目標：認知速度控制模式；會比較不同閉塞制式列控系統的速度控制；了解列車的控制等級。任務4列車速度控制認知1.1.2知識鏈接1.速度控制模式認知2.不同閉塞制式列控ATC系統的速度控制3.點式列控系統的速度控制4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統5.基于數字編碼音頻軌道電路的連續式列車速度控制系統6.ATC系統運用模式認知任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知1）分級速度控制⑴階梯控制方式⑵曲線式分級速度控制2）速度-目標距離模式曲線任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知⑴階梯控制方式隨著列車速度及列車密度不斷提高，仍將軌道劃分為若干固定區段。在前行列車及信號機后方的不同區段確定不同的最高限速。通過地面設備編輯不同電碼，以軌道電路為傳輸媒介，將本區段速度信息送至列車，列車在人工駕駛(也可自動駕駛)下，以低于最高限速的速度正常行駛。當列車速度高于最高限速時，將產生常用制動或緊急制動，以保證列車不超速(包括速度為零)運行，確保行車安全，這種列車控制系統稱之為階梯式速度控制模式。任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知⑴階梯控制方式任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知⑴階梯控制方式階梯式速度控制模式的安全性及通過能力由合理設置軌道區段的長度來保證，系統結構簡單，不需要知道列車的準確位置，只需要知道列車占用哪個區段即可。性價比高。由于地面傳至列車的信息量較少，用于列車位置檢測的軌道電路可兼作傳輸信息的媒介。任務4列車速度控制認知曲線式分級速度控制要求每個閉塞分區入口速度和出口速度用曲線連接起來，形成一段連續的控制曲線。把閉塞分區允許速度的變化連續起來，從最高速至零速的列車控制減速線為分段曲線組成的一條不連貫的曲線組合，一旦撞墻，設備自動引發制動。由于速度控制是連續的，緊急制動停車點不會冒進，可以不需要增加閉塞分區作為安全防護區段，設計時考慮適當的安全距離。任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知(2)曲線式分級控制方式1.速度控制模式認知⑵曲線式分級速度控制任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知⑵曲線式分級速度控制曲線式分級控制模式時，列車最大安全制動距離為Ｓ：Ｓ＝（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）

ｎ

（1－3）其中：Ｓ—列車最大安全制動距離；Ｓ１—ATC車載設備接收地面列控信號反映時間距離；Ｓ２—列車制動響應時間距離；Ｓ３—列車制動距離；Ｓ４—過走防護距離；ｎ—列車從最高速度停車制動所需分區數。任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知速度-目標距離模式曲線控制是根據目標速度、線路參數、列車參數、制動性能等確定的反映列車允許速度與目標距離間關系的曲線，速度－距離模式曲線反映了列車在各點允許運行的速度值。列控系統根據速度距離模式曲線實時給出列車當前的允許速度，當列車超過當前允許速度時，設備自動實施常用制動或緊急制動，保證列車能在停車地點前停車。2）速度-目標距離模式曲線任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知2）速度-目標距離模式曲線速度-目標距離控制模式列車最大安全制動距離Ｓ為：Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４

