判斷前方信號情況。

③ATS子系統使用WESTCAD控制與顯示系統。每個WESTRACE聯鎖接通一臺WESTCAD控制終端，以便對該區域進行就地控制。它還通過通信鏈路，接至控制中心。控制中心的WESTCAD終端可以遙控正線上的所有路線、信號機和道岔。二、ATP子系統

ATP系統可先按照目標距離模式來設計，這是可以滿足城市軌道交通初期運營要求的最經濟的低風險模式。在“目標距離”系統中，每列列車被告知它可以安全行駛的目標距離，據此列車決定到達該點的安全速度。即使發生某些故障，列車仍能以一定的限制速度行駛。1．設備構成

ATP子系統由現場設備、車載設備及車站聯鎖設備組成。(1)FS-2500無絕緣軌道電路軌道電路采用由聯鎖系統生成的電碼進行調制，這一編碼取決于列車運行前方線路的狀態。

FS-2500無絕緣軌道電路能夠有效、及時、可靠地連續檢測列車占用和向列車發送速度碼(2)APR應答器

APR應答器是一種小巧、堅固耐用的無源裝置，安裝在鋼軌中間，并編入唯一的標識號。當列車經過應答器時，車載設備輪詢應答器，應答器把自己的唯一標識號編碼發送給列車作為應答。

APR信標沿軌道等距放置，每個信標有唯一識別號，存儲在ATP/ATO分布圖系統存儲器中。此系統可在指定范圍內，對轉速傳感器發出的信號進行自動重新校正，也能進一步確定位置。(3)車載設備車載設備由ATP控制器、速度表、天線及測速電機等組成。

ATP車載設備接收軌道電路傳送的速度碼(最大安全速度MSS／目標速度TS)，當列車速度超過目標速度時向司機報警，提醒減速，如未減速或操作不當，列車超過最大安全速度時，實施緊急制動，實現列車超速防護功能。

當列車實際運行速度超過ATP規定的限制速度時，緊急制動；列車運行實際速度接近ATP規定的限制速度時，發生音響并告警司機進行減速；如未能減速時，自動啟動常用制動使列車減速；列車非正常移動時采用緊急制動。系統可對輪徑磨損進行自動補償，實現故障自診斷及告警，進行運行狀態記錄。(4)車站設備車站設備由車站集中聯鎖設備、接口電路、ATP速度編碼電路等組成。

①ATP速度編碼電路的主要功能是根據發送速度碼的條件、速度碼的碼序及前方軌道電路的空閑狀態，為每一軌道區段選擇正確的速度碼。②與ATP速度編碼電路的接口電路的主要功能是，保證站內聯鎖區內的軌道電路僅在進路建立、信號機開放后，才能發送速度碼；并在列車進入進路內方后始終保持速度碼的發送，直至列車出清進路。③與ATS及PAC(車站ATO通信單元)的接口電路，包括車站內各種信號設備的狀態表示、進路建立的表示信息等接口電路，控制接口電路。2.TBS100型ATP車載設備(1)ATP控制器(二取二)(2)ATP天線(檢測軌道電路ATP編碼)(3)ARP識別器(4)測速電機(5)多普勒雷達(1)ATP控制器①主處理器模塊(MPM)

主處理器模塊提供主處理和存儲功能，以運行各種應用程序，以及存儲各種數據。該模塊提供一個VME外部總線控制器，它有硬件選擇性切斷功能。②串行輸入／輸出模塊(SIOM)(模擬量)SIOM為外部子系統(如控制中心和診斷和數據上載單元)提供緩沖串行鏈路。

③離散(數字)輸入／輸出模塊(DIOM)DIOM向列車提供緊急制動、車門啟動和禁止牽引的輸出。USB轉RS-232④速度和位置模塊(SLM)SLM為列車速度傳感器(測速電機、多普勒雷達)提供接口，列車速度傳感器分別連接到每個ATP通道，以避免單條通道故障。

SLM接收來自測速電機、APR閱讀器和多普勒速度傳感器的輸入信息。該模塊保存精確的列車速度和位置測量數據。⑤軌道編碼模塊(TCM)TCM接收ATP軌道編碼，并對其進行解碼，它將驗證無誤的載頻編碼和調制頻率發送給處理器。(2)ATP天線(檢測軌道電路ATP編碼)

天線共兩套，ATP天線單元由兩個繞在鐵氧體棒上的電感線圈組成。一個線圈用于ATP安全系統，另一個線圈用于ATP非安全系統。(3)ARP識別器讀取列車精確位置信息(4)測速電機

ATP車載設備采用兩個測速電機來提供速度、走行距離和運行方向等信息(同時也為ATO車載設備提供這些信息)。(5)多普勒雷達由于測速電機無法精確補償車輪滑轉和滑行,向ATP／ATO系統輸入第三個車速信息，提高測速的可靠性。3.北京地鐵的ATP車載設備

ATP車載設備組成：安全系統(SS)、非安全系統(NVS)、天線、測速電機、速度表安全系統和非安全系統按照故障一安全原則組成多微機控制系統，兩個系統在信號處理和軟件算法上采用不同的方式，獨立完成相同的主要功能，以確保系統的安全和可靠。安全系統、非安全系統分別控制一個緊急制動繼電器(EBR)和一個零速繼電器(ZVR)。EBR常處于勵磁狀態，一旦列車超過最大安全速度即失磁，對列車實施緊急制動。ZVR常處于失磁狀態，當列車速度降到預定值(2.5km/h)時勵磁，允許打車門。車載設備可以選擇4種駕駛模式：限制人工駕駛模式(RM)、非限制人工駕駛模(NRM，正常非限制和緊急非限制兩種)、編碼人工駕駛模式(CM)和自動駕駛模式(ATO)。ATP安全系統方框圖ATP非安全系統方框圖小結WSL-ATC系統組成二、ATO子系統ATO子系統采用最新的TBSl00技術。ATO子系統包括地面及車載設備兩部分，但作為一個系統來說，ATO又不能脫離ATP及ATS單獨工作，必須從這兩個系統得到系統工作的基礎信息，共同構成ATC系統。

