作业第二城市轨道交通列车运行控制.doc

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作业2（四、五、六章）

一、填空：

1.列车自动控制系统（ATC）包含三个子系统：

（列车自动驾驶ATO）、（列车自动保护ATP）（列车自动监控系统ATS）。

2.城市轨道交通行车自动化的功能包括低级阶段功能和高级阶段功能。

低级阶段的基本功能是由（自动闭塞、自动停车、车站联锁和调度集中控制）来完成的；高级阶段的基本功能则叠加了（行车指挥自动化和列车运行自动化种的ATO系统以及若干自动检测设备。

）。

3.ATC系统应包括下列控制等级：

（控制中心自动控制模式）；（控制中心自动控制时的人工介入控制或利用CTC系统的人工控制模式）；（车站自动控制模式）；（车站人工控制模式）。

4.ATO子系统主要用于实现“地对车控制”，即用地面信息实现对（列车去驱动、制动和控制）、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）、（牵引）（惰行）和（制动），送出车门和站台安全门开关信号，使列车以最佳工况安全、正点、平稳地运行。

5.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。

6.ATO为（非故障-安全）系统，其控制列车自动运行，主要目的是（模拟最佳司机驾驶、实现正常情况下的高质量的自动驾驶）。

7.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：

（程序停车）、（运行图和时刻表调整）、（轨旁/列车数据交换）、（目的地和进路控制功能）。

8.ATO模式即（ATO自动运行模式），此模式是正线上列车运行的正常模式，即用于正线上列车的正常运行。

在这种模式下，列车在车站之间的运行是自动的，不需司机驾驶，司机只负责（监视ATO显示器），监督车站（发车和车门关闭），以及列车运行所要通过的（轨道）的状态，并在必要时人工介入。

9.SM模式即（ATP监督人工驾驶模式），是一种受保护的人工驾驶模式。

在这种模式下，司机根据（驾驶室中的指示）手动驾驶列车，并监督ATP显示，以及列车运行所要通过的轨道、道岔和信号的状态，可以在任何时候操作紧急制动。

ATO故障时列车可以用（SM模式）在ATP的保护下降级运行。

10.RM模式即（ATP限制允许速度的人工）驾驶模式，这是一种受约束的人工操作，必须“谨慎运行”。

在这种模式下，列车由司机根据（轨旁信号）驾驶，ATP仅监督（允许和最大限速值）。

11.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设备提供数据：

从ATP轨旁设备接收到的全部（ATP运行命令），测速单元提供的当前（列车位置和实现速度信息）、（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）。

