第7章列车运行控制及调度指挥分析优秀PPT.ppt
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1、第六章第六章列车运行限制及调度指挥列车运行限制及调度指挥主要内容主要内容列车自动限制系统的组成及功能列车自动限制系统的组成及功能一一ATC系统的基本类型(典型制式)系统的基本类型(典型制式)二二ATC系统的闭塞制式系统的闭塞制式三三ATC系统的控制模式系统的控制模式四四列车运行调度指挥列车运行调度指挥五五列车运行限制系统简介列车运行限制系统简介 列车运行限制系统是依据列车在铁路途路上运列车运行限制系统是依据列车在铁路途路上运行的客观条件和实际状况,对列车运行速度及制动行的客观条件和实际状况,对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、限制和调整的技术装备。方式等状态进行监督、限制和调整的技术装备。
2、城市轨道交通信号系统是保证列车运行平安、城市轨道交通信号系统是保证列车运行平安、实现行车指挥和列车运行现代化、提高运输效率的实现行车指挥和列车运行现代化、提高运输效率的关键设备。关键设备。基本概念 列车运行限制系统简介列车运行限制系统简介地面设备:产生出列车限制所须要的全地面设备:产生出列车限制所须要的全 部基础数据部基础数据 车载部分:通过媒体将地面传来的信号进行信息处理,车载部分:通过媒体将地面传来的信号进行信息处理,形成列车速度限制数据及列车制动模式,用来监督或形成列车速度限制数据及列车制动模式,用来监督或限制列车平安运行限制列车平安运行 列车运行限制系统设备 城市轨道交通信号系统与传统
3、大铁路的信号系统在限制原城市轨道交通信号系统与传统大铁路的信号系统在限制原理上基本相同,但他也有自身诸多特点:理上基本相同,但他也有自身诸多特点:城市城市轨轨道交通信号系道交通信号系统统传统传统信号系信号系统统列列车车运行速度低,可采用运行速度低,可采用较较低速率低速率的数据的数据传输传输系系统统。列列车车运行速度高,可采用运行速度高,可采用较较高速率高速率的数据的数据传输传输系系统统。车车站站仅仅有上下客功能,一般有上下客功能,一般车车站不站不设设道岔,道岔,联锁设备监联锁设备监控控对对象少。象少。联锁设备对联锁设备对象多。象多。行行车组织简单车组织简单,列,列车车种种类单类单一一行行车组织
4、车组织复复杂杂,列,列车车种种类类多。多。减少或取消了减少或取消了传统传统的地面信号,机的地面信号,机车车信号作信号作为为主体信号。主体信号。通通过设过设置在地面的色灯信号机指置在地面的色灯信号机指挥挥行行车车,机,机车车信号作信号作为辅为辅助信号。助信号。传递给传递给列列车车的是具体的速度或距离的是具体的速度或距离信息。信息。传递传递不同的行不同的行车车命令命令依靠依靠ATO驾驶驾驶或无人或无人驾驶驾驶,司机,司机劳劳动动强强度大大减少。度大大减少。依依赖赖于司机于司机进进行速度控制行速度控制调调整。整。城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统 城市轨道交通的信号系统是保证列车运行平安和提高
5、城市轨道交通的信号系统是保证列车运行平安和提高线路通过实力的重要设施。传统的信号系统已不能适应城线路通过实力的重要设施。传统的信号系统已不能适应城轨交通的发展,必需用一种能实现列车速度自动限制和列轨交通的发展,必需用一种能实现列车速度自动限制和列车运行间隔自动调整的新的系统来替代,这就是列车自动车运行间隔自动调整的新的系统来替代,这就是列车自动限制系统(限制系统(Automatic Train Control System)。)。系统中后续列车依据与先行列车之间的距离和进路条系统中后续列车依据与先行列车之间的距离和进路条件,在车内连续地显示出容许的速度信息,(或按设定的件,在车内连续地显示出容
6、许的速度信息,(或按设定的运行条件达到该容许速度的距离信息),依据上述信息列运行条件达到该容许速度的距离信息),依据上述信息列车自动地限制运行速度,以达到自动调整行车间隔的目的,车自动地限制运行速度,以达到自动调整行车间隔的目的,提高运输效率,并由列车自动限制系统实现在车站的程序提高运输效率,并由列车自动限制系统实现在车站的程序定位停车。定位停车。城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统 ATC系系统统取消了取消了传统传统的地面信号,将机的地面信号,将机车车信号作信号作为为主体主体信号,信号的含信号,信号的含义发义发生了生了质质的的变变更,更,传递给传递给列列车车的是具体的的是具体的速度和距离
