ATP列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng).ppt

1、2020/8/1，1，列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)-胎生剪輯，列車自動(dòng)控制系統(tǒng)-ATC，ATC系統(tǒng)的4個(gè)子系統(tǒng)ATP -列車自動(dòng)保護(hù)上述系統(tǒng)ATO -列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)ATS -列車自動(dòng)監(jiān)控2掌握列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的基本功能。3掌握列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的使用。2020/8/1，3，1，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的基本原理、理論內(nèi)容，在城市軌道交通的信號(hào)控制系統(tǒng)中，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)是信號(hào)控制系統(tǒng)的重要組成部分，為列車運(yùn)行提供安全保障，有效降低列車司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行車工作效率。如果沒有列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，列車的運(yùn)行安全必須由列車司機(jī)手動(dòng)保證。這會(huì)對(duì)列車司機(jī)過度疲勞、安全危險(xiǎn)、駕駛效率產(chǎn)生負(fù)面影響。(David as

2、er，Northern Exposure(美國電視電視劇)，安全名言)因此，在城市鐵路運(yùn)輸，特別是運(yùn)營繁忙的線路上，需要在信號(hào)控制系統(tǒng)中安裝列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，這是駕駛工作的安全和體現(xiàn)。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，英語名為“Train Automatic Protect System”，簡(jiǎn)稱ATP系統(tǒng)。2020/8/1，4，2020/8/1，5，1列車運(yùn)行的幾個(gè)茄子基本概念，在介紹列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)如何調(diào)節(jié)列車運(yùn)行速度的時(shí)候，應(yīng)該簡(jiǎn)要理解列車如何啟動(dòng)和停車，列車經(jīng)常制動(dòng)和列車緊急制動(dòng)的基本概念。(1)列車啟動(dòng)和停車列車人工駕駛時(shí)，列車司機(jī)通過駕駛手柄、列車的牽引系統(tǒng)施加牽引力向前加速，或通過列車的制動(dòng)系統(tǒng)施

3、加制動(dòng)力，使列車速度減慢。列車駕駛手柄通常放在中間位置，將駕駛手柄從中間位置向前推，列車將加速運(yùn)行進(jìn)一步向前推，發(fā)揮的牽引力牙齒就會(huì)增大。把駕駛手柄從中間位置向后推，列車減速行駛，向后推的制動(dòng)力越大，列車在制動(dòng)力的作用下減速運(yùn)行。如圖81 L所示。2020/8/1，6，圖81列車駕駛室牽引制動(dòng)手柄和緊急制動(dòng)按鈕，駕駛室，駕駛室內(nèi)徑，2020/8/1，7列車緊急制動(dòng)是在列車超速或其他異常危及列車運(yùn)行安全的情況下對(duì)列車施加的制動(dòng)。列車費(fèi)翔制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力是列車制動(dòng)系統(tǒng)能提供的最大制動(dòng)力。列車費(fèi)翔制動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間比列車一般制動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間短。一旦對(duì)列車實(shí)施緊急制動(dòng)，只能通過特殊處理解除列車上的緊急制動(dòng)

4、。列車司機(jī)顯示器(人機(jī)介面)，2020/8/1，8，2020/8/1，9，(3)車速限制城市鐵路運(yùn)輸，列車在軌道上行駛時(shí)，為了確保軌道曲線、坡道、列車自身結(jié)構(gòu)和列車運(yùn)行安全，列車必須在規(guī)定的速度范圍內(nèi)運(yùn)行，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)在每列列車上安裝速度傳感器，速度傳感器安裝在列車的車軸上。如圖82所示，實(shí)時(shí)測(cè)量列車運(yùn)行速度，將速度值傳遞到列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)分析和處理速度。圖82速度傳感器，2020/8/1，10，2020/8/1，11，(4)列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和列車之間的介面列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)是列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部分，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)和列車本身的牽引系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)電路