ATO控制器和PAC與ATP控制器一樣。通過DIN41612接頭與標準VME總線相連。

ATO可以與站臺屏蔽門(PSD)的控制系統全面接口；ATO還具有一個雙向通信系統，允許列車直接與車站內的列車自動監控系統(ATS)連接。DIN41612接頭1．ATO地面設備地面設備給車載ATO設備提供位置參考，并與車載設備交換信息。

ATO地面設備分為室內及室外兩部分：在各車站設備室內設有“車站站臺ATO通信單元”PAC(PlatformATOCommunicator)，在各車站上下行站臺以及折返線處軌道上設有ATO環路。ATO地面設備的基本結構(1)PACPAC與ATO和ATP車載設備采用的都是相同的基本核心模塊。PAC內存有至下兩個車站停車點的站間距離、軌道電路數量及長度，以及線路坡道和曲線信息；并通過與LPU或RTU接口，得到來自ATS系統及聯鎖系統的惰行控制命令、扣車命令、下一車站通過命令及運行方向和目的地等信息，列車在車站停車期間經聯鎖電路及軌道電路的有關條件控制向室外環路發送。(2)ATO環路ATO發送環路由電纜和環路單元組成。①ATO環路單元ATO環路單元包括ATO環路饋送單元(LFU)和ATO匹配單元(AMU)。②ATO環路的布置在各車站上下行站臺以及進行ATO折返的折返線處軌道上設有環路。

環路的作用有兩個：①通過環路的位置及交叉，使列車得知確定的位置信息，實現車站定點停車；②在列車停車期間，與列車進行信息交換。

在每個指定的停車位置，有兩個ATO環路，發射環和接收環。兩種環路允許在PAC和車載ATO之間建立雙向的全雙工通信通道。ATO環路布置圖③列車和PAC通過ATO環路的通信過程為站臺入口提供地面標志環，標志環能夠使列車在車站或者移動停車處精確地在一個ATO發送環和一個ATO接收數據環上停車。

PAC和列車通信的內容：

a.列車通過接收環把列車的詳細數據發送給PAC。這些數據包括列車編號、目的地、車組全體人員編號以及當值／不當值信息。

b.PAC向ATS發送一個“列車到達”的信息。

c.PAC響應接收到的列車詳細數據，PAC通過發送數據環發送數據。這個數據包括要通過下一個車站的任何要求、制動率、位置信息、惰行請求和實時更新。2.ATO車載設備車載ATO設備可分成ATO控制器和附件，這些附件用于速度測量、定位和司機接口。由設在每一端司機室內的ATO控制器(包括司機控制臺)及安裝在列車每一端司機室車體下的兩個ATO接收天線和兩個ATO發送天線組成。ATO車載設備組成(1)ATO控制器車載ATO設備安裝在ATC機柜(該機柜也安放了車載ATP設備)中。車載ATO系統的主要部分是ATO控制器。ATO控制器包括一組TBSl00模塊，安裝在一個19英寸的機架內。該系統獨立于ATP，單獨計算ATO數據，分別形成驅動輸出。機柜還接測速電機(用于速度和距離測量)，以及ATO天線(用于與地面ATO環路通信)。ATO控制器由許多模塊組成：主處理器模塊(MPM)、串行輸／輸出模塊(SIOM)、速度和位置模塊(SLM)、離散輸／輸出模塊(DIOM)、環路調制解調器模塊(LMM)、ATO功率放大器模塊(APAM)。(2)ATO天線

ATO天線共有兩組：兩個接收天線和兩個發送天線。①ATO接收天線。列車兩側各裝一條接收天線，正好位于兩條軌道的上方，頭車前車軸的前面。接收天線接收由PAC傳來的36kHz調制信號，然后提供一個模擬信號，經列車線傳給ATO控制器的“環路調制解調器模塊”。②ATO發送天線。列車兩側各裝一條發送天線，正好位于兩條軌道的上方，頭車前車軸的后面。發送天線向PAC發出28kHz的信號。信號是ATO控制器提供的模擬信號，經列車線傳遞給發射天線。3.診斷和數據更新單元DDU

DDU與ATO控制器和PAC相連。PAC提供一個RS232串行接口，可以與DDU或PC機相連，由此可以下載系統的工作狀況信息和記錄數據，以便進行診斷測試。

PAC還提供一個RS485接口，以便對PAC中的數據進行更新。4.軟件

ATO軟件分為執行ATO功能的應用軟件和一系列支持應用軟件的服務軟件。服務軟件主要支持通信、線路地圖和BIT(自行檢測)功能。

ATO應用軟件執行ATO的最基本功能。ATO最基本的功能可分成3部分：速度和距離、運行權限以及車輛控制。5.接口(1)司機控制和顯示ATO與司機的接口有多種模式。

