ＡＴＰ／ＡＴＯ在广州地铁　

梁东升（广　广州地铁１号线信号系统的ＡＴＰ／ＡＴＯ是从德　国西门子引进，具有２０世纪９０年代的先进水平。　ＡＴＰ系统可分为车载设备和轨旁设备等两部分。　ＡＴＰ车载设备是２取２工作方式的安全型计算　机，即只有当２个通道的计算机所计算的结果一样　时，才有输出，而当其中有１个通道出现故障时，ＡＴＰ　计算机将安全地关断所有的输出。　ＡＴＰ车载设备的主要功能如下：　报文的接收　速度监督　故障模式处理　距离测量　速度测量　诊断、记录　同诊断、服务ＰＣ进行通讯、交换数据　同ＡＴＯ车载单元进行通讯交换数据　具有故障一安全特性的列车数据的输入　具有故障一安全特性的输入、输出　运营模式　倒退车辆的监督　报文传输故障时间及走行距离的监督。　另外，还有如下功能：　车门释放　车门控制接点的检查　ＡＴＰ的报文　ＡＴＰ车载设备使用车载ＡＴＰ天线通过电磁感应　接收ＡＴＰ轨旁设备发送到轨道电路上的报文信息。　这些信息包括所有与轨道有关的数据，例如速度限　制，停车点，轨道电路长度，当前轨道电路频率，下一　段轨道电路的频率等等。　在报文的传输过程中，为了保证安全可靠，采取　很多措施，例如周期性传输，代码冗余处理，一致性检　查等。另外，在报文中编有报文序号，一旦报文丢失，　车载设备即可知道。ＡＴＰ车载设备在５　Ｓ之内未接收　到报文，ＡＴＰ车载设备并不采取措施，过了５　Ｓ，ＡＴＰ　息，才设置另外一个天线的接收频率，并调谐到此频　率工作。　二、车载设备如何精确确认轨道电路分界点　列车进入一个新的轨道电路，首先是由地面轨道　电路接收器检查出来的。当轨道电路被列车占用以　后，轨旁设备才通过轨道电路给列车发送报文，列车　正确地接收到报文并处理分析之后，才知道列车已进　入了新的轨道电路区段。由于要经过上述过程，而且　通常列车速度较快，不可避免地要出现完成上述过程　时间长短的偏差，若考虑到各种干扰，由其在轨道电　路的分界处，报文传输更容易出错，为提高系统的可　用性，车载设备允许报文正常接收中断５　Ｓ。　那么，如何精确地确认轨道电路的分界点呢？　车载ＡＴＰ是这样做的：当轨道电路被占用时，轨　旁ＡＴＰ设备，启动一个计时器，在生成报文时，将计　时器的读数（最大６　ｓ）编人报文中，车载ＡＴＰ在处理　此报文时，将该读数与各种典型的响应时间相加，求　出列车已进入该轨道电路的时间长短。然后，倒推即　可知道列车进入轨道电路的距离，也就能精确地确认　轨道电路的分界点。

　维普资讯 http://www.cqvip.com 算列车走行的距离增量，即可以知道列车在线路中具　体的位置。换句话说，列车每走到一个新的轨道电路　的分界点都进行距离校正，使得列车测距精度非常准　确。　３．距离增量的测量　车载有两个同车轴相连接的速度脉冲发生器。在　测试周期内，对速度脉冲发生器产生的脉冲数进行计　数，就可以计算出距离增量来，计算公式如下：　Ｄ　＝　·面·　·　Ｉ／　式中　Ｄ　距离增量（Ｓｐｅｔｉａｌ—ｄｉｓｔａｎｃｅ）；　Ｒ一速度脉冲发生器旋转方向；　列车车轮直径；　在测量周期内，速度脉冲发生器所计　脉冲个数；　车轮每转一周，速度脉冲发生器所计　脉冲个数。　距离测量的同步点　

轨道电路分界点　图　２　４．测速　距离增量的计算是计算实际速度的基础。　在时间ｔ　时，列车的速度按下列公式计算：　∑ＩＤ。（０）ｌ　（ｆ　）＝土　鼍了——一　∑△　式中　——实际速度；　△　。广一对应（Ｄ　）时刻测量距离增量所用时间；　ｎ——距离增量的个数。　５．列车定位　在讨论列车间隔或超速防护时，常常要考虑前后　两列车，而其中后行列车是我们研究的控制对象，前　行列车只是（对后行列车而言）当作一个危险点来考　虑。　