（3－4）其中：式（3－4）中，Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４與式（3－2）基本相同，在計算一次連續速度模式最大安全制動中由于為一次制動，因此在制動過程中它們只考慮一次。而在分段模式中由于在整個制動過程中要多次制動、緩解，這三個參數要考慮ｎ次。任務4列車速度控制認知1.速度控制模式認知2）速度-目標距離模式曲線速度-目標距離控制模式列車最大安全制動距離Ｓ３采用的是每一列車的實際最大安全制動距離，列車制動性能好的列車Ｓ３的數值小，性能差則Ｓ３的數值就大。因此，在連續速度控制模式中，列車的運行間隔距離，各盡其能，有助于提高運行效率。任務4列車速度控制認知2.不同閉塞制式列控ATC系統的速度控制分類固定閉塞制式的ATC系統準移動閉塞制式的ATC系統移動閉塞制式的ATC系統技術水平20世紀80年代20世紀90年代20世紀90年代末原理利用鋼軌作為傳輸載體傳輸模擬信號信息，該制式ATP系統采用階梯式速度控制方式基于數字無絕緣軌道電路構成固定的閉塞分區利用通信技術實現“車地通信”和“列車定位”，通過車載設備、軌旁通信設備實現列車與車站、控制中心之間的實時信息交換，根據實際運行速度、制動曲線和進路上列車位置，動態計算出相鄰列車之間的安全距離。特點抗干擾能力差，傳輸的信息量較少。信息量大，而且抗干擾能力強，軌道電路可以向列車傳遞足夠用于列車連續曲線速度控制的信息彌補了準移動閉塞系統的“跳躍式”控制原理的目標精度缺陷，具有更大的運用靈活性和更小的行車間隔任務4列車速度控制認知3.點式列控系統的速度控制1)點式ATP系統的結構⑴地面應答器⑵軌旁電子單元⑶車載接收單元⑷測速傳感器⑸中央處理單元⑹司機設備接口⑺機車車輛接口單元（TIU）⑻數據記錄單元（DRU）2)點式ATP系統的工作原理任務4列車速度控制認知3.點式列控系統的速度控制2)點式ATP系統的工作原理點式ATP的主要功能是實現列車超速防護。車載計算機單元根據地面應答器傳至車上的信息以及列車自身的制動率，計算得出兩個信號機之間的速度監控曲線，如圖1-40所示。為提高行車效率，有的行車部門要求在紅燈信號機前方留出一段低速滑行區段，以防止列車行駛在信號機之間時紅燈信號已變為允許信號，而列車必須完全停下和經過一套手續后再重新啟動。任務4列車速度控制認知3.點式列控系統的速度控制2)點式ATP系統的工作原理圖1-40點式ATP系統的速度監控曲線任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統1）系統結構2）工作原理3）中心數據處理任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統1）系統結構采取鋪設2根軌間電纜作為車-地之間的主要信息通道,每隔一定距離相互交叉,形成所謂的交叉感應回線,其結構如圖1-41所示。圖1-41系統結構圖任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統1）系統結構這種交叉感應回線,近似于節距增大的雙絞線,它的相鄰環路的感應電動勢相反,可以減小外界的干擾。一般用2級控制方式來實現室內、外設備的聯系,即控制中心與若干個沿線設置的中繼器相連。1個中繼器最多可以連接128個軌間電纜環路,并在中繼器內完成控制中心與軌間電纜之間的信息交換(頻率變換、電平變換、功率放大等)。來自控制中心的信息一般采用數字頻率調制(FSK)信號,傳輸速率為1200b/s。從控制中心向機車發送頻率(36±0.6)kHz,從機車向控制中心發送(56±0.2)kHz,中繼器內部結構圖如圖1-42所示。任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統1）系統結構圖1-42中繼器內部結構圖任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統1）系統結構控制中心通常與行車調度指揮中心設在一處,采用集中式聯鎖計算機和ATP/ATO高度集成的二合一控制方式,三取二冗余的計算機系統。在控制中心內,可儲存線路的一些固定數據,如區間的線路布置圖、坡度、緩行段位置及長度等。此外,經過聯鎖裝置,將沿線的信號顯示、道岔位置及其他控制對象等信息不斷地送至控制中心進行處理。車載設備包括接收感應線圈、車載計算機、發送及接收電路、操作及顯示盤、與制動機的接口、里程脈沖發生器等。其中,里程脈沖發生器是一個多級凸輪,隨著車輪的轉動,可發出一系列的脈沖,車速越快,脈沖數越多,只要在一定時間內記錄下脈沖數目,即能換算出列車的實際速度。為保障系統的故障-安全,車載計算機一般采用雙機系統,對數據進行比較,正確后再決定是否輸出。任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統采用軌間電纜的連續式列車速度控制原理如圖1-43所示。圖1-43采用軌間電纜的連續式列車速度控制原理圖2）工作原理在控制中心內的計算機根據已有的數據,計算出此時刻的列車允許速度。