司機接口能提供當前實際速度、目標速度、允許行駛距離、超速指示燈和蜂鳴器、故障指示燈和開門指示燈等。如果列車以ATO自動駕駛，則不啟用超速蜂鳴器報警。司機的ATO控制開關包括模式選擇開關和ATO啟動開關。ATO將向司機提供ATO狀態指示和開門指示。(2)與ATP接口

ATP通過一條專用的高速鏈路與ATO相連。這一通道為系統內部通道，不需要進行任何外部接線，通過這一通道，ATO可以收到原始的軌道碼數據。

ATO控制器接一個測速電機，由它提供兩個反相信號，用于判斷列車行駛方向。它們之間的接口主要取決于測速電機的類型，一般而言，主要是一個離散型輸入，送到“速度和距離”模塊。(3)與列車接口根據牽引控制系統的要求，ATO控制器與牽引和制動系統的接口可采用并行或串行的方式。

ATO同時也接收來自列車的離散型輸入，如制動保持等有關列車當前狀態的信號。(4)地面接口

①與ATS接口。PAC與ATS之間有一串行接口，便于與控制中心雙向傳輸數據。

②與站臺屏蔽門接口。PAC可以與站臺屏蔽門的控制系統進行接口，這一接口為并行接口，可以保證站臺屏蔽門和列車車門的同步控制。

③聯鎖系統接口。ATO與聯鎖之間的接口為離散型輸入輸出接口。小結ATO地面設備ATO車載設備四、ATS子系統1.系統構成

ATS系統包括控制中心子系統、車站控制子系統、車輛段程序單元、通信網絡。系統經特別設計，可用性強，萬一出現故障，恢復能力也很強。實用性體現在分布式車站控制子系統均采用雙處理器結構，控制中心對全線進行監控，也是雙處理器結構。（1）控制中心子系統設備分別行車調度室及機房內。放置在調度室內的有單元式的模擬表示盤、調度員臺、調度長臺、操作員控制臺、信息員控制臺、報告打印機、偏差打印機、培訓單元、列車實際運行描繪繪圖儀；放在機房內的有兩臺互為主、備（熱備）的HP-A900小型計算機，分別配置系統終端及打印機，并帶有磁盤及驅動器、串并行接口及自動轉換設備。

控制中心系統又分為OCC、運行圖編制、全線表示盤三個子系統。

①OCC子系統：中央處理器、調度工作站、數據服務器、管理服務器等構成。a.中央服務器（CS），雙機熱備、自動切換。向不同對象提供有關信息：向WKS提供有關聯鎖設備、列車位置、報警等信息；向DS提供檔案信息，包括調度員指令記錄；提供列車位置和時刻表信息，驅動全線表示盤；向SC提供顯示預定及實際列車運行信息；提供調度員與LPU之間的接口，調度員監控全線并進行人工控制，LPU負責自動執行調度指令，CS負責記錄對全線有影響的操作員指令；與調度工作站一起運行，實施監控和控制；

b.調度工作站（WKS），控制中心配備工作站，供調度員對系統全線運營監控；提供屏幕顯示或以打印方式檢視存儲在SQL數據庫中的數據；具有列車圖表功能，可進行列車時間表修改；c.數據服務器（DS），提供集中式信息記錄，用來存儲和檢索，并包含一個SQL數據庫系統；

d.管理服務器（AS），起到打印服務器的作用，管理那些沒有具體分配給某臺機器的打印機；主持通信網管理、防止ATS軟件發生訛誤的病毒檢查軟件、提供軟件升級控制能力的軟件。②運行圖編輯子系統（SC）：PC單機，提前生成時刻表，并將這些時刻表復制到CS中。③全線表示盤子系統（OVW）：ATS采用屏幕顯示全線情況，展現控制區域內的軌道布局和列車位置；通過串行接口與中央計算機通信。（2）車站控制子系統

分兩個層級：聯鎖車站（有道岔的車站）配備的LPU，為所負責的路段提供全面檢測和控制；非聯鎖車站配備一個RTU，接通信號系統和ATO設備。車站子系統又分為LPU、RTU、維修終端三個子系統。①車站程序單元LPU：有道岔的聯鎖站采用LPU，是ATS的站級智能控制單元。用來監控聯鎖設備和軌旁設備，提供制動線路設定功能，可存儲7日時刻表，有記錄功能，并與軌旁系統銜接，負責所有的ATS自動監控功能：列車跟蹤、列車進路安排、根據OCC下發的時刻表發車、監測列車運行、發現反常情況報警。一般按有岔站劃分為若干個LPU控制區，其余無岔站的RTU分屬這些LPU控制，每個LPU最多可以控制5個RTU。②遠程終端單元RTU：無道岔采用RTU，RTU為非智能單元，為無岔站信息傳輸接口終端設備：從PAC傳送到控制LPU的門信息、從LPU傳送到PAC的惰行矢量編輯命令、從PAC傳送到LPU的報警信息、乘客信息、來自LPU的列車出發信息。

③維修終端：為OCC和LPU提供維修功能。（3）車輛段子系統

車輛段采用車輛段程序單元DPU，專為車輛段提供的ATS車站設備。

ATS車站設備還包括設于各車站正線及車輛段的站臺發車端的發車計時器（TDT），以及正線列車投入點的列車識別裝置（PTI）的地面查詢器（電纜環路）。

（4）通信網絡系統①局域網：每個OCC和LPU所有站點都有一個局域網（LAN），將該點的ATS系統連接在一起。雙重冗余網絡，雙通道LAN連接，每個站點采用獨立的網絡接口卡（NIC）。②傳輸通道：帶迂回的光通道，ATS系統在車站和控制中心之間采用光纜進行通信。③OCC與LPU通信及LPU與LPU通信：OCC與LPU通信為點對點方式，LPU與LPU通信要傳送進路設置請求信息。④LPU與RTU通信：通過CBN（通信系統）的多點串行鏈路實現，為并聯傳輸方式。⑤LPU與PAC通信：通過本地接口實現。⑥LPU與PIS通信：通過本地串行口實現。⑦LPU與TDT通信：通過本地串行口實現。