图３考虑３个距离增量时的测速原理图　—一

　维普资讯 http://www.cqvip.com 在国内的地铁信号中，对前行列车的定位都是靠　轨道电路检测列车占用与空闲的方法来实现的。由于　只知道列车在哪个轨道电路上，而不知道在轨道电路　的哪一个点上，因此在必要时，应尽量缩短轨道电路　的长度以提高对前行列车定位的精度。　如果利用轨道电路，通过电磁感应向后行列车传　送的报文中，仅为单一的速度命令（如北京、上海），这　时，只要前方进路状态没有变化，则列车不论在轨道　电路的哪一点上，它掌握的速度信息都不会改变。因　此，后一列车的定位也是以轨道电路为单位的。　为了提高定位精度，广州地铁的ＡＴＰ系统中通　过轨道电路给列车传送的报文中，包括各种信息，如　该轨道电路长度等距离信息。并且列车通过轨道电路　分界时能及时分辨出来，因此，后行列车知道自己在　哪一个轨道电路上，而且知道在哪一点上，但是它只　知道前行列车在哪一个轨道电路上，而不知道在其中　的哪一点上。　四、速度轮廓线及推荐（最大）速度曲线　地铁的轨道线路由于受到各种因素的影响，如线　路曲线半径，线路的坡度，道岔的型号，道岔开通的位　置等等的影响，究竟线路能提供给车辆的行驶速度是　多少呢？或者说，线路的通过速度如何用有限的数据　进行描述呢？这个问题即是速度轮廓线的问题。广州　地铁ｌ号线，使用下列有关数据进行描述：　速度限制（　。）　下一个轨道电路的入口速度（　）　轨道电路的长度（，Ｌ）　目标距离（Ｚ），即距第二个速度变化点的距离　目标速度（　），即第二个速度变化点的速度值　速度限制区段（第一个限速区段的开始距离　限速区段的终止距离　，限速区段的允许速度　ＶＩＡ）　具有坡度的区段的制动减速度　推荐（最大）速度是在速度轮廓线的基础之上，把　各个限速区段平滑地连接起来而形成的速度曲线。　五、速度监督　广州地铁１号线ＡＴＰ的速度监督，是连续不断　地计算当时的推荐速度，把实测速度加上一个公差值　同推荐速度相比较。根据不同的运营模式，紧急停车　的释放条件将会不同。　有下列几种速度监督的情况，可以释放紧急停　１．最大速度的监督　最大速度监督的主要数据是，实际速度，设计的　公差值Ａｖ。，不同运营模式下的最大速度值。　当一列车以高过该运营模式下的最大速度值加　上公差值Ａｖ　之和时，将产生紧急制动。　２．有紧急停车情况下的速度监督　当车载设备接收到紧急停车的请求时，车载ＡＴＰ　设备将监控车辆的停车状态。　如果车辆不在停车状态，当有紧急停车请求时，　紧急制动将释放。　３．无距离信息时的速度监督　当车载ＡＴＰ刚打开电源时，它并不知道此时车　辆已通过了上一个轨道变化点大约多少距离，即车辆　并不知道它的确切位置。因此，车载ＡＴＰ单元不可能　对制动曲线进行监督，而只是静态速度监督。　４．有距离信息时的速度监督　当车载ＡＴＰ已知自己的确切位置之后。即可开　始有距离信息的速度监督，速度监督完成如下处理：　停车点的监督　速度限制区段的监督　

下一个轨道电路区段的入口速度的监督　维普资讯 http://www.cqvip.com 速度限制的监督　以上各项，首先计算出最大的要求速度，再进行　监督。而且“停车点”、“限速区段”的监督，只有在当前　轨道电路上有“停车点”、“限速区段”时，才进行监督，　而其余两项，无论何时，均进行监督。　六、保护区段的计算　保护区段是停车点后必须保证空闲的区段。这个　区段能够保证，一旦列车超过停车点，将不产生任何　危险。保护区段的计算通常有如下两种情况：　１．不考虑滑行时。保护区段的计算　如果要求列车停在０点上（如图１），ＡＴＰ提供一推　荐速度曲线ｔ）　。当列车速度接近ｔ）　，ＡＴＰ将报警，引发　报警的速度如图示／－）ＡＫ。它与ｔ）丑ｄ的距离为ｔ）丑ｄｘ４　Ｓ＋２０　ｍ。　在ｔ）　上方，ＡＴＰ提供了监督速度曲线ＶｐＲ。若列车　速度超过推荐速度而达到ＶＰＲ时（图示　点），ＡＴＰ将引　发紧急制动直到停车。由于ＡＴＰ车载设备和车辆牵引　设备的动作延迟，车速将达到Ｃ点；考虑测速误差后，　

