淺析車載ATP/ATO功能

任宇平

南京地下鐵道有限責任公司運營分公司通號中心，江蘇南京 210012

1 ATP/ATO設備總述

列車自動防護（ATP）和列車自動運行（ATO）是車載設備兩個強大的子系統。LZB700M中的兩個子系統結合在一起，用于增加地鐵列車系統的安全性，有效性和成本效率。兩系統都基于SIMIS故障-安全計算機系統。

2 ATO的功能

2.1 對列車的自動駕駛

ATO車載單元根據ATP提供的數據，在ATP的監控下，自動控制列車的加速、巡航、惰行、目的制動等。

2.2 與ATS系統的連接

ATO車載單元通過PTI系統，將列車數據（如列車車次號、乘務號、目的地號、車站停車確認、行程號）從車輛傳到ATS，ATS系統根據這些列車數據進行自動進路設置。

2.3 自動開門

ATO根據ATP的命令，可以自動打開車門。

2.4 列車自動折返

列車的折返可以由ATO自動控制并受ATP監控。

3 ATP的功能

3.1 保護區段和停車點的保護

安全停車點是基于危險點定義的，危險點是不能被超越的點，如果危險點被超越，將出現危險情況。因此要提供保護區段給危險點。保護區段的長度是由運行條件決定的，帶有安全停車點是保護區段的起始點，ATP系統監督安全停車點，計算出到安全停車點的緊急制動曲線，列車應在安全停車點處停下。

3.2 距離測量

為完成ATP車載單元的安全功能，ATP車載單元任何時候都必須知道車輛的當前位置。ATP車載單元檢測通過距離測量系統用規定時間單元覆蓋的距離，計算這些距離。并考慮列車運行方向（向前或向后），當前距離被加上與方向有關的相對距離的距離更新。通過連續地測量列車走行距離，ATP車載單元能夠隨時準確地確定列車的位置。

3.3 實際速度的測量

列車的實際速度是借助于距離測量功能而計算的，列車的實際速度測量是走行距離除以時間，這個過程以給定的時間間隔被連續重復計算。列車的實際速度被連續地測量，用于速度監督。為了計算實際速度，ATP車載單元檢測預定時間覆蓋的距離（相對距離）。車輛是否停止的信息從計算的列車速度中產生。停止給ATP車載單元形成一個固定設計速度界線，車輛當前速度小于或等于這界線時，ATP車載單元認為列車停止。車輛當前實際速度的數據必須用適當的間隔更新。

3.4 速度的監督

ATP系統根據運行環境（如前方的列車、正在移動的道岔、進路的設定和臨時限速區段）和固定的數據（如恒定限速區段、停車點、最高列車速度）決定列車的速度限制。在ATO模式和SM模式（ATP監督人工駕駛模式）下駕駛時，ATP系統連續地對列車進行速度監督，實時監督列車是否超出所允許的速度限，最低的速度限作為ATP的推薦速度（最高的列車運行速度）。

3.5 列車追蹤間隔

此功能保證了列車運行的控制，避免列車相碰撞，它取決于保護區段、危險點和安全停車點的決定。當一個軌道區段被占用，在前一個或兩個軌道區段建立一個保護區段。只有在SM模式和ATO模式中，才有追蹤距離功能。在RM模式中，由司機負責距離追蹤。

3.6 緊急停車的監控

在車站站臺和車控室設置有的緊急停車按鈕，按壓該按鈕后，緊急停車的報文信息由ATP軌旁單元通過軌道電路發送到列車，發送信息的軌道電路區段為站臺區和離去區段，緊急停車報文的發送等效于軌道電路的占有，因此影響速度曲線和保護區段。ATP車載單元收到緊急停車報文后，啟動緊急制動，直到列車停穩。

3.7 運行方向的監督

在正線和試車線上，接收到軌旁設備發送的報文后，車載ATP單元對列車的運行方向監督，不允許列車倒行，當列車倒行超過預設的距離時，ATP產生緊急制動，當列車再次倒行超過預設的距離，ATP再次產生緊急制動。

3.8 車門監控

ATP車載單元防止在站外開門和站內開錯門，另外，列車在車門未全部關閉時運行，ATP會產生緊急制動。列車進站停穩后，ATP車載單元從軌道接收ATP軌旁單元發來的報文，根據報文信息確定開哪側門，使ATP車載單元不對的車門進行檢測，也就是說可以越過車門監控功能行駛。

1）_ATP車載單元給出允許開門的條件

ATP車載單元只有列車停在車站、列車停穩和列車停在停車窗內三個條件同時滿足時才給出允許開門。

2）保證列車停在停車窗內

當列車在車站停車窗內開門時，當前列車位置的周圍產生一個閉合的容差窗，列車開著門，不能離開?？梢园l現如果列車以非常低的速度（在“停穩”定義范圍內）離開當前的停車點，當列車離開容差窗并且至少有一個車門是打開的時，ATP啟動緊急制動。

3.9 列車自動折返監控

自動折返運行模式使列車在終點站能夠自動折返（包括無人折返）。在這種模式下，列車在ATP系統的控制下運行。當列車實際運行速度高于由速度曲線所確定的緊急制動速度曲線時，ATP車載單元產生緊急制動。

3.1 0 列車故障信息和緊急制動的記錄

ATP車載單元有存儲模塊和診斷接口。當車載設備發生故障或列車發生緊急制動時，故障信息或緊急制動信息會被儲存，另外車載單元的一些狀態也會被記錄。

3.1 1 服務數據的輸入

列車的服務數據包括輪徑值，車輛最大速度等。當磨損使輪徑改變超過一定值時，要更改輪徑值。不準確的輪徑值對距離和速度測量會引起不安全結果。為了監控速度ATP車載單元需要車輛最大速度，對每個ATP車載單元確定車輛單獨的最大速度，即使軌道傳輸一個速度限時，都不準超過這最大速度。

有了ATP/ATO子系統功能的保護，列車能夠遵照移動許可運行，保證行車安全。違反移動許可可引起ATP車載單元執行緊急制動，并使列車停穩，能夠嚴格執行故障導向安全的安全原則。

[1]林瑜筠.城市軌道交通信號設備[M].北京：中國鐵道出版社，2006.