发布时间 : 星期三 文章地铁信号基础第十一章、AT0子系统基本原理 - 图文更新完毕开始阅读
由AT0和ATR功能确定的列车运行时间，通过车站轨道电路占用完成同步。当列车在AT0功能下，从报文给定的列车运行时间中减去通过计时器测定的已运行时间，以确定到下一站有效的可用时间。
确定列车运行时间功能的输入来自ATC轨旁功能的轨道电路占用报文，以及通过ATC轨旁和ATP车载功能来自ATR功能的运行时间命令。
确定列车运行时间功能的输出至能源优化轨迹功能的到下一站停车点的有效运行时间。
②能源优化轨迹功能
能源优化轨迹的计算要考虑加速度、坡度制动以及曲线制动。因此，整套系统的轨道曲线信息都储存在AT0存储器中。借助此信息，并使用最大加速度，惰行／巡航功能计算出到下一停车点的速度距离轨迹。
能源优化轨迹功能的输入来自确定列车运行时间功能的至下站可用的列车运行时间、AT0存储器的轨道曲线、ATP功能的ATP静态速度曲线(例如速度限制)。 能源优化轨迹功能的输出至AT0速度控制器的速度距离轨迹。 (4) PTI支持功能
PTI支持功能是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置(通常设在列车进入正线的入口处)传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号，以及列车位置数据(例如当前轨道电路的识别和速度表的读数)，以优化列车运行。
PTI功能是由车载设备和轨旁设备实现的。由ATC车载设备提供的数据，通过AT0功能，传输到PTI的轨旁设备，进而传给ATS。
在将信息传输至轨旁设备之前，ATO／PTI功能收集数据，完成合理检查。编辑信息必需的数据从ATS、ATC轨旁功能、司机MMI功能发送至AT0。 PTI是一个非安全功能。 四、ATO系统的基本要求
1．根据线路条件、道岔状态、前方列车位置等，实现列车速度自动控制。列车在区间停车应尽量接近前方目的地。区间停车后，在允许信号的条件下列车自动启动。车站发车时，列车启动由司机控制。
2．AT0应能提供多种区间运行模式，满足不同行车问隔的运行要求，适应列车运行调整的需要；司机手动驾驶及由ATO系统驾驶之间可在任何时候转换；手动驾驶时由ATP系统负责安全速度监督，自动驾驶时由AT0系统给出对驱动、控制设备的命令，ATP系统仍然负责速度监督。
3．ATO定点停车精度应根据站台计算长度、列车性能和屏蔽门的设置等因素选定。站台定点停车精度宜在±0．25～±0．50 m范围内选择。
4．ATO控制过程应满足舒适度和快捷性的要求。舒适度的要求主要是指牵引、惰行和制动控制以及各种工况之间的转换控制过程的加、减速度的变化率。快捷性主要是指控制过程的时间宜短，以减少对站问运行时分的影响和提高运行质量。
AT0应能控制列车实现车站通过作业。
5．自动记录运行状态、自诊断及故障报警。 五、ATO系统基本工作原理 1．列车自动驾驶 和ATP系统一样，AT0也存储轨道布局和坡度信息，能够优化列车控制命令。ATO中有一套最大安全速度数据，与ATP的最大安全速度数据互相独立。这样，
为了保证乘坐的舒适性，ATO可按照最大速度行驶，不过这一速度要小于ATP的最大安全速度。ATO的最大速度可以任意设置，梯进精度为1 km／h。
ATO利用通过地面ATP设备传来的编码得知前方未被占用的轨道电路数目或者前行列车的位置，知道当前本次列车的位置，列车就可以在到达安全停车点之前，综合考虑安全因素，尽量以全速行驶。