5、通過專用接口連接列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)實(shí)時(shí)接收來自地面信號(hào)的信號(hào)，通過實(shí)時(shí)分析和計(jì)算，實(shí)時(shí)向列車的牽引系統(tǒng)或制動(dòng)系統(tǒng)下達(dá)控制指令，列車的牽引系統(tǒng)或制動(dòng)系統(tǒng)接收控制指令后，施加牽引力或制動(dòng)力控制列車的運(yùn)行速度。讓列車在允許的速度范圍內(nèi)運(yùn)行。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)安裝在駕駛室里。圖83列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)與列車之間的介面關(guān)系，2020/8/1，12，2020/8/1，13，2列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的基本原理，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)控制列車運(yùn)行速度的兩種茄子基本方法，即逐漸疊加方式和速度距離模式曲線方式。(1)點(diǎn)疊加方式的列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)如圖84所示，以點(diǎn)疊加方式控制列車運(yùn)行速度，速度距離曲線是階梯曲線，如圖84所示。

6、圖84階梯曲線，地物的橫坐標(biāo)表示距離值，縱坐標(biāo)表示列車運(yùn)行速度值。圖84中列車受制動(dòng)力作用，減速運(yùn)行。列車在特定點(diǎn)以O(shè)到S1以下的速度值運(yùn)行，在運(yùn)行到D1點(diǎn)時(shí)對(duì)列車施加一定的制動(dòng)力，使列車可以運(yùn)行的最大速度值從S1速度值降低到S2速度值。列車從D1點(diǎn)到D2點(diǎn)運(yùn)行，牙齒區(qū)間列車運(yùn)行的最大允許速度值為S2。S2點(diǎn)再一次給列車施加制動(dòng)力，使列車減速。2020/8/1，14，列車在OD1區(qū)域運(yùn)行，允許的最大速度為S1。D1D2區(qū)段允許的最大速度為S2。D2 D2部分允許的最大速度為S3。圖84樓梯曲線，2020/8/1，15，在各部分中，如果列車運(yùn)行速度超過對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間的最高速度值，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)對(duì)

7、列車的制動(dòng)系統(tǒng)下達(dá)一般制動(dòng)命令，列車的制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)列車施加制動(dòng)力，使列車運(yùn)行速度降到系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間內(nèi)允許的運(yùn)行速度范圍內(nèi)，如果列車運(yùn)行速度繼續(xù)超過對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間的最高速度值，如果持續(xù)時(shí)間超過系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行緊急制動(dòng)。大衛(wèi)亞設(shè)，美國電視電視劇，2020/8/1，16，樓梯曲線控制速度的方式所需的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行。圖8-4中，列車在不超過S1速度值的情況下運(yùn)行，如果運(yùn)行速度從S1變?yōu)镾2，列車運(yùn)行速度突變，此時(shí)強(qiáng)烈的減速會(huì)引起列車的乘客沖擊，容易引起不便。速度變化越大，沖擊力越強(qiáng)，對(duì)旅客乘坐的舒適性不利。圖84樓梯曲線，2020/8/1，17，(2)速度距離模式曲線列車受制動(dòng)力作

8、用，減慢列車速度，速度1距離圖形曲線形狀是連續(xù)平滑的曲線，如圖8-5所示。在圖中，橫坐標(biāo)表示距離值，縱坐標(biāo)表示列車運(yùn)行速度值。圖85速度距離模式曲線，2020/8/1，18，圖85中，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)營計(jì)劃將列車從O點(diǎn)減速到D1點(diǎn)。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)各種數(shù)據(jù)，從O點(diǎn)運(yùn)行到前方D2點(diǎn)的區(qū)間計(jì)算各地方所需的運(yùn)行速度，并向列車的牽引和制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指示。控制列車根據(jù)速度距離模式曲線繪制的速度值從0點(diǎn)到前D2點(diǎn)平穩(wěn)減速。(阿爾伯特愛因斯坦，Northern Exposure(美國電視電視劇)，圖85速度距離模式曲線，2020/8/1，19，上面圖模式曲線的每個(gè)點(diǎn)都必須有速度值，如果列車運(yùn)行速度超