該允許速度經由軌間電纜傳遞給運行的相應列車。某時刻列車A可獲得實時最大允許速度,但隨著其前行列車B的運動,兩車之間距離一直在改變,列車A的實時最大允許速度也隨之變化。任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統2）工作原理列車上的車載設備主要負責列車運行安全,同時傳送有關列車的位置、速度、運行方向和車載控制器的狀態等數據給控制中心。軌間電纜鋪設于軌道中間一側,通過和列車上感應線圈的電磁耦合,實現車-地之間信息傳遞,同時進行連續的位置和速度測量。任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統系統要求控制中心高速處理數據,所以不宜采用大容量外存儲器,以避免較多的存取數據時間。具體做法是將與列車運行有關的區間數據表和列車數據表分別儲存在計算機的內存中,由操作系統控制數據的存入和取出,如圖1-44所示。3）中心數據處理圖1-44中心數據處理系統設計框圖任務4列車速度控制認知4.基于軌間電纜的連續式列車速度控制系統區間數據表中的數據分成靜態數據和動態數據二大類。前者包括區間設備的地點、區間的坡度、緩行段的位置和長度、列車接發地點、區間的分界點、每一段軌間電纜的地理位置3）中心數據處理等;后者包括區間設備狀態的變化、緩行段的增減、緊急停車操作等。對于每一個具體區間,在設計完成后就能提供一份完整的區間數據文件,借助于翻譯程序就可自動生成區間數據表。列車數據表中儲存全部與列車有關的信息。由于列車速度控制系統最后形成的命令是直接指揮行車的,所以系統內所使用的計算機必須符合故障-安全原則。任務4列車速度控制認知5.基于數字編碼音頻軌道電路的連續式列車速度控制系統車地通信的內容主要是速度信息和距離信息兩類，根據這個分類可將列控系統分作速度碼系統和距離碼系統。速度碼系統通常使用頻分制方法，即用不同的頻率代表不同的允許速度，從地面傳遞給列車的允許速度是階梯分級的，在軌道電路區段分界處的限速值是跳躍式的。這種方式對于平穩駕駛、節能運行及提高行車效率不利，故已被距離碼系統取代。在距離碼系統中，由于信息電碼的多樣性和復雜性，所以必須使用時分制數字電碼方式，按協議來組成各種信息。利用數字編碼音頻軌道電路作為信息傳輸通道的ATP系統在結構上分為車載設備、軌道電路及室內（控制中心內）設備三大部分，如圖1-45所示。任務4列車速度控制認知5.基于數字編碼音頻軌道電路的連續式列車速度控制系統圖1-45采用音頻數字軌道電路的ATP系統結構任務4列車速度控制認知5.基于數字編碼音頻軌道電路的連續式列車速度控制系統車載ATP部分的主要任務是根據地面傳至車上的各種信息（包括區間的最大限速、目標點的距離、目標點的允許速度、區間線路的坡度等）以及列車自身的固有數據（如：列車長度、常用制動及緊急制動的制動率、測速機測距信息等），由車載計算機實時計算得出允許速度曲線，并按此曲線對列車的實際運行速度進行監控。由于數據傳輸以及實時計算，列車車速監控都是連續的。任務4列車速度控制認知5.基于數字編碼音頻軌道電路的連續式列車速度控制系統數字音頻軌道電路兼有在聯鎖裝置中反映軌道狀態（空閑或占用）及傳輸ATP信息兩大功能。當軌道電路區段空閑時，軌道電路接收器上有高電平，促使轉換開關吸起，向軌道電路發送“軌道電路檢測電碼”（6～8bit），此時軌道電路的功能是檢測軌道電路區段空閑，檢測結果送往聯鎖裝置。當列車占用該段軌道電路時，接收器上因軌道電路被列車輪對短路而呈低電平，導致轉換開關落下，接通ATP信息的發送。此時，軌道電路一方面向聯鎖裝置給出軌道電路已被占用的通報（表示），一方面又承擔起傳送ATP電碼的通道作用。任務4列車速度控制認知5.基于數字編碼音頻軌道電路的連續式列車速度控制系統系統用數字電碼以脈碼調制（ASK或FSK）的方式由軌道電路向車載設備傳輸數據。數據是以電碼的形式發送。一組ATP數據電碼是串行的，為了實現同步，務必設置便于識別的起始碼及終止碼。處于起始碼與終止碼之間的是ATP數據信息碼，通常一組ATP數據信息碼應包括以下數據信息：①車站停車點，用以構成列車停站后打開車門一個條件；②運行方向；③開車門，設置在停車站的軌道電路中，構成開左門或開右門的信息；④后續軌道電路的入口速度；⑤區間最大速度；任務4列車速度控制認知5.基于數字編碼音頻軌道電路的連續式列車速度控制系統⑥后續軌道電路的區間坡度，包括坡度的正負號；⑦緊急停車信息；⑧至限速（緩行）區間起點的距離；⑨至限速區間終端的距離；⑩限速區間的允許速度；11目標速度，先確認目標的最大允許速度。列車停車點處的目標速度為零；12目標距離，列車在軌道電路的始端至目標點的距離；13ATP系統的開始與結束；14此時刻的軌道電路編號確認；15后續軌道電路編號確認；16列車占用軌道電路的長度；17后續軌道電路的頻率。任務4列車速度控制認知6.ATC系統運用模式認知⑴按采用列車運行控制系統的水平等級分類有，自動停車級、列車自動防護級、列車自動運行級、列車無人駕駛級。⑵按采用行車指揮系統的水平等級分類有，列車運行監視級、列車運行監控級、