AT0系统的自动驾驶功能是通过AT0车载设备控制列车牵引和制动系统而实现的。为此，ATO需要ATP的数据：从ATP轨旁单元接收到的全部ATP运行命令、测速单元提供的当前列车位置和实际速度信息、位置识别和定位系统的信息、列车长度、ATS通过向ATP轨旁单元发送的出站命令和到下一站的计划时间。 如果AT0自检测成功完成，且ATP设备释放了自动驾驶，信号显示“AT0启动”，可以实施ATO驾驶。
由AT0系统执行的自动驾驶过程是一个闭环反馈控制过程，其基本关系框图如图5—27所示。测速单元通过ATP向ATO发送列车的实际位置信息。反馈环路的基准输入是从ATP数据和运营控制数据中得出的。AT0向牵引和制动控制设备提供数据输出。
ATO模式在以下条件下被激活：ATP在SM模式中； 已过了车站停车时间； 联锁系统排列了进路；车门关闭； 驾驶手柄处于零位。
于是，司机通过按压启动按钮开始ATO模式，列车加速达到计算的速度曲线。假如其中一项条件不能满足，启动无效，ATP关闭AT0至牵引的控制信号。 在达到计算速度时，系统根据这个速度曲线控制列车的运行。当接近制动启动点时，AT0设备将自动控制常用制动使列车运行跟随制动曲线。 2．车站程序停车
线路上的车站都有预先确定的停站时问间隔。控制中心ATs监督列车时刻表，计算需要的停站时间以保证列车正点到达下一个车站。由集中站ATs通过AT0环线传送给AT0车载设备。控制中心能通过集中站ATS缩短或延长车站停站时间。如果控制中心离线，集中站ATS预置一个缺省的停站时间，该时间是可编程的。在控制中心要求下，列车可跳过某车站。这一跳停命令由控制中心通过集中站ATS传给列车。
当停车特征启动后，AT0基于列车速度、预先确定的制动率和距停止点的距离计算制动特征。AT0将通过根据要求改变牵引和制动需求来遵循此特征。制动率调整值通过ATO环线轨旁AT0取得。此调整是动态的，是根据异常线路情况作
出的，并且可以从0CC或SCR(车站控制室)中进行选择。 一旦列车停车，AT0会保持制动，以避免列车运动。
ATO可以与站台屏障门(PSD)的控制系统全面接口，保证列车的精确和可靠地到站停车。 4．车门控制
AT0只有在自动模式下才执行车门开启。在手动模式，由司机进行车门操作(ATP仍会提供一种安全的车门使能功能)。 当列车驶抵定位停车点，列车的定位天线(它接至车辆定位发送器和接收器)位于站台定位环线上方，环线置于线路中央，它连向站台定位发送器和接收器；只有当列车停于定位停车的允许精度范围内，车辆定位接收器收到站台定位发送器送来的列车停站信号，AT0系统确认列车已到达确定的定位区域，这时AT0系统发出“列车停站”信号给ATP系统，以保证列车制动；ATP系统检测到零速度，通过列车定位发送器发送ATP列车停车信号给地面站台定位接收器，站台接收器检测到此信号，将其译码，使地面“列车停站”继电器工作；此时车站轨道电路ATP发送器发送允许打开左车门(或右门)的调制频率信号；车辆收到允许打开车门信号，使相应的门控继电器工作，并提供相应的广播和允许开门的信号显示，这时司机按压与此信号显示相一致的门控按钮，才可以打开规定的车门。 有了车门打开信号以后，使车辆定位发送器改发打开屏蔽门信号，当站台定位接收器收到此信号，使打开屏蔽门继电器吸起，以使与列车车门相对的屏蔽门打开(包括屏蔽门的数量及位置)。 列车停站时间结束(或人工终止)，地面停站控制单元启动车站ATP模块，轨道电路停发开门信号，车辆收不到开门信号，使门控继电器落下。司机按压关门按钮，关闭车门；与此同时，车辆停发打开屏蔽门信号，车站打开屏蔽门继电器落下；车站在检查了屏蔽门已关闭及锁闭好以后，才允许ATP系统向轨道电路发送运行速度命令信息，车辆收到速度命令同时，检查了车门已关闭和锁闭、AT0发车表示灯点亮，列车可按车载ATP收到的速度命令进行出发控制。