ATS系統與其它系統接口：與BAS（環境與設備監控系統）、線路運行圖顯示系統、聯鎖裝置、PI（站臺顯示器）、TDT、系統時鐘、PAC、車輛段等接口。

小結ATS設備組成任務3西門子ATC系統認知

西門子交通技術集團研制的VICOS(車輛和基礎集中操作控制系統)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。

VICOSOC101系統用于中小型系統(車站)，VICOSOC501是一個高可靠性的控制系統，用于控制中心。一、系統組成

設備安裝在現場線路上和機械室、站臺、列車上以及控制中心(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、車載設備和車地通信環線(PTI)。

ATS設備包括：系統管理器(ADM)、通信服務器(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(TTE)、局域網(LAN)、不間斷電源(UPS)、局部控制盤(LCP)、乘客向導信息系統(PIIS)、列車到達時刻顯示器(ATI)、列車發車時刻顯示器(DTI)等。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、車輛段信號樓控制室。由控制中心的計算機VICOSOC501實現全線運營的集中監控與管理。由設備集中站車站控制室的VICOSOC101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LZBT00M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、軌道電路室內設備、ATS車站設備(含與乘客向導牌、發車計時器及應急盤的接口)、室內終端架、電源設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。全線分若干個聯鎖區域，設備分別設于各個設備集中站，每個設備集中站管轄1～3個車站。3．軌道層軌道層包括轉轍機和信號機、FTGS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，以及車地信息傳輸、列車位置識別。列車運行監督由在控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．車載層車載層包括LZB700M的車載ATP／ATO設備，實現列車自動防護和自動運行功能。

ATP／ATO軌旁(室內)計算機設備、計算機聯鎖設備采用3取2結構，ATP／ATO車載設備采用2取2結構，符合故障一安全原則，并提高了系統的安全性、可靠性和可用性。為了提高ATS系統的可靠性和可用性，中心與車站的通信采用“點對點”雙通道熱備方式，凡涉及行車指揮的主要設備均按雙機熱備配置，包括COM、耦合連接單元、顯示接口單元、管理器(維修／管理器冷備)，以及車站遠程終端單元RTU，保證任一臺單套設備或單通道故障時，不影響系統的正常使用。

二、系統特點1．為提高在各種故障及特殊情況下系統可用性及盡可能保持自動工作狀態的連續，采取了多種措施。

(1)ATP安全系統按故障一安全原則設計，采用冗余技術(車載ATP為計算機2取2系統，軌旁ATP為3取2計算機系統)，ATS系統采用雙套冗余系統，系統可靠性和安全性高。

(2)采用多級控制方式，有控制中心控制(人工及自動)、RTU后備自動控制、車站控制(人工及自動)方式。

(3)模塊化設計，故障識別及自動控制模式的自動轉換，系統可用性高，且便于維修。

(4)以單個信號機及單個列車為基本單元的自動功能設定及取消。

(5)自動功能設定的多種操作方法，如控制中心或車站對單個信號機、整個聯鎖區或控制中心對所有信號機自動功能的設定和取消，控制中心對單個列車或全部列車自動功能的設定及取消。

(6)靈活、多樣、簡便的人工介入控制手段。2．設計適合信號系統功能要求并滿足運營管理需要及其他專業接口要求的列車識別號管理系統，包含列車識別號的組成，在各類人機界面及打印文件上的顯示內容及格式，列車識別號中各項內容的來源及進入系統方式、人工介入的手段等。

3．設計帶有運營要求特征，如列車跳停、折返、回庫、存車、清洗等的列車目的地號。4．增強列車運行自動調整功能及人工介入能力，各系統均按人工優先原則設計：

(1)調整列車車站發車時間采用列車到達車站時間與實施運行圖比較，比較結果送至站臺倒計時發車時間顯示器，控制其倒計時起始時間；

(2)調整列車區間運行時分采用列車車站發車時間與實施運行圖比較，比較結果送至ATO車載系統，控制列車以秒計的區間運行時分；

(3)設置列車運行修正時間，對每一列車或全部列車的圖定運行時間進行以分計的修正，使列車運行自動調整功能符合調度員的意圖，也有利于保持及恢復列車等間隔運行；

(4)在車站設置現地控制盤，使車站具有與控制中心一樣的對到站列車進行扣車、放行、跳停等控制能力。5．完善乘客向導信息系統在上下行站臺各裝設兩臺顯示清晰的乘客信息顯示盤，由控制中心直接控制旅客信息顯示盤的工作狀態。向乘客提供必要的列車信息，如:列車終到站；以分計時倒計時式的列車到站時間預告；列車在本站是否載客等。

6．配備完整的ATS子系統管理功能

ATS子系統管理功能對有效、安全地使用系統，增強使用人員責任心，分析運行事故及使系統工作站標準化都有一定作用，其管理功能包括：使用人員登記進入譬退堂蓉工作站職責范圍及權限的分配；按工作性質進行操作人員分類，以及各類操作人員的權限分配；以上功能的控制及管理。7．按運營要素自動編制列車運行圖。設計原則如下：