列車自動監控級。⑶按車地信息傳輸通道的不同，列車控制系統等級分類如表1-2所示。任務4列車速度控制認知6.ATC系統運用模式認知表1-2列車控制等級任務4列車速度控制認知6.ATC系統運用模式認知CTC等級具有列車自動駕駛模式（AM）和列車自動折返模式（AR）；ITC和CTC等級都具有ATP監督的人工駕駛模式（SM）；IXLC等級具有限制人工駕駛模式（RM）和非限制人工駕駛模式（NRM）。其中ITC控制等級是CTC控制等級的后備模式。列車根據運行區域的控制等級、駕駛模式、移動授權命令及車地通信設備的狀態，可從一種駕駛模式/控制等級切換到另外一種駕駛模式/控制等級（升/降級），并且列車控制等級的切換過程可在列車駕駛室顯示屏（HMI）上顯示。列車可自動從較低控制等級向高控制等級切換（IXLC→ITC→CTC）。較高控制等級向低的控制等級的切換需要司機確認。任務4列車速度控制認知6.ATC系統運用模式認知（1）對于在聯鎖控制區域（IXLT區域）內運行的列車，以及在點式列車控制區域/連續式列車控制區域（ITCT/CTCT區域）以RM模式運行的列車，車載設備不監督移動授權。（2）在點式控制等級下，車載設備通過應答器接收軌旁列車自動防護系統發送的移動授權和列車控制命令，監督列車以固定閉塞方式運行。（3）在連續式控制等級下，車載設備通過無線WLAN車地傳輸通道接收軌旁列車自動防護系統移動授權和列車控制命令，連續監督和控制列車，允許列車以移動閉塞方式實現追蹤運行。任務4列車速度控制認知1.4.3相關規范、規程與標準《城市軌道交通信號系統通用技術條件（GB/T12758-2004》，第7條“閉塞方式”相關條文。任務4列車速度控制認知項目小結⒈

城市軌道交通信號系統是實現行車指揮、列車運行監控和管理所需技術措施及配套裝備的集合體。信號系統應確保行車安全、提高運輸效率、改善工作環境、促進管理的現代化。⒉根據系統的構成和功能實施的需要，列車檢測可通過連續檢測或非連續檢測方式實現。與行車安全相關系統的列車占用檢測、信息傳遞及列車定位等技術措施和設備必須符合故障-安全的原則。

⒊閉塞是用信號或憑證，保證列車之間必須保持一定間隔距離運行的技術方法。適用于城市軌道交通的閉塞類型有固定閉塞、準移動閉塞和移動閉塞。項目小結⒋固定閉塞是指前方列車與后續列車之間的最小安全追蹤間隔距離預先設定且固定不變的閉塞方式。移動閉塞是指前方列車與后續列車之間的最小安全追蹤間隔距離單元不預定設定，并隨列車的移動、速度的變化而變化的閉塞方式。

⒌行車指揮與列車運行