如果车门控制系统遇到在发出车门关闭请求后车门关闭被阻止的妨碍时，车门将会循环关闭。如果车辆在“x”秒后还探测不到车门的关闭，告知车辆报告系统(VAS)，同时产生一条关于关闭车门被阻止的报告。然后，车门在“y”秒的延迟后被请求关闭。在“z”秒后，如果车门还是被检出没关，车门将会打开，一条关门受阻的报警就送到轨旁设备。“x”、“y”、“z”的时间从l s到15 s可改变。
5．轨旁／列车数据交换
列车与轨旁的通信是非安全的。任何情况下控制中心需要与列车通信时，轨旁设备都作为数据交换的接口。
列车发到轨旁的数据：分配列车号；目的地；车门状态；车轮磨损表示(从ATP到控制中心)；在接近车站时制动所产生的过量车轮滑动；紧急情况或异常情况(比如不正确的开门)。
轨旁发到列车的数据：车辆车门开启命令；列车号的确认；列车长度；性能修改数据；出发测试指令；车门循环测试；主时钟参考信号；跳停指令；搁置命令；申请车载系统和报警状态。
6．性能等级 ．
性能等级是列车标识的一部分，可以被中央ATC修改。列车从轨旁接收到由中央ATC所确定的性能等级。性能等级由速度限制、命令的加速、预定的减速构
成。为了减少数据的传输量，一张六个性能等级的表存放在列车上。为了修改当前性能等级，中央ATC发送单数字命令。 7．滑行模式
滑行模式是一种额外的性能等级，其要求是级别l到5处于有效状态，并且当申请滑行时，目标速度大于40 km／h。滑行模式会使列车在上电的间隙进行滑行，并且允许列车的实际速度在重新上电之前下降l 1 km／h。
六、ATO与ATP的关系
在“距离码ATP系统”的基础上安装了AT0系统，列车就可采用手动方式或自动方式进行驾驶。在选择自动驾驶方式时，AT0系统代替司机操纵，诸如列车启动加速、匀速惰行、制动等基本驾驶功能均能自动进行。然而，不论是由司机手动驾驶还是由ATO系统自动驾驶，ATP系统始终是执行其速度监督和超速防护功能。可以这样认为：
手动驾驶=司机人工驾驶+ATP系统 自动驾驶=ATO系统自动驾驶+ATP系统
图5—28表示了三种制动曲线。曲线①表示列车的紧急制动曲线，由ATP系统计算及监督。列车速度一旦触及该制动曲线，立即启动紧急制动，以保证列车停在停车点。曲线①对应于列车的最大减速度，一旦启用紧急制动，列车务必停稳后经过若干时间才能重新启动。
因此，这是一种非正常运行状态，应该尽量避免发生。曲线②表示由ATP系统计算的制动曲线，在驾驶室内显示出最大允许速度，它略低于紧急制动曲线(之间的差值通常为3～5 km／h)。当列车速度达到该曲线值时，应给出告警，但不启用紧急制动。显然，曲线②对应的列车减速度小于曲线①的减速度，一般取与最大常用制动对应的减速度。曲线③则是由AT0系统动态计算的制动曲线，也即正常运行情况下的停车制动曲线。通常将与此曲线对应的减速度设计为可以达到平稳地减速和停车的目的。
从这三条停车制动曲线可以明显地看出：ATP系统主要负责“超速防 护”，起保证安全的作用；AT0系统主要负责正常情况下列车高质量地运行。 因此，ATP是ATO的基础，AT0不能脱离ATP单独工作，必须从ATP系统获得基础信息。而且，只有在ATP的基础上才能实现AT0，列车安全运行才
有保证。AT0是ATP的发展和技术延伸，AT0在ATP的基础上实现自动驾驶，而不仅仅停留在超速防护的水准上。