(1)由輸入的運行要素直接自動生成運行圖。

(2)按不同的列車交路由各自的運營要素生成局部運行圖并自動合成完整運行圖。

(3)嚴格的運行沖突自動檢查及提示，如：追蹤間隔及折返間隔不小于可實現值；停站時間不小于規定值；折返站作業間隔時分小于可實現的最小間隔時分；排列進路的延時可能性。

(4)必要的人工介入手段，使運行圖編制人員的意圖能得到完全體現，并方便地清除運行圖中存在的運行沖突。

(5)自動功能設定的多種操作方法，如：控制中心或車站對單個信號機、整個聯鎖區或控制中心對所有信號機自動功能的設定和取消；控制中心對單個列車或全部列車。8．確定運行模擬系統的功能具有培訓、演示功能，有一套ATC離線設備，可用于員工培訓和系統演示，不影響正常運行。根據運行模擬系統的使用要求，確定其詳細技術規格，如設備類型、人機接口、各種模擬元素及有關參數、針對功能要求的操作方法等。其用途為：參觀演示(離線使用)；行車人員培訓(離線使用)；ATS子系統調試時模擬現場設備(在線使用)。

9．根據運行要求確定運行數據儲存功能、屏幕回放功能、各種運行報告內容及文本、報警分類及提示、打印功能及打印機配置等。小結西門子ATC系統組成西門子ATC系統特點LZB700M系統LZB700M系統是ATC系統的一個功能強大的子系統，它用在ATP和ATO中。LZB700M中的兩個子系統結合在一起，用于增加系統的安全性和有效性。一、LZB700M系統的配置

LZB700M設備由車載設備和軌旁設備組成。

軌旁設備組成：ATP軌旁單元、FTGS數字式無絕緣軌道電路、同步定位單元和PTI軌旁單元組成，還有乘客向導牌和發車計時器。

車載設備組成：ATP車載單元、ATO／PTI單元和司機人機接口MMI。二、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微機構成。這些SIMIS微機為3取2的結構，以提高系統的安全性和可靠性。1．ATP軌旁單元的主要功能①摘錄司機指令。②儲存線路參數(線路坡度、軌道區段的長度、區間速度限制、區間臨時速度限制)。③與計算機聯鎖接口。④同相鄰設備集中站軌旁單元的通信(故障一安全總線系統)。⑤與FTGS軌道電路的接口。⑥與外部設備的接口(自診斷、接點輸入、緊急停車輸入)。2.ATP的輸入數據

ATP軌旁單元為決定運行命令，需要來自聯鎖、相鄰的ATP軌旁單元和緊急停車單元的一些數據，以及恒定的線路參數，具體有：①線路的設計；②設計的速度限制——最大安全速度；③臨時限速區段；④設計的安全區段；⑤道岔設定；⑥道岔區段的側向限速；⑦進路的入口；⑧軌道空閑檢測；⑨緊急停車。3．電碼的傳輸從ATP軌旁到ATP車載的傳輸是單方向的，數據包含在一個有一定長度電碼的報文里。這些電碼用調頻的方式經FTGS軌道電路周期地發送。4.ATP軌旁和車載設備之間的數據傳輸從ATP軌旁到ATP車載設備之間的數據傳輸速率是200Bd。數據以固定的長度分配到報文中，這些報文被周期地傳送，綜合各種方法來防止傳輸中的誤碼。

ATP車載設備能夠識別數據傳輸時引起的錯誤，并將傳輸錯誤的數據作為非法數據而被拒絕。三、FTGS軌道電路

FTGS軌道電路用于LZB700M的發送設備，從鋼軌向列車發送信息以及作為列車占用軌道的檢測設備。一個LZB軌旁單元最多能帶(檢測和控制)40個軌道電路。四、ATP／ATO車載設備

LZB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ATO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車載設備組成：ATP車載單元、ATO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。車載設備1．ATP車載單元

ATP車載單元用來保證列車安全，檢查列車運行與限制條件的一致性。列車超速運行將引起ATP車載單元執行緊急制動，并使列車停穩。

ATP車載單元必須是故障一安全的，為2取2配置。2.ATO車載單元

ATO子系統是在ATP監督下運行的非安全系統，完成列車自動運行、列車速度調整、列車目標制動、車門控制等任務。為完成ATS的ATR(自動調整)功能，ATO將根據計劃刻表或調整后的時刻表，控制列車的巡航／惰行運行狀態，按規定的時間控制列車在站間的運行。3.天線天線由ATP天線和PTI天線組成。

ATP天線安裝在列車下部走行軌上方，最前端轉向架的車輪前面，應以適當的角度與車輛運行方向一致水平地或同心地(一個高度)安裝。

ATP天線能感知通過軌道電路發出的信號。每個司機室裝備有一對ATP天線，只有司機室在使用時ATP天線才被選用。一列車裝備兩對天線，每對天線安裝在列車的兩端，列車前部前導軸的前方。另外，每列車應配備一個PTI天線，PTI天線應安裝在列車下面，在車下最前軸的前面。4.速度脈沖發生器(OPG)OPG為ATP功能提供輸入，用以完成所需的速度、距離和方向信息的計算。OPG接在列車前部車輛后轉向架的兩個軸上。如果一個速度脈沖發生器裝在前軸的左輪上，另一個應接到后軸的右輪上；反之亦然。5.MMI顯示器駕駛室內的MMI顯示器安裝在控制臺上，靠近控制面板。(1)主控鑰匙開關

