城轨列车运行自动控制系统第2次作业

一、判断题(判断正误，共10道小题)1.ATS在ATP和ATO系统的支持下，根据运行时刻表完成对全线列车运行的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线（车辆段、停车场、试车线除外）列车进路，并向行车调度员和外部系统提供信息。（）正确答案：说法正确解答参考：2.ATS工作方式为分散管理，集中控制。（）正确答案：说法错误解答参考：3.列车发车计时器（TDT）是ATS车次识别及车辆管理的辅助设备，其由地面查询环路和车载查询器组成。（）正确答案：说法错误解答参考：4.列车识别系统（PTI）设于各站，为列车运行提供车站发车时机、列车到站晚点情况的时间指示，提示列车按计划时刻表运行。（）正确答案：说法错误解答参考：5.运行图工作站用于运行计划的编制和修改，通过人机对话可以实现对运行时刻表的编辑、修改及管理。（）正确答案：说法正确解答参考：6.调度员不能通过人工命令调整列车停站时间来调整列车运行。（）正确答案：说法错误解答参考：7.旅客信息显示是用来通知侯车乘客下一列车的目的地和到达时间。（）正确答案：说法正确解答参考：8.基于车-地双向通信的列车运行控制系统被称为基于通信的列车控制CBTC系统，是目前全球轨道交通界公认的最先进的列车控制技术。（）正确答案：说法正确解答参考：9.根据应用设计，CBTC系统在紧急情况时能够进行紧急刹车，但不能在条件不满足时制止紧急刹车程序的施行。（）正确答案：说法错误解答参考：10.CBTC系统应具有良好的记录功能，即不仅在车载设备上，而且还应在地面设备有记录。（）正确答案：说法正确解答参考：--------------------------------------------------------------------------------（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)二、主观题(共10道小题)11.简述ATP系统具有的主要功能。参考答案：答：ATP车载设备能连续检测列车的位置、监督速度限制、防护点和根据列车在站台区域的精确停车控制列车车门和站台安全门。联锁是底层的基本防护系统。ATP轨旁设备连续监视和检查联锁条件，比如道岔的监督、紧急停车按钮监督、侧面防护和其他进路的情况。这些信息是轨旁设备计算移动授权的基础。（1）速度监督与超速防护轨旁设备从联锁和轨道空闲检测系统获得驾驶指令，整理为相应格式的数据后传输至ATP车载设备。驾驶指令通常包括目标速度、目标距离、最大允许线路速度和线路坡度等。ATP车载设备通过此数据计算当前位置的列车允许速度。最终将列车运行所需的数据由驾驶室显示器指示给司机。实际的列车速度和驶过的距离由测速装置连续进行测量。ATP车载设备将列车实际速度与列车允许速度进行比较。当列车速度超过列车允许速度时，ATP的车载设备就会发出制动命令，发出报警后控制列车进行常用全制动或实施紧急制动，使列车自动地制动。（2）测速与测距列车运行速度的测量是速度控制的依据。速度值的准确和精度直接影响列车控制的效果。在目标距离模式中，列车位置对于安全性至关重要。如果列车无法掌握它在线路中的准确位置，那么它就无法保证在障碍物或限制区范围内减速或停下。ATP车载设备通过连续测量列车行驶的距离，可以随时査找列车的精确位置。（3）车门与站台安全门的控制在通常的情况下，在车辆没有停稳在站台或是车辆段转换轨上时，ATP不允许车门开启。当列车在车站的预定停车区域内停稳且停车点的误差在允许范围以内时，地面定位天线会收到车载定位天线发送的停稳信号，列车从ATP轨旁设备收到车门开启命令，ATP才会允许车门操作，车载对位天线和地面对位天线才能很好地感应耦合并进行车门开关操作。有了车门开启命令后，使ATP轨旁设备发送打开站台安全门，当站台定位接收器收到此信号，便打开与列车车门相对的站台安全门。列车停站时间结束（或人工终止），地面停站控制单元启动ATP轨旁设备，停发开门信号，由司机关闭车门，同时站台安全门关闭。车门的左右侧选择通过轨旁ATP系统取得，由车门开启命令来执行。