【ｋ　】　ｍ４不考虑滑行时的保护区段　９０一　≤　Ｉ　Ｌ…一　一～　Ｉ　８　１一一一　７０—

６０——　５０——　ｔ［　Ｓ￣　ＸＩ、、　Ｓｚ　Ｌ　４０二　、　３０——　２Ｏ一　１Ｏ一　一　ｒ　ｃ、　．ｆ、、：　

—一

　维普资讯 http://www.cqvip.com 此时车速将达到　点；在空气制动压力建立期间，列　车将走行到Ｅ点，此后，列车才真正开始在空气制动　下，进行紧急制动。因此，在ＡＴＰ的监控下，列车将越　出推荐停车点，而系统应提供的保护区段的长度就是　可能越出推荐停车点的距离。　２．考虑滑行时。保护区段的计算　列车在制动时，会产生滑行。因此在保护区段的　计算中，必须加以考虑。　由于ＡＴＰ为保证行车安全的设备，所以，必须计　及各种最不利的情况，因此，在计算保护区段时，设想　了如下运行情况：　列车以最高允许速度进入本轨道电路区段，并以　Ｏ．８　ｍ／ｓ的减速度进行制动（次减速度情况下，滑动系　数最大），当运行一段距离后，又改以最大加速度进行　加速，直至超速防护被启动，ＡｒＩ’Ｐ释放紧急制动而停　车。从图５可以看出，以０．８　ｍ／ｓ进行制动，运行时间越　长，滑动距离越大；但运行曲线与监督曲线　讯相交时　的速度愈低；因此，必须对速度每降低１　ｋｍ／ｈ，对上述　全过程重新进行计算一次。求出可能出现的最远停车　点。　关于图５中的有关情况，说明如下：　Ｈ点是要求的运行停车点，　为推荐速度曲线。｜ｓ　是列车对轨道电路分界点检查出来时的测距误差。　∞　是考虑了Ｓ　后的列车制动曲线。Ｓ是滑行引起的走行　ＶＧ　列车间隔最大的地方是车站，是车站的接车间　隔，图６就是对车站　计算其接车间隔的说明。　、＼．　／　／／　、　、、　、、　ｌ　、　、　Ｉ　ｌ　＼　Ｊ、　Ｊ　Ｓｌ　Ｉ　Ｔｃ　Ｉ　ＴＩ　Ｔｌ　ｏｖｅｒｌａｐ　『　＼＼＼　＼＼＼　］　口　ｑ　ｐ　

接车时，限制列车间隔的情况可能发生在第一列　车出清站台轨道电路时，也可能出现在该列车离开车　站前方第一段轨道电路的时候。　在第一种情况下，第二列车头部最大只允许到达　Ｈ点，因为在　Ｐ１点开始制动，列车将停在　点，而５Ｈ　至站台轨道电路人口端的区段距离是此时的保护区　段　图　６　由图６可知，在这种情况下，　（间隔时间）一　（车站停站时间）一　（第一列车　出清站台轨道电路的走行时间）一ｔ　（系统总响应时　间）＝　（站间运行时间）一　（第二列车头部由车站１驶　到　Ｈ的走行时间）　即　＝　１＋￡　１＋￡．ｅ＋￡ｄｗ　同上道理，在第二种情况下，

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７　＝７　ｔ　２＋￡　１＋￡　￡　＋ｔａｗ　八、列车车门监督　列车只有停在车站的停车窗内，车载ＡＴＰ单元才　值。　允许列车在正确的方向开门。车载ＡＴＰ在列车运行的　过程中，对门控接点也进行监督。　当下列条件满足时，ＡＴＰ车载单元将允许开门：　ＡＴＰ轨旁单元允许开门　列车停在车站　列车的速度是“０”　列车停在站台上的停车窗内　另外，车载ＡＴＰ单元在距离测量中考虑的误差　测速脉冲发生器　±０．０４　ｉｎ　同步环线　±０．２０ｉｎ　轮轴直径允许误差±１％　列车的滑行　图７、图８分别表示ＡＴＰ允许开门区域不考虑列车　

图７未考虑列车滑行的ＡＴＰ允许开门区域图　ｒｍ１　误差：　里程　±４　ｃｍ　同步　±２Ｏ　ｃｍ　滑行　一２０％　轮径　±ｌ％　２．１　７　

区　１．２１　

０　１　ｏ　ｌ　３ｉｏ　实际（ｍ）　Ｘ　ｌ停芹点　｛　…　ｌ　ｌｌ　Ｉ　，　鬣麓翱麓鼢圈隧离稿醴豳■一瞬豳礴圈豳搿融疆黛豳　／　窗户１　停车点前的最近——十　一　同步距离测量　．　窗户２　．　站台　Ｉ　图８　考虑列车滑行的ＡＴＰ允许开门区域图　—一

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