主控鑰匙開關打開，接點閉合，ATP檢測到DC110V電壓，ATP激活；主控鑰匙開關沒打開，接點沒閉合，ATP檢測不到DC110V電壓，ATP主控鑰匙沒有打開。車輛ATP車載單元+110V主控鑰匙開關雙通道6.ATP靜態輸入車輛ATP車載單元左門鎖閉右門鎖閉+24V（2）門控接點

左右兩邊門都關閉，兩鎖閉繼電器接點閉合，送回24V電壓給ATP，否則，不能送回24V電壓，ATP車載單元通過檢測是否送回該電壓來判斷兩車門是否關閉。(3)ATO啟動按鈕

兩個按鈕，分別為雙通道，當按鈕被按下，24V電壓接地，ATP車載單元通過檢測該電壓是否接地來判斷ATO啟動按鈕是否被按下。車輛ATP車載單元主ATO按鈕副ATO按鈕+24V雙通道雙通道

此模式用于正線上車的正常運營,

運行中列車不需司機駕駛,而是按設計要求自動運行,司機負責監督ATP/ATO顯示,以及列車運行所要通過的軌道、道岔和信號的狀態,并在必要時人工介入。ATO運行模式車輛ATP車載單元+110V(4)ATO釋放方向手柄主控手柄

當方向桿向前，主控手柄在零位時，110V電壓被送回給ATP車載單元，此時為”ATO釋放“，ATP車載單元通過檢測是否送回該電壓來判斷是否有”ATO“釋放。車輛ATP車載單元+24V(5)RM按鈕RM按鈕接點

當按壓RM按鈕，接點閉合，24V電壓接地，ATP車載系統通過檢測該電壓是否接地來判斷RM按鈕是否被按壓。RM運行模式在下列情況使用:1.列車在車輛段范圍內運行。2.正線運行中下列設備之一發生故障時:①聯鎖設備;②軌道電路;③ATP軌旁設備;④ATP列車天線。3.列車緊急制動以后。4.開動ATP/ATO以后。對于廣州地鐵一號線而言，RM模式下,列車由司機駕駛,速度不能大于25km/h,如果列車速度大于極限速度,則進行緊急制動。在運行中司機負責列車的運行安全。RM運行模式車輛ATP車載單元+24V(6)強行開門按鈕強行開門按鈕ATP車載單元向強行開門按鈕接點輸送24V電壓，當強行按鈕被按壓，接點閉合，24V電接地，ATP車載系統通過檢測該電壓是否接地來判斷強行開門按鈕是否被按壓。(7)車輛的緊急制動狀態車輛+110V緊急制動ATP車載單元

輸入由車輛向ATP車載單元，當電壓為DC110V時是非緊急制動狀態，當電壓為0V時，是緊急制動狀態，車載ATP單元通過檢測該電壓來判斷是否處于緊急制動狀態。(8)自動折返按鈕ATP車載單元向自動折返按鈕送24V電壓，當按壓自動折返按鈕，接點閉合，24V電接地，當沒有按壓按鈕，接點不閉合，24V電不接地，ATP車載單元通過檢測該電壓是否接地來判斷自動折返按鈕是否被按壓。車輛+24V自動折返按鈕ATP車載單元序號ATP外部靜態輸入電壓(DC)表示含義備注1門控接點24V車門沒有被打開送回0V車門被打開未送回2ATO啟動按鈕24VATO按鈕被按壓送回0VATO按鈕沒有被按壓未送回3RM按鈕0VRM按鈕被按壓接地24VRM按鈕沒被按壓未接地4強行開門按鈕0V強行開門按鈕被按壓接地24V強行開門按鈕沒被按壓未接地5自動折返按鈕0V自動折返按鈕被按壓接地24V自動折返按鈕沒被按壓未接地車載ATP外部靜態輸入序號ATP外部靜態輸入電壓(DC)表示含義備注6主控鑰匙開關110V駕駛臺被激活送回0V駕駛臺沒被激活未送回7ATO釋放110VATO釋放送回0VATO沒釋放未送回8緊急制動狀態110V非緊急制動狀態由車輛送出0V緊急制動狀態車載ATP外部靜態輸入7.ATP靜態輸出車載ATP單元在激活狀態下，根據相關的檢測結果（包括檢測到按鈕動作及車輛運行狀態）會發生一定動作，諸如啟動緊急制動，允許開車門，開啟ATP安全責任燈等。(1)緊急制動車輛+110VATP車載單元

運行錯誤時啟動，出現故障時啟動緊急制動。從車輛給110V到ATP車載單元。

①如沒有啟動緊急制動，K6、K7閉合，送回110V電壓，車輛不能啟動緊急制動。

②如果啟動緊急制動，K6、K7不閉合，不能送回110V電壓，車輛啟動緊急制動。K6.K7繼電器(2)允許開門（允許開左門和允許開右門）車輛ATP車載單元+110V允許開左門+110V允許開右門

列車停在停車窗內，ATP根據由軌旁設備發來的報文決定允許開哪側旅客車門，只有在停車窗內或者按壓強行開門按鈕，ATP才允許開門，ATP送電壓給車輛上相關繼電器，當送的是110V時候，車門打開，否則，車門不能打開。（3）ATP安全責任