ATP不断监视车门安全关闭且锁闭，以确保车门没有被异常打开。轨旁设备还将列车停稳、停准的信息送至控制中心作为列车到站的依据。车门关闭后，车载ATP设备才具备安全发车的条件。车站在检查了站台安全门已关闭且锁闭以后，才允许向列车发送运行速度命令的信息，列车收到速度命令，同时检查了车门已关闭后，按车载设备收到的速度命令出发。（4）列车检测采用轨道电路或计轴器等轨旁设备作为列车检测设备。通过发送不同的信息检测区段是否有车占用，通常检测的数据送入联锁设备中。（5）停车点防护停车点有时就是危险点，危险点在任何情况下都是不能越过的，因为这会导致危险情况发生。如站内有车时，停车点为车站的起点，在停车点前方通常需设置一段防护段，系统通过计算得出的紧急制动曲线即以该防护区段入口点为基础，保证列车不超越入口点。有时也可在入口点出设置一个列车滑行速度值（5km/h），一旦需要，列车可选择在此基础上加速，或者停在危险点前方。（6）司机人机接口（MMI）功能MMI提供信号系统与司机的接口，借助于MMI，司机可以按照ATP系统的指示运行。MMI向司机显示实际速度、最大允许速度，以及ATP设备的运行状态。另外显示列车运行时产生的重要故障信息，在某些情况下伴有音响警报（例如超过了最大允许速度）。显示信息的类型和范围取决于设备的操作规程和ATP设备的配置。司机人机接口功能包括司机显示功能、音响报警功能和司机外部接口。（7）折返/改换驾驶室功能在列车进行折返的情况下，要求司机改换驾驶室。ATP车载设备必须考虑到使用不同的驾驶操作台，保存有关相对轨旁位置、列车前部和后部的信息。改换驾驶室会引起列车前部和后部的互换，ATP车载设备必须相应地调整位置信息。12.城市轨道交通中对列车自动防护系统ATP有哪些具体的基本技术要求？参考答案：答:①ATP的功能应由列车自动防护的轨旁设备、车载设备和控制区域内的联锁设备共同完成；联锁设备属于安全系统并纳入ATP系统为典型的系统分类方式。但在系统阐述时，通常联锁系统不列入ATP范畴中。②城市轨道交通必须配置ATP系统，ATP系统内部设备之间的信息传输通道必须符合故障-安全原则。③闭塞分区的划分或列车运行安全间隔，应通过列车运行模拟确定，并经列车实际运行校验。为保证行车安全，在安全防护地点运行方向的后方应设安全防护距离或防护区段，安全防护距离应通过计算确定。安全防护距离涉及信号系统控制方式及其技术指标、列车速度、车辆性能和线路状态等多种因素，主要决定于一定的速度条件下，设定的紧急制动距离和有保证的紧急制动距离之差。在列车跟踪运行的情况下，安全防护距离应增加列车后部车轴可能未被检出的附加距离。④城市轨道交通的ATP系统应最好采用连续式控制方式。连续式控制方式主要是指安全输入连续采集的信息，并实现连续的控制。宜采用速度一距离制动模式。列车位置检查可采用轨道电路、轨间电缆、计轴器、查询应答器等方式实现。城市轨道交通宜采用计算机联锁设备，也可以采用继电器联锁设备。13.ATP系统对车载设备、地面设备分别有哪些具体要求？参考答案：答:ATP车载设备的技术要求:ATP车载设备在满足ATP系统基本要求外，还应符合下列规定:①ATP系统要求列车停车为最高的安全准则。地-车连续通信中断、列车完整性电路断路、列车超速、列车的非预期移动、车载设备重要故障等均应导致列车安全性制动。②ATP执行强制停车时，应切断列车牵引；ATP执行的强制停车，包括常用制动或紧急制动等不同方式，但最终控制模式应为紧急制动。考虑到行车的安全，要求停车过程不得中途缓解，并应在列车停车后，司机履行一定的操作手续，列车方能缓解。③车载信号设备与车辆接口电路的布线应与其主回路等环节的高压布线分开铺设并实施防护；与车辆电器的接口应有隔离措施。④ATP车载设备的车内信号应是行车的主体信号。车内信号至少包括列车实际运行速度、列车运行前方的目标速度；在两端司机室内均应装设速度显示、报警装置和必要的切换装置。ATP地面设备的技术要求:ATP地面设备在满足系统基本要求外，还应符合下列规定：①ATP地面设备宜采用报文式无绝缘轨道电路或适用于其他准移动闭塞、移动闭塞ATC系统的地面设备（如计轴器、査询应答器等),也可采用模拟式移频轨道电路；②ATP地面设备向ATP车载设备传送速度指令或线路状态、目标速度、目标距离等信息，应满足ATP车载设备控制方式和控制精度的需要。