列車自動(dòng)防護(hù)(ATP)系統(tǒng)的功能
列車自動(dòng)防護(hù)(ATP)子系統(tǒng),即列車運(yùn)行超速防護(hù)或列車運(yùn)行速度監(jiān)督,是保證行車安全、防止列車進(jìn)入前方列車占用區(qū)段和防止超速運(yùn)行的設(shè)備,實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行安全間隔防護(hù)和超速防護(hù)。通過ATP子系統(tǒng)檢測(cè)列車位置并向列車傳送ATP信息(目標(biāo)速度信息或目標(biāo)距離信息),列車收到ATP信息,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)速度控制,確保列車在目標(biāo)距離內(nèi)不超過目標(biāo)速度的前提下安全運(yùn)行。它的主要功能有:
一、列車定位
定位的任務(wù)就是確定列車在路網(wǎng)中的地理位置。通常,ATP系統(tǒng)都是利用查詢應(yīng)答器及測(cè)速電機(jī)和雷達(dá)完成列車定位的。安裝在線路上某些位置的應(yīng)答器用于列車物理位置的檢測(cè),每個(gè)應(yīng)答器發(fā)送一個(gè)包括識(shí)別編號(hào)(ID)的應(yīng)答器報(bào)文,由列車接收。在ATP車載計(jì)算機(jī)單元的線路數(shù)據(jù)庫(kù)里存有應(yīng)答器的位置,這樣列車就知道它在線路上的確切位置。由測(cè)速電機(jī)和雷達(dá)執(zhí)行列車位移測(cè)量。列車定位的誤差來自應(yīng)答器檢測(cè)精度、應(yīng)答器安裝精度和位移測(cè)量精度。
二、速度和距離測(cè)量
列車實(shí)際運(yùn)行速度是施行速度控制的依據(jù),速度測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響到速度控制效果。列車位置直接關(guān)系到列車運(yùn)行的安全,通過確定列車的實(shí)際位置,才能保證列車之間的運(yùn)行間隔,以及能夠在抵達(dá)障礙物或限制區(qū)之前停下或減速。
三、ATP監(jiān)督功能
ATP監(jiān)督負(fù)責(zé)保證列車運(yùn)行的安全。各監(jiān)督功能管理列車安全的一個(gè)方面,并在它自己的權(quán)限內(nèi)產(chǎn)生緊急制動(dòng);所有的監(jiān)督功能,在信號(hào)系統(tǒng)范圍內(nèi)提供了最大可能的'列車防護(hù)。各種監(jiān)督功能之間的操作是獨(dú)立的,且同時(shí)進(jìn)行。
ATP監(jiān)督包括速度監(jiān)督、方向監(jiān)督、車門監(jiān)督、緊急制動(dòng)監(jiān)督、后退監(jiān)督、報(bào)文監(jiān)督、設(shè)備監(jiān)督等。
四、超速防護(hù)
城市軌道交通中的速度限制分為兩種:一種是固定速度限制,如區(qū)間最大允許速度、列車最大允許速度;另一種是臨時(shí)性的速度限制,例如線路在維修時(shí)臨時(shí)設(shè)置的速度限制。
固定限速是在設(shè)計(jì)階段設(shè)置的,ATP車載設(shè)備中都儲(chǔ)存著整條線路上的固定限速區(qū)信息。
五、停車點(diǎn)防護(hù)
停車點(diǎn)有時(shí)就是危險(xiǎn)點(diǎn),危險(xiǎn)點(diǎn)在任何情況下都是不能越過的,因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)情況。例如站內(nèi)有車時(shí),車站的起點(diǎn)即是必須停車點(diǎn),在停車點(diǎn)的前方通常還設(shè)置一段防護(hù)段,ATP系統(tǒng)通過計(jì)算得出的緊急制動(dòng)曲線即以該防護(hù)區(qū)段入口點(diǎn)為基礎(chǔ),保證列車不超越入口點(diǎn)。
有時(shí)也可在入口點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)列車滑行速度值(如5km/h),一旦需要,列車可在此基礎(chǔ)上加速,或者停在危險(xiǎn)點(diǎn)前方。 六、列車間隔控制
列車間隔控制是一種既能保證行車安全(防止兩列車發(fā)生追尾事故)又能提高運(yùn)行效率(使兩列車的間隔最短)的信號(hào)概念。在過去以劃分閉塞分區(qū)、設(shè)立防護(hù)信號(hào)機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)閉塞(固定閉塞)概念下,列車的間隔是靠自動(dòng)閉塞系統(tǒng)來保證的,列車間隔以閉塞分區(qū)為單位;當(dāng)采用準(zhǔn)移動(dòng)閉塞或移動(dòng)閉塞時(shí),閉塞分區(qū)長(zhǎng)度與位置均是不固定的,是隨前方目標(biāo)點(diǎn)(前行列車)的位置、后續(xù)列車的實(shí)際速度以及線路參數(shù)(如坡度)而不斷改變的。
七、站臺(tái)屏蔽門控制
ATP軌旁設(shè)備連續(xù)監(jiān)測(cè)屏蔽門的狀態(tài),只有在屏蔽門“關(guān)閉且鎖閉”的情況下才允許列車進(jìn)入站臺(tái)區(qū)域。如果屏蔽門的狀態(tài)不再為“關(guān)閉且鎖閉”,則ATP軌旁設(shè)備將站臺(tái)區(qū)域作為封鎖來處理,在封鎖區(qū)域的邊界處設(shè)置防護(hù)點(diǎn)。因此,接近列車將從ATP軌旁設(shè)備得到僅至該防護(hù)點(diǎn)的移動(dòng)許可。如果此時(shí)列車已經(jīng)進(jìn)入了站臺(tái)區(qū)域,屏蔽門的狀態(tài)從“關(guān)閉且鎖閉”發(fā)生了變化,ATP車載設(shè)備將觸發(fā)緊急制動(dòng)。
八、其他功能
除上述主要功能外,視具體用戶的要求,ATP系統(tǒng)還可具有其他一些功能。
1.緊急停車功能。
在特殊緊急情況下,按壓設(shè)在車站上的緊急停車按鈕(平時(shí)加鉛封),就可通過軌道電路將停車信息傳遞給區(qū)間上的列車,啟動(dòng)緊急制動(dòng),使列車停止運(yùn)行。
2.給出發(fā)車命令。
ATP系統(tǒng)檢查有關(guān)安全條件(如車門是否關(guān)閉、司機(jī)的操作手柄是否置于零位、ATO系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài))并確認(rèn)符合安全后,給ATO系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)。在人工駕駛模式下,司機(jī)在得到顯示后即可進(jìn)行人工發(fā)車;在自動(dòng)駕駛模式下,ATO系統(tǒng)得到ATP系統(tǒng)的發(fā)車確認(rèn)信息后,卻操縱列車自動(dòng)啟動(dòng)。
3.列車倒退控制。
根據(jù)不同的用戶協(xié)議,可以實(shí)現(xiàn)各種列車倒退控制。例如,當(dāng)列車退行超過一定距離或者越過軌道電路分界點(diǎn),立即啟動(dòng)緊急制動(dòng)。
4.停穩(wěn)監(jiān)督。
監(jiān)控列車停穩(wěn)是在站內(nèi)打開車門和站臺(tái)屏蔽門的安全前提。為了證實(shí)列車停穩(wěn),要考慮來自雷達(dá)和測(cè)速電機(jī)的信息,ATP車載計(jì)算機(jī)單元將使用這些速度信息。
參考文獻(xiàn)
[1]林瑜筠 城市軌道交通信號(hào).北京:中國(guó)鐵道出版社,2008。
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