9、過模式曲線中指定的速度值繼續(xù)，則它將在模式曲線上運(yùn)行，持續(xù)時(shí)間將超過系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)間，2020/8/1，20，速度距離模式如何控制速度，需要復(fù)雜的軟件和硬件支持，系統(tǒng)調(diào)試過程更復(fù)雜。列車平穩(wěn)減速，運(yùn)行速度無突變，列車運(yùn)行速度控制穩(wěn)定，可以有效提高列車乘客舒適性。防止列車超速是列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)最重要的功能，也是城軌信號(hào)系統(tǒng)確保列車運(yùn)行安全的核心。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)可以有效地控制列車速度，防止列車速度運(yùn)行超過允許的速度范圍，有效地降低列車司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，避免人工操作帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保列車的安全運(yùn)行。2020/8/1，21，2，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的主要功能，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)不僅控制列車運(yùn)行

10、速度，還控制許多其他重要功能，它們是列車安全穩(wěn)定運(yùn)行的可靠保證。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的主要功能如下：1防止列車超速運(yùn)行的列車在軌道上運(yùn)行有多種茄子速度限制，列車運(yùn)行速度不能超過車速限制值。(1)防止運(yùn)行列車超過軌道限制速度，加速城市軌道交通。軌道在曲線段或坡道上經(jīng)常有速度限制，運(yùn)行列車超過軌道限制速度時(shí)渡邊杏。否則很容易發(fā)生列車脫軌或翻車事件。(2)列車運(yùn)行超過列車允許速度超速車輛的自身結(jié)構(gòu)決定了車輛運(yùn)行的最大速度。如果超過牙齒速度值，列車會(huì)故障出現(xiàn)，危及車輛和行車安全。2020/8/1，22，(3) (4)防止運(yùn)行列車超過限速段超速限速城市軌道交通，線路有故障或工作，必須按運(yùn)行規(guī)定運(yùn)行列車限速。

11、(5)為了防止運(yùn)行列車超過臨時(shí)限速城市軌道交通，軌道上有臨時(shí)工作，需要運(yùn)行列車車速限制運(yùn)行，列車必須按照運(yùn)營規(guī)定運(yùn)行。(六)為了防止運(yùn)行列車超過其他限制速度城市軌道交通，運(yùn)營工作需要任何限制速度的地方，列車必須按照運(yùn)營規(guī)定運(yùn)行。來自2020/8/1，23，2地面的信息列車在軌道上運(yùn)行，接收和處理地面軌道電路或地面上的其他設(shè)備，發(fā)送列車運(yùn)行所需的信息，列車車體上安裝的列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)時(shí)接收牙齒信息，實(shí)時(shí)分析和處理牙齒信息，及時(shí)控制列車的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行速度。一般來說，牙齒信息包括列車可以運(yùn)行的最大速度值、線路位置等。為了防止2020/8/1，24，3列車撞擊城市鐵路交通，在某些線路上，很多列

12、車經(jīng)常同時(shí)運(yùn)行，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)為防止列車碰撞，實(shí)施這種并行工作提供了安全保障，提高了城市鐵路交通線的利用效率，提高了城市鐵路交通的運(yùn)營能力。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)可以防止列車相撞。1)防止運(yùn)行列車撞到前面的列車。2)防止列車運(yùn)行進(jìn)入未開通的車道。防止列車運(yùn)行跳出底線。4)防止列車運(yùn)行進(jìn)入封鎖區(qū)。5)防止列車運(yùn)行進(jìn)入故障發(fā)生入口等。列車在2020/8/1，25，2020/8/1，26，4車輛安全站臺(tái)城市軌道交通中停車時(shí)，列車完全停下，確保乘客安全上的下車。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)可以檢測(cè)列車的速度和列車的位置，確保列車安全停靠在站臺(tái)區(qū)域內(nèi)。2020/8/1，27，5列車門控制城市軌道交通，列車左右兩側(cè)都有車