14.列车自动控制系统（ATC）的基本功能是什么？参考答案：答：ATC系统包括五个原理功能：ATS功能、联锁功能、列车检测功能、ATC功能和PTI(列车识别）功能。①ATS功能：可自动或人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。②锁功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安全准则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制，将进路、轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATC功能。③车检测功能：一般由轨道电路或相应的计轴等装置完成。④ATC功能：在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实现对列车运行的控制。ATC功能有三个子功能：ATP/ATO轨旁功能、ATP/ATO传输功能和ATP/ATO车载功能。ATP/ATO轨旁功能负责列车间隔和报文生成；ATP/ATO传输功能负责发送感应信号，它包栝报文和ATC车载设备所需的其他数据；ATP/ATO车载功能负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和列车司机提供接口。⑤PTI功能：通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，优化列车运行。15.城市轨道交通ATC，按闭塞制式可以分为哪三种？按照通信方式可以分为哪两种？分别做出简单的解释。参考答案：答：市轨道交通ATC，按闭塞制式可以分为固定闭塞式ATC、准移动闭塞式ATC和移动闭塞式ATC；按照通信方式可以分为点式ATC和连续式ATC。固定闭塞将线路划分为固定的闭塞分区，前后车的位置都是用固定的地面设备来检测；闭塞分区用轨道电路或计轴装置来划分。由于列车定位是以固定区段为单位的（系统只知道列车在哪一个区段中，而不知道在区段中的具体位置），所以固定闭塞的速度控制模式是分级的，需要向被控列车传送的信息只有速度码。准移动闭塞对前后列车的定位方式是不同的，前行列车的定位仍然沿用固定闭塞方式，而后续列车的定位则采用移动的或称为连续的方式，即后续列车可以定位更加精准。为了提高后续列车的定位精度，目前各系统均在地面每隔一段距离设置1个定位标志（即轨道电路的分界点、信标或计轴器等），列车通过时提供绝对位置信息。在相邻定位标志之间，列车的相对位置由安装在列车上的轮轴测速装置连续测得。由于准移动闭塞采用了固定和移动两种定位方式，所以其速度控制模式既有连续的特点，又有阶梯的性质。移动闭塞的特点就是前后两车均采用移动式的定位方式，即前后两辆列车均可精确定位，列车之间的安全追踪间距随着列车的运行而不断移动且变化。点式ATC系统因其主要功能是防护列车超速，所以又称为点式ATP系统。它用点式设备传递信息，用车载计算机进行信息处理。该系统的优点是设备简单，安装灵活，维护方便，可靠性高，价格明显低于连续式ATC系统。缺点是自动化程度不高，不利于列车的平稳驾驶，行车间隔较大，难以胜任列车密度大的情况，如后续列车驶过地面应答器时，因前方区段有车占用，所以需要对其进行速度控制，但是前方列车驶离之后，后续列车得不到新的信息仍需要执行限速控制，直到前方列车抵达下一个地面应答器，这种限速才能解除，因而会造成行车间隔增大。连续式ATC系统由于数据传输、实时计算以及列车车速监控都是连续的，所以速度监控是实时、无级的，可以有效地实现平稳驾驶与节能运行。16.在城市轨道交通的规划建设阶段，选用合适的ATC系统主要需要考虑什么原则？通常根据城市的规模和交通需求，怎么配置相应的ATC系统？参考答案：答：在城市轨道交通的规划建设阶段，选用合适的ATC系统主要需要考虑以下原则