12.手动驾驶=司机人工驾驶+（ATP系统）

自动驾驶=ATO系统自动驾驶+（ATP系统）

13.ATP系统是保证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运行的设备。

ATP负责全部的列车运行保护。

ATP系统执行以下安全功能：

（限制速度的接收和解码）、（超速防护）、（车门管理）、（自动和手动模式的运行）、（司机控制台接口）、（车辆方向保证）、（永久车辆标识）。

14.（ATP主机）是列车自动防护系统的核心控制部分，ATP主机与列车自身的牵引系统和制动系统由专门的接口电路连接。

15.ATP是ATC的基本环节，是安全系统，必须符合（故障-安全的）原则。

16.城市轨道交通中的速度限制分为两种。

一种是（固定速度限制），如列车最大运行速度、区间最大允许速度等；另一种是（临时性的速度限制），如线路在维修时临时设置的速度限制。

17.ATP车载设备中都储存着整条线路上的固定限速区信息。

主要有：

（1）列车最大允许运行速度，取决于（列车位置，停车点，连锁条件）等；

（2）列车最大允许速度，取决于（列车本身的物理特性）；

　　（3）区间最大允许速度，取决于（线路地理参数）。

18.城市轨道交通必须配置ATP系统，ATP系统内部设备之间的信息传输通道必须符合（故障-安全）原则。

19.城市轨道交通的ATP系统应最好采用（连接式）控制方式。

这种控制方式主要是指安全输入连续采集的信息，并实现连续的控制。

宜采用（速度-距离制动模式）。

列车位置检查可采用轨道电路、轨道环路、计轴器、查询应答器等方式实现。

20.地——车连续通信中断、列车完整性电路断路、列车超速、列车的非预期移动、车载设备重要故障等均应导致列车（安全性制动）。

21.（ATP车载设备的车内信号）应是行车的主体信号。

车内信号至少包括（列车实际运行速度）、（列车运行前方的目标速度）；在两端司机室内均应装设（速度显示）、（报警装置）和（必要的切换装置）。

22.ATP地面设备向ATP车载设备传送或（线路状态）、（目标速度）、（目标距离））等信息，应满足ATP车载设备控制方式和控制精度的需要。

二、名词解释：

ATP车载设备具有常用制动和紧急制动两级防护控制的能力。

在常用制动失效后，可实施紧急制动。

列车常用制动就是列车在正常行驶过程中，由列车的制动系统施加给列车的制动。

列车紧急制动就是列车在超速行驶，或遇到其他异常会危及列车行车安全的情况时，对列车施加的制动。

列车紧急制动时所产生的制动力，是列车的制动系统所能提供的最大制动力。

列车紧急制动的响应时间比列车常用制动的响应时间要短；一旦对列车施加了紧急制动，只能通过特殊处理才能将紧急制动从列车上解除。

1.常用制动列车常用制动就是列车在正常行驶过程中，由列车的制动系统施加给列车的制动

2.紧急制动ATP车载设备具有常用制动和紧急制动两级防护控制的能力。

在常用制动失效后，可实施紧急制动。

三、简答：

1.简述点式ATC系统的基本原理。

点式ATC系统的车载设备接收信号点或标志点的应答器信息，还接收列车速度和制动信息，输出控制命令并向司机显示。

地面应答器向列车传送每一信号点的允许速度、目标速度、目标距离、线路坡度、信号机号码等信息。

2.简述控制中心自动控制时人工介入控制或利用CTC系统的人工控制模式（CM）的运行方式。

在控制中心自动控制时，控制中心调度员也可关闭某个联锁区或某个联锁区内部分信号机或某一指定列车的自动进路设定，直接在控制中心的工作站上对列车进路进行控制，在关闭联锁区自动进路设定时，控制中心调度员可发出命令，利用联锁设备自动进路控制功能，随着前行列车的运行，自动排列一条后续列车的固定进路。

在自动进路功能出现故障的情况下，调度员可以人工设置进路。

在CM模式中，车站的人工控制转到ATS系统。

一旦车站工作于该模式，则由ATS系统启动控制而不由车站控制计算机启动控制。

然而，车站控制计算机继续接收表示，更新显示和采集数据。

3.简述ATO列车位置功能。

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。

ATO为非故障——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

4.简述车站精确停车的工作过程。

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。

当停车特征启动以后，ATO根据列车速度、预先确定的制动率和距停止点的距离计算制动特征。

ATO通过改变牵引和制动需求来达到此制动特征。

制动率调整值通过ATO环线等轨旁ATO设备取得。

这个调整过程是动态的，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。

四、看图综合：

1.下图为点式ATP系统的基本结构，请填写A，B名称，并简述A，B的功能。

A：

地面应答器

B：

LEU（轨旁电子单元）

A的功能：

地面应答器通常设置在信号机旁，或者设置在一段需要降速的缓行区间的始、终端他接受车载设备发射的能量，内部寄存器按协议以数码形式实现存放，实现列车速度监控及其它行车功能所必须的数据。

置于信号机旁的地面应答器，用以向列车传递信号，显示信息，因此需要通过接收电路与信号机相连。

地面应答器内所存储的部分数据受信号显示的控制此接口电路即轨旁电子单元（LEU）置于线路上的地面应答器有时不需与任何设备相连，所存放的数据往往是固定的。

B的功能：

轨旁电子单元是地面应答器与信号机之间的电子接口设备，其任务是将不同的信号显示器转换为预定的数码形式。

LEU是一块电子印刷版，可根据不同类型的输入电子电流输出不同的数码。

2.下图中的三条曲线为ATP系统计算的制动曲线、列车的紧急制动曲线和ATO系统动态计算的制动曲线，请对应标出①、②、③的名称，并且说出三条曲线的意义，最后概况该图可以看出ATO与ATP系统具有什么关系？

1）曲线①表示列车的紧急制动曲线，由ATP系统计算及监督。

列车速度一旦触及该制动曲线，立即启动紧急制动，直到停车，以保证列车停在停车点。

曲线①对应于列车的最大减速度，一旦启用紧急制动，列车务必停稳后经过若干时间才能重新启动。

因此，这是一种非正常运行状态，应该尽量避免发生。

曲线②表示由ATP系统计算的制动曲线，在驾驶室内显示出最大允许速度，它略低于紧急制动曲线（速度差值通常为3～5km/h）。

当列车速度达到该曲线值时，应给出告警，但不启用紧急制动。

显然，曲线②对应的列车减速度小于曲线①的减速度，一般取与最大常用制动对应的减速度。

曲线③则是由ATO系统动态计算的制动曲线，也即正常运行情况下的停车制动曲线。

通常将与此曲线对应的减速度设计为可以使列车达到平稳地减速和停车的目的。

从这三条停车制动曲线可以明显地看出：

ATP系统主要负责“超速防护”，是安全设备，起到保证列车运行安全的作用；ATO系统主要负责正常情况下使列车高质量地运行，最大限度地提高行车效率、增加车辆运行的舒适性。

由图5-2看出，ATP主要是运用启动常用制动和紧急制动的手段，当列车超过其允许的最大速度时降低列车速度，以保证列车的安全行驶。

ATO主要是合理运用牵引和制动，保持列车运行准确、高效、平稳。

2），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，列车安全运行才能得到保证。

ATO是ATP技术的发展和延伸，不再仅仅停留在超速防护的水准上，而是在ATP基础上得以实现的自动驾驶。