當ATP車載單元已完全承擔了列車的安全責任，ATP會點亮車輛駕駛臺上RM按鈕上的ATP安全責任燈（紅色）。當ATP已經完全承擔了列車的安全責任，從ATP送110V給車輛駕駛臺上的安全責任燈（紅色）。ATP車載單元+110V車輛ATP安全責任燈序號ATP到外部靜態輸出電壓(DC)表示含義備注1緊急制動110V沒產生緊急制動送回0V產生緊急制動未送回2左門釋放110V左車門釋放送出0V左車門沒釋放未送出右門釋放110V右車門釋放送出0V右車門沒釋放未送出3ATP安全責任110VATP完全承擔了安全責任，ATP安全責任燈亮送出0VATP沒完全承擔了安全責任，ATP安全責任燈不亮未送出車載ATP到外部靜態輸出8.故障條件的下運行①ATP的軌旁故障。②丟失與ATP軌旁設備的數據連接。③ATP車載設備故障。在ATP車載設備發生故障的情況下，ATP將打斷駕駛命令，并啟動緊急制動。④定位丟失。如果ATP丟失了列車的定位，列車將啟動緊急制動。駕駛員需要按下RM按鈕繼續運行。⑤列車超出停車窗。如果列車在車站上沒有停在停車窗之內，駕駛員可以手動打開車門。⑥丟失所有車門關閉的指示。如果ATP沒有認可所有車門都關閉，司機需要按下“允許車門”按鈕，連接ATP啟動的車門鎖閉。9.ATP車載與車輛系統的接口①ATP和列車緊急制動系統間的接口。數字輸出110VDC，低速有源制動。②ATP和車門操作系統間的接口。數字輸出110VDC，右開門或左開門釋放。③ATP和車門控制間的接口。數字輸入24VDC，關閉和鎖閉所有車門。④ATP和列車緊急制動間的接口。數字輸入110VDC，緊急制動由列車啟動。⑤ATP和主控選擇開關間的接口。數字輸人110VDC，主控選擇開關的狀態。小結ATO和ATP車載設備組成

ATP靜態輸入和ATP靜態輸出(與車輛接口)西門子ATS

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VICOSOC501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VICOSOC501和車站控制室的VICOSOC101。1.控制中心設備

VICOSOC501系統硬件主要由如下部件組成：MMI服務器(人機接口)和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。VICOSOC501服務器之間通過LAN總線系統相連。它由一個用于實現ATS功能的VICOS計算機設備網絡構成，根據不同的要求，可由不同的標準計算機組件組成。為實現高可用性，采用了冗余技術。①COM服務器

VICOSOC501的核心是COM服務器，它是實時過程控制計算機，具有全部自動功能，包括：OCC的主要控制功能、列車自動監控(ATS)功能、列車進路設定(ARS)功能、列車自動調整(ATR)功能。

COM服務器執行下列職責：預先處理程序數據，處理通過RTU從聯鎖設備傳輸來的數據；自動列車跟蹤；自動進路設置；自動列車調整；通過RTU向聯鎖設備輸出命令；存儲日常操作紀錄和報警清單。

對于COM服務器，采用了帶有無延時轉換的熱備冗余。②ADM(管理)服務器

ADM服務器用于中央數據存儲，儲存系統所有的統計數據和應用軟件包括主數據，存儲屬于該系統的所有系統數據并且一般不能改變，如線路示意圖和配置數據。

對于ADM服務器，采用了帶有自動轉換的備份冗余。③MMI(人機接口)服務器

MMI服務器即操作員臺，是操作員與運營控制計算機系統間的人機界面。在OCC裝備3個調度員工作站，1個配備給調度主任，另2個配備給行車調度員。通過MMI服務器可進行過程數據預處理(處理通過RTU和PCU從聯鎖傳輸來的數據)、自動列車跟蹤、自動進路設置、列車自動調整、命令輸出，通過PCU向聯鎖輸出命令、存儲操作日志和報警清單。

對于MMI服務器，采用了無自動轉換的替代運行。④TTE(時刻表編輯)服務器實現時間表編輯，應用時刻表數據庫實現時刻表的生成、編輯、修改及存儲。

TTE服務器是為建立離線時刻表的操作員控制臺。編輯好的時刻表的編譯也是TTE服務器的任務。⑤模擬培訓工作站模擬培訓工作站為調度員提供離線培訓設備和在線調試、開通工具。⑥維護員工作站維護工作站也放置在控制中心，原則上類似于一個調度員MMI。⑦打印機設有兩個激光打印機和一個噴墨打印機用來執行打印任務。噴墨打印機用于輸出連續的記錄(操作日志)。彩色激光打印機用于輸出所謂特殊清單(如報警信息清單)，屏幕顯示內容和列車運行圖。⑧控制中心模擬盤控制中心設大顯示屏，顯示屏應采用計算機控制技術，能在固定的區域顯示需要的報警、行車信息(信息窗)、提示信息(含文字)。2.過程耦合單元PCU

PCU在RTU和VICOSOC501的COM工作站之間傳輸數據。所有的RTU通過冗余的串口連接到PCU。外部子系統接口，如列車無線、BAS、FAS等，將通過一個串口連接到PCU。3.車站遠程終端單元RTURTU-遠程終端單元用于連接VICOSOC501系統以及車站外設子系統，用于設置進路、計算停站時間以及實現降級模式。以下外部系統是通過RTU連接的：SICAS聯鎖ATP/ATO系統列車位置識別（PTI）發車時間指示器(DTI)本地控制盤（LCP）公共廣播系統（PA）4.車站控制室設備車站控制室內設有VICOSOC101設備，用作本地控制和顯示，對本地聯鎖區域進行監控。所有要求的聯鎖功能都在LOW上執行。三、網絡通信