7、信息,系速度和距离信息,系统统能牢靠地防止由于司机失能牢靠地防止由于司机失误误而超速或而超速或追尾等事故,确保列追尾等事故,确保列车车运行平安。运行平安。列列车车运行限制系运行限制系统统ATC(Automatic Train Control)包括三个子包括三个子系系统统:列列车车自自动监动监控系控系统统ATS(Automatic Train Supervision)列列车车自自动爱护动爱护系系统统ATP(Automatic Train Protection)列列车车自自动动运行系运行系统统ATO(Automatic Train Operation)简简称称“3A”系系统统。ATC是在保是在保证
8、证行行车车平安,提高运平安,提高运营营效效率的状况下,率的状况下,实现实现列列车车的自的自动动限制。限制。城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统 这三个子系统是通过信息交换网络构成闭环系统,可以充这三个子系统是通过信息交换网络构成闭环系统,可以充分发挥保证行车平安,提高运行效率,缩短行车间隔,促分发挥保证行车平安,提高运行效率,缩短行车间隔,促进管理现代化,提高综合运营实力和服务质量的作用。其进管理现代化,提高综合运营实力和服务质量的作用。其结构示意图如图结构示意图如图城市轨道交通信号系统按子系统设备所在区域,由以下部城市轨道交通信号系统按子系统设备所在区域,由以下部分组成分组成:(1)行车
9、指挥限制中心:由列车运行监视(调度监督)或列行车指挥限制中心:由列车运行监视(调度监督)或列车运行监控(调度集中)或列车自动监控等子系统构成。车运行监控(调度集中)或列车自动监控等子系统构成。(2)车站及轨旁子系统:由行车指挥系统车站设备、联锁、车站及轨旁子系统:由行车指挥系统车站设备、联锁、行车运行限制系统的地面设备及其与联锁设备的接口、列行车运行限制系统的地面设备及其与联锁设备的接口、列车识别等其他设备组成。车识别等其他设备组成。(3)车载子系统:由机车信号和自动停车设备、车载车载子系统:由机车信号和自动停车设备、车载ATP/ATO及列车识别等设备组成。及列车识别等设备组成。(4)车辆段(
10、场)子系统:由联锁设备、行车指挥系统等设车辆段(场)子系统:由联锁设备、行车指挥系统等设备组成。备组成。城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统一、列车自动限制系统的组成及功能一、列车自动限制系统的组成及功能列车运行自动限制系统(列车运行自动限制系统(ATC)包括:列车自动防护系统(包括:列车自动防护系统(ATP),列车自动运行系统),列车自动运行系统(ATO)和列车自动监控系统()和列车自动监控系统(ATS)。)。轨道交通列车运行限制系统组成示意图轨道交通列车运行限制系统组成示意图 ATS ATO ATP 定位系统 驱动、制动控制设备 列车数据 测速传感器 列车自动防护系统(列车自动防护系统
11、(ATP)功能:)功能:(1)停车点防护)停车点防护(2)速度监督与超速防护)速度监督与超速防护(3)列车间隔限制)列车间隔限制(4)测速与测距)测速与测距(5)车门限制)车门限制(6)其他功能:紧急停车,给动身车吩咐,列车倒退限制。)其他功能:紧急停车,给动身车吩咐,列车倒退限制。1.1.列车自动防护系统(列车自动防护系统(列车自动防护系统(列车自动防护系统(ATPATP)ATP(Automatic Train Protection,简称,简称ATP)子系)子系统的主要功能是通过车载统的主要功能是通过车载ATP系统和地面设备间的信息传输,系统和地面设备间的信息传输,来实现列车的平安间隔限制、
12、超速防护及车门限制,保证行来实现列车的平安间隔限制、超速防护及车门限制,保证行车平安车平安。13131.ATP轨旁轨旁ATP子系统的功能:子系统的功能:(1)轨道区段空闲的检测;)轨道区段空闲的检测;(2)自动检测车辆的位置;)自动检测车辆的位置;(3)限制列车运行平安间隔,满足规定通过实力;)限制列车运行平安间隔,满足规定通过实力;(4)连续监督列车速度,实现超速防护;)连续监督列车速度,实现超速防护;(5)列车车门开、闭平安限制,为列车车门的关闭供应平)列车车门开、闭平安限制,为列车车门的关闭供应平安安 牢靠的信息;牢靠的信息;(6)标记器及环线信息限制;)标记器及环线信息限制;(7)目的
