干貨城市軌道交通信號ATC系統介紹

1、ATC系統的歷史沿革
列車自動控制系統(ATC) 是將先進的控制技術、通信技術、計算機技術與軌道交通信號技術融為一一體的具有行車指揮、控制、管理功能的自動化系統 。它是保障軌道交通行車安全、提高運輸效率的核心,也是標志二個國家軌道交通技術裝備現代化水準的重要組成部分 。它包含:列車自動駕駛系統(ATO)、列車自動防護系統(ATP) 和列車自動監控系統(ATS) 。ATC系統能替代司機的部分甚至全部作用,大大地提高行車的效率和安全性,使得:因人為疏忽、設備故障而產生的事故率降至最低 。
列車運行控制技術隨電子技術的發展于20世紀60年代開始出現 。前蘇聯于1958年首次研制成功了較低級的行車自動化系統 , 1962 年在莫斯科地鐵使用 。美國于1960年在紐約地鐵試運行列車自動駕駛系統(ATO) 。20世紀70年代以來,各國地鐵都開始向著綜合自動化的方向發展 。美國于1972年9月在舊金山海灣采用城郊快速運輸系統(BART),這個系統的控制中心安裝了兩臺計算機(一主一備),能同時指揮和控制105列列車執行運行圖 。1971 年7月23日英國在維多利亞線上實現行車自動化,開通線路全長22.4km 。1972 年法國在巴黎地鐵東西快車線上實現自動調度,利用列車自動操縱設備實現了自動駕駛,較全面地實現了列車行車指揮和列車運行自動化 。我國于1975年在北京地鐵線路開始試用自己研制的行車自動化系統 。1976 年開始采用國產電子計算機,初步實現了軌道交通行車指揮自動化 。
城市軌道交通行車自動化的功能包括低級階段功能和高級階段功能 。低級階段的基本功能是由自動閉塞、自動停車、車站聯鎖和調度集中控制來完成的;高級階段的基本功能則疊加了行車指揮自動化和列車運行自動化中的ATO系統以及若干自動檢測設備 。為了保證行車安全,在行車自動化系統中還配置列車無線調度電話,使行車調度員和駕駛員之間可以隨時進行通話 。
由于城市軌道交通運送的全是乘客,所以對列車運行控制系統的安全性、可靠性要求較高 。列車運行控制系統構成中最基本的是人工控制信號設備,疊加自動控制信號設備,再疊加行車的全自動控制系統 。這樣在高級系統失靈時,低級系統仍能完成運轉 。此外,在自動化控制系統中都要相應增加安全可靠措施,例如在應用計算機時盡可能增加多機冗余系統 。
2 、ATC 系統的組成和功能
(1)、 ATC系統的組成
目前,ATC系統已經成為城市軌道交通運行控制系統中最重要的組成部分,由列車自動防護( Automatic Train Protection, ATP)、列車自動駕駛( Automatic Train Operation, ATO)和列車自動監控(Amooate Tein Surisi AIS) 三個子系統組成 。簡稱“3A”子系統 。但在有些情況下ATS子系統可以利用調度集中CentralizedTafe Cmtol, CIC)代替 。各子系統之間相互支持,實現對列車的控制,保障列車行駛的安全和運輸效率的提高 。
ATC系統按地域分為五部分控制中心設備、車站及軌旁設備、車輛段設備、試車線設備、車載ATC設備 。其構成框架如圖所示 。
(2)、ATC系統功能
ATC系統包括五個原理功能: ATS功能、聯鎖功能、列車檢測功能: ATC功能和PTI(列車識別)功能 。
①ATS功能:可自動或人工控制進路,進行行車調度指揮;并向行車調度員和外部系統提供信息 。ATS功能主要由位于0CC(控制中心)內的設備實現 。
②聯鎖功能:響應來自ATS功能的命令,在隨時滿足安全準則的前提下,管理進路、道岔和信號的控制 , 將進路、軌道電路、道岔和信號的狀態信息提供給ATC功能 。聯鎖功能由分布在軌旁的設備來實現 。