VICOSOC501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。VICOSOC501系統中的服務器和過程耦合單元PCU等部件相互連接是通過以太網實現的。計算機聯鎖通過PROFIBUS(過程現場總線)與RTU相連。五、接口1.本地接口(1)LCP(2)到PIIS和DTI接口2.中央接口(1)時鐘系統的接口(2)SCADA接口(3)數據傳輸接口(通信網絡)(4)車輛段聯鎖的接口(5)無線通信的接口1.本地接口(車站設備接口)(1)到LCP的接口系統在每個車站會提供一個到局部控制盤的接口，位于SIC接口盒中。(2)到PIIS和DTI接口

ATS系統的PIIS/DTI接口給PIIS系統提供信，用以通知站臺的乘客交通信息，并在DTI上顯示發車時間。接口位于每個車站的SCI接口盒中，從ATS接收信息。2.中央接口(1)時鐘系統的接口

主時鐘系統向VICOS—ATS提供接口，VICOSOC501系統內部時鐘將與主時鐘系統同步，并向它的子系統(SICAS聯鎖、LZB700M)的與時間相關的控制功能傳遞時間信息。(2)無線通信的接口在信號系統同無線電通信系統之間傳送有關列車構成和位置信息。此信息允許無線通信系統的用戶根據列車車次號聯系列車。不需要使用控制電路，通過使用4線RS422，以半雙工方式，數據接口可以完成兩者之間的數據傳輸。(3)數據傳輸的接口(通信網絡)

通信系統提供的冗余的專用光纖用于各個車站信號設備室與VICOSOC501的信息傳輸。(4)SCADA(電力監控系統)接口它是ATS與SCADA系統的牽引動力的狀態之間的數據交換接口。使ATS顯示牽引動力的狀態。SCADA系統與控制中心的PCU連接，數據通過4線RS422傳輸，是異步的點對點多通道的連接，以全雙工的方式運行。(5)車輛段聯鎖的接口

車輛段聯鎖可以接入到ATS系統。車輛段傳送的數據用于AT顯示車輛段軌道電路、道岔和信號機的狀態。小結ATC設備安裝位置控制中心設備（OCC）車站機械室設備（SER）車站行車室內設備（SCR）軌旁設備車載設備ATC系統構成OCCSCCNVLE聯鎖MLK道岔、信號機軌道MLKTWC軌道電路TWC環線車載ATO設備車載ATP設備P線接口最大常用制動、緊急制動、門控軌旁OCC車站設備室車載車輛AF904津濱輕軌概況津濱線西段工程全長45.785km控制中心設在開發區第七大街全線共設19個車站，其中5個預留車站在胡家園設車輛段車輛段內設試車線一條，長度為1.75km在新立鎮設停車場29列車車到地列車識別號（車組號、車次號、目的地編碼等)運行方向門狀態車輪磨損指示(從ATP到OCC)在制動接近車站的過程中過量的車輪打滑和空轉；ATC、ATO狀態和報警地到車列車開門命令列車車次號確認運行修正數據發車測試指令門循環測試主時鐘參考信號跳停/扣車指令列車運行等級列車運行模式(自動模式)ATO自動駕駛模式ATO折返模式(受監督的手動模式)ATP監督下人工駕駛模式ATP限速下的人工駕駛模式(旁路模式)非限速人工駕駛模式車載ATC設備的組成主機柜

雙套ATP設備單套ATO設備電源及接口

兩個速度傳感器ADU和輔助ADUATP接收天線TWC天線主機柜主機柜

顯示模式慢速前進發車自動ATO手動ATPATC旁路切除停站結束慢速前進超速車載信號發車測試ATPA故障ATO故障燈泡測試調光目標距離(列車進路ID)目標速度(列車長度)曲線時間MPH0102030405060708090報警車站跳停ATPB故障100小結USSATC系統的設備組成ALSTOMATC系統ALSTOMATC的總體結構室內設備室外設備車載設備OCC設備ATC系統基本配置若干個SECTOR區，每個SECTOR區包括2～4個車站以及相關的站間軌道電路。主設備站車站分類：CBI(計算機聯鎖)站無岔站主要設備(1)控制中心ATS(2)車站ATS(3)車輛段ATS(4)SACEM(5)數字軌道電路DTC(6)點式傳輸的信標(7)軌旁信號設備(8)VPI2司機室內的設備(1)上電開關(2)模式選擇開關(3)發車按鈕(4)緊急制動按鈕(5)緊急制動復位按鈕(6)限速模式(RMO)按鈕(7)速度表(8)允許開左／右門燈(9)開左門按鈕、關左門按鈕(10)開右門按鈕、關右門按鈕(11)門關好燈(12)司機手柄(13)DDU(14)蜂鳴器(15)ATP主／備選擇開關(16)ATP隔離開關ATS系統接口(1)與VPl2的接口(2)與SACEM的接口(3)與SCADA(電力監控)的接口(4)與時鐘的接口(5)與乘客向導系統的接口(6)與火災報警系統的接口(7)與通信網絡系統的接口(8)與車輛段聯鎖系統的接口(9)與CCTV系統的接口GRSATC一、系統構成二、系統特點三、ATP子系統四、ATO子系統五、ATS子系統GRSATC

現場設備一、系統構成車載設備控制中心設備二、系統特點中心自動控制1.控制模式帶人工介入的中心控制車站現場控制2.操作方式(駕駛模式)ATO自動模式ATP人工駕駛模式手動倒車模式ATP切除模式三、ATP子系統1.設備組成2.ATP速度命令信號制動3.自動限速及其實現4.冗余設計5.列車停站與門控1.設備組成(1)車載設備(2