13、地选择;)目的地选择;(8)停站时间限制及自动启动等;)停站时间限制及自动启动等;(9)向)向ATO传送限制信息。传送限制信息。车载车载ATP子系统功能:子系统功能:(1)接收和解译限速指令;接收和解译限速指令;(2)依据限速进行超速防护;依据限速进行超速防护;(3)测速、测距;测速、测距;(4)停站校核;停站校核;(5)限制车门开、闭,发送站台屏蔽门开、闭信息等;限制车门开、闭,发送站台屏蔽门开、闭信息等;(6)具有故障自检和报警、记录功能。具有故障自检和报警、记录功能。列车自动运行系统(列车自动运行系统(ATO)功能:)功能:限制列车运行速度限制列车运行速度自动调整列车速度自动调整列车速度
14、限制列车制动限制列车制动限制列车自动启动限制列车自动启动列车到达折返站,自动准备折返列车到达折返站,自动准备折返2.2.列车自动运行系统列车自动运行系统列车自动运行系统列车自动运行系统(ATO)(ATO)ATO(Automatic Train Operation,简称,简称 ATO)子系统主要完子系统主要完成站间自动运行、列车速度调整和进站定点停车成站间自动运行、列车速度调整和进站定点停车,并能接受并能接受限制中心的运行调度吩咐限制中心的运行调度吩咐,实现列车的运行自动调整。实现列车的运行自动调整。轨旁轨旁ATO子系统子系统(1)车站程序定位停车的车地信息交换;车站程序定位停车的车地信息交换;
15、(2)定位停车校核,车门和站台屏蔽门开、闭限制。定位停车校核,车门和站台屏蔽门开、闭限制。车载车载ATO子系统子系统(1)列车运行速度的自动调整;列车运行速度的自动调整;(2)惰行、加速、减速限制;惰行、加速、减速限制;(3)定位停车程序限制;定位停车程序限制;(4)动身限制;动身限制;(5)自动折返;自动折返;(6)发送停站及列车长度信息等。发送停站及列车长度信息等。18183.3.列车自动监控系统列车自动监控系统(ATS)ATS(Automatic Train Supervision,简称,简称ATS)子系统子系统的主要功能是监控列车运行状态的主要功能是监控列车运行状态,接受软件方法实现联
16、网、接受软件方法实现联网、通信及列车运行管理自动化。通信及列车运行管理自动化。ATS子系统主要由中心计算机网络系统和车站计算机子系统主要由中心计算机网络系统和车站计算机或终端模块设备组成。它完成全线列车地运行管理和监或终端模块设备组成。它完成全线列车地运行管理和监控。其限制方式可由中心集中限制,也可由车站分散限控。其限制方式可由中心集中限制,也可由车站分散限制。制。ATS主要作用是编制、管理行车支配,实现对全线列主要作用是编制、管理行车支配,实现对全线列车的监控和列车运行的自动调整。车的监控和列车运行的自动调整。列车自动监控系统(列车自动监控系统(ATS)功能)功能(1)限制与显示功能)限制与
17、显示功能(2)时刻表功能)时刻表功能(3)仿真功能)仿真功能(4)数据记录)数据记录(5)检测与报警)检测与报警限制中心限制中心ATS的主要功能:的主要功能:1)列车的运行限制等正常操纵;)列车的运行限制等正常操纵;2)时刻表的编辑、修改和存储,时刻表延时修正的调)时刻表的编辑、修改和存储,时刻表延时修正的调整限制;整限制;3)列车位置的实时监视和列车运行轨迹记录;)列车位置的实时监视和列车运行轨迹记录;4)运行图管理(支配和实际运行图);)运行图管理(支配和实际运行图);5)列车运行进路的自动设置,车站联锁状态的监督;)列车运行进路的自动设置,车站联锁状态的监督;6)故障记录等)故障记录等3
18、.3.列车自动监控系统列车自动监控系统(ATS)轨旁轨旁ATS子系统子系统1)列车的进路限制及其表示;)列车的进路限制及其表示;2)遥控指令的解译及表示数据的编辑;)遥控指令的解译及表示数据的编辑;3)折返模式限制;)折返模式限制;4)车地交换信息的编译;)车地交换信息的编译;5)旅客向导信息、目的地信息的显示;)旅客向导信息、目的地信息的显示;6)停止限制逻辑及接口等;)停止限制逻辑及接口等;7)运行等级设定;)运行等级设定;8)列车识别。)列车识别。车载车载ATS子系统子系统1)接收非平安限制信息;)接收非平安限制信息;2)接收运行等级及其目的地等数据;)接收运行等级及其目的地等数据;3)
19、发送列车状态的自诊断信息;)发送列车状态的自诊断信息;4)旅客向导信息的供应等。)旅客向导信息的供应等。轨道交通列车运行限制系统轨道交通列车运行限制系统 轨道交通列车运行限制系统组成示意图二、列车运行限制系统的基本类型二、列车运行限制系统的基本类型点式自动列车运行限制系统点式自动列车运行限制系统 连续式自动列车运行限制系统连续式自动列车运行限制系统 其主要功能:实现列车超速防护,所以又称为点式超速防护其主要功能:实现列车超速防护,所以又称为点式超速防护(点式(点式ATP)系统,它是一种点式传递信息,用车载计算)系统,它是一种点式传递信息,用车载计算机进行信息处理,最终达到列车超速防护目的的系统