13、門，列車?？空九_(tái)后，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)打開站臺(tái)附近的車門，確保乘客安全上的下車。，2020/8/1，28，6空轉(zhuǎn)、打滑保護(hù)列車在軌道上正常運(yùn)行時(shí)，列車車輪在軌道上滾動(dòng)運(yùn)行，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)列車空轉(zhuǎn)和打滑情況，及時(shí)采取措施控制列車運(yùn)行狀態(tài)。7防止列車打滑。如果停在軌道的坡道上或停在站臺(tái)上，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)會(huì)對(duì)列車施加一定的制動(dòng)力，防止列車打滑，預(yù)防安全事故。列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)除了上述重要功能外，還根據(jù)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的構(gòu)成和復(fù)雜性，提供列車運(yùn)行方向控制、駕駛員操縱介面等幾個(gè)茄子其他功能。2020/8/1，29，3，由列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)車輛設(shè)備組成，列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)中包含的設(shè)備分別安裝在火車

14、和地面上。列車上安裝的設(shè)備簡(jiǎn)稱車輛設(shè)備。安裝在地面上的設(shè)備簡(jiǎn)稱地面設(shè)備。1.車輛設(shè)備主要是構(gòu)成列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的車輛設(shè)備，主要包括車輛主機(jī)、駕駛員狀態(tài)指示裝置、速度傳感器、列車地面信號(hào)接收器、列車車工面電路、電源供應(yīng)裝置、輔助設(shè)備等(見圖86)。以下分別說明設(shè)備相關(guān)情況。圖86主要設(shè)備，2020/8/1，30，(1)車輛主機(jī)列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的車輛主機(jī)由各種印刷電路板、輸送輸出介面板、安全繼電器和電源供應(yīng)裝置組成。這些設(shè)備分層放置在機(jī)柜中，每個(gè)主板使用機(jī)柜中的總線進(jìn)行通信。列車位置：塔科多普勒雷達(dá)絕對(duì)位置信號(hào)(APR)。2020/8/1，31，(2)狀態(tài)指示單元狀態(tài)指示單元是車輛系統(tǒng)和列車司機(jī)之

15、間的人機(jī)界面?？梢燥@示列車當(dāng)前的運(yùn)行速度、列車到達(dá)某一點(diǎn)的目標(biāo)速度、列車到達(dá)某一點(diǎn)的移動(dòng)距離、列車的運(yùn)行模式、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等直接行駛相關(guān)信息。為了操縱司機(jī)，還安裝了控制列車運(yùn)行的按鈕。狀態(tài)顯示設(shè)備上的每個(gè)顯示單元和按鈕在下面詳細(xì)介紹。列車司機(jī)顯示器(人機(jī)介面)、顯示器、2020/8/1，32，2020/8/1，33、(3)速度傳感器信號(hào)系統(tǒng)一般用于在列車上安裝一個(gè)或多個(gè)速度傳感器，以便計(jì)算列車的運(yùn)行速度，但速度傳感器技術(shù)成熟，2020/8/1，34，(4)列車地面信號(hào)接收器列車地面信號(hào)接收器，安裝在列車底部，用于接收從軌道上傳來的信息。牙齒信息可以從地面上安裝的專業(yè)設(shè)備(如地面軌道電路或應(yīng)答

16、設(shè)備)發(fā)送到列車上。列車地面信號(hào)接收器根據(jù)所接收的信息格式、容量、處理速度等因素，設(shè)計(jì)成柔道線圈或其他形式，使列車能夠及時(shí)接收和處理在特定運(yùn)行速度下接收的信息。列車地面信號(hào)接收器的性能要求：機(jī)械沖擊電阻、電磁抗干擾能力、信息接收錯(cuò)誤率低，沒有信息丟失。應(yīng)答器，B型應(yīng)答器，2020/8/1，35，(5)列車介面電路列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的車輛設(shè)備通過車輛主機(jī)與列車連接，車輛主機(jī)通過介面電路通過列車傳遞控制信息，車輛主機(jī)通過介面電路獲取列車運(yùn)行狀態(tài)信息。列車介面電路使用繼電器，根據(jù)使用環(huán)境體積小，機(jī)械性能好的繼電器，一般使用彈簧繼電器。(6)電力及輔助設(shè)備等列車為列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)車輛設(shè)備提供必要的電源，列車有列車運(yùn)行模式選擇開