20、。机进行信息处理,最终达到列车超速防护目的的系统。主要优点:接受无源、高信息容量的地面应答器,结构简洁,主要优点:接受无源、高信息容量的地面应答器,结构简洁,安装敏捷,牢靠性高,价格明显低于连续式自动列车运行安装敏捷,牢靠性高,价格明显低于连续式自动列车运行限制系统。限制系统。主要缺点:信息传递的不连续性,有时会对列车运行造成主要缺点:信息传递的不连续性,有时会对列车运行造成 比例影响。比例影响。系统组成:系统组成:(1)地面应答器地面应答器 (2)道旁电子单元道旁电子单元LEU(信号接口)(信号接口)(3)车载设备车载设备1.点式自动列车运行限制系统点式自动列车运行限制系统点式点式ATP系统
21、的基本结构示意图系统的基本结构示意图26262.连续式自动列车运行限制系统连续式自动列车运行限制系统 连续式自动列车运行限制系统适应高连续式自动列车运行限制系统适应高速干线与高行车密度的轨道交通。速干线与高行车密度的轨道交通。(1)接受轨间电缆的连续式自动列车运行)接受轨间电缆的连续式自动列车运行限制系统限制系统 组成:地面限制中心、轨间传输电缆组成:地面限制中心、轨间传输电缆及车载设备及车载设备 缺点:电缆价格昂贵,而且轨间电缆的缺点:电缆价格昂贵,而且轨间电缆的存在给线路养护工作带来了麻烦。存在给线路养护工作带来了麻烦。(2)接受数字编码轨道电路的连续式自动)接受数字编码轨道电路的连续式自
22、动列车运行限制系统列车运行限制系统 优点:摒弃了轨间电缆,同时又实现优点:摒弃了轨间电缆,同时又实现了连续信息传递。了连续信息传递。缺点:钢轨不是一种志向的信息通道,缺点:钢轨不是一种志向的信息通道,铁质材料对音频信号的衰耗很大,限制铁质材料对音频信号的衰耗很大,限制了轨道电路的有效长度;此外,钢轨之了轨道电路的有效长度;此外,钢轨之间的泄露,轮轨之间的接触电阻等因素间的泄露,轮轨之间的接触电阻等因素均会影响轨道电路的工作性能。均会影响轨道电路的工作性能。控制中心列车信息列车信息V允许V允许V允许接受轨间电缆的列车速度自动限制原理图接受轨间电缆的列车速度自动限制原理图2828(3)CBTC系统
23、系统 CBTC系统是一个连续数据传输的自动限制系统,系统是一个连续数据传输的自动限制系统,利用高精度的列车定位,实现双向连续、大容量的利用高精度的列车定位,实现双向连续、大容量的车车-地数据通信,能够执行列车自动防护(地数据通信,能够执行列车自动防护(ATP),),列车自动运行列车自动运行(ATO)以及列车自动监控以及列车自动监控(ATS)。2929CBTC基本概念基本概念 CBTC概述概述 基于通信的列车限制系统(简称基于通信的列车限制系统(简称CBTC)Communication Based Train control,是计算机,是计算机技术、通信技术、限制技术综合发展的新型限制系技术、通
24、信技术、限制技术综合发展的新型限制系统,已成为列车限制系统的发展方向。统,已成为列车限制系统的发展方向。CBTC 介绍介绍CBTCCBTC制式制式分类 接受轨间电缆作为传输通道的接受轨间电缆作为传输通道的CBTC(IL CBTC)接受无线数据传输通信的接受无线数据传输通信的CBTC(RF CBTC)CBTC 介绍介绍CBTCCBTC特点特点(1)通过整个系统供应牢靠的检查与平衡手段,通过)通过整个系统供应牢靠的检查与平衡手段,通过车车-地间双向信息传输,实现对列车的闭环限制,从地间双向信息传输,实现对列车的闭环限制,从而大大降低人为错误的影响,系统的牢靠性更高。而大大降低人为错误的影响,系统的
25、牢靠性更高。(2)各级调度都可以随时了解区段内随意运行列车的)各级调度都可以随时了解区段内随意运行列车的位置、速度、机车工况及其它各种参数,利用上述信位置、速度、机车工况及其它各种参数,利用上述信息,各级调度可以规范、协调地干脆指挥行车。息,各级调度可以规范、协调地干脆指挥行车。CBTC 介绍介绍CBTCCBTC特点特点(3)车站限制中心依据列车状态及前车状态,结合智)车站限制中心依据列车状态及前车状态,结合智能技术调整列车运行,获得最佳的区间通过实力,削能技术调整列车运行,获得最佳的区间通过实力,削减列车在区段内运行时能源消耗,增加旅客乘坐舒适减列车在区段内运行时能源消耗,增加旅客乘坐舒适度
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