中国列车自动控制系统技术探讨
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发布时间：2022-05-25 01:23
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时间：2023-11-21 21:15
【关键词】ATC(列车自动控制)，裂缝波导，波导信息网，波导信息网基站
1 概述
实现基于通信的列车自动控制系统，手段有多种。有在沿轨旁铺设电缆环、泄漏电缆、裂缝波导和安装无线扩频电台等力祛。交叉电缆环方法是目前较为成熟的技术，因该方法需要在沿轨道全线铺设交叉电缆环，安装工作量大，维护麻烦，并且和裂缝波导相比，其线性损耗较大。基于电缆环或泄漏电缆等通信手段的ATC(列车自动控制系统)是通过车站和轨旁的设备交换车的位置信息，列车在线路中的位置需要列车通过车载里程仪(借助电缆环的交叉点同步)测量后经车载通信天线发送给轨道上的电缆环，通过轨旁设备处理后送到车站控制设备，车站控制设备再将这—信息转发给后续列车，后续列车知道了前行列车的位置，可根据事先定义的安全行车原则，保持剐、的行车间距，实现移动闭塞。无线扩频电台方法，目前仅有少量成功应用的例子，虽然该系统兼具设备量少、成本低、安装方便、易于维护等优点，但是在地铁隧道中(特别是拐弯处)需安装信号中继设备，而且其发射功率不能太大。而采用以无线扩频电台和裂缝波导为通信媒介，裂缝波导作为无线电台的天线使用的方法，彻底解决了无线电台在地铁隧道中信号传输的问题，是一个安全、可靠、先进的信号系统，最适合在地铁环境中使用。本文重点介绍基于裂缝波导通信的列车自动控制系统的构成、原理及功能。
2 系统构成及原理
基于裂缝波导通信的列车自动控制系统，是采用在沿轨道铺设裂缝波导(缝隙天线)的方式，以波导信息网络、无线扩频电台为基础，采用TDMA(Time Division Multiple Access)多址通信方式，通过有线和无线网络的集合，实现列车与轨旁设备的双向连续通信及列车定位功能，最终实现移动闭塞信号控制系统。
2．1 波导信息网络
波导信息网络用于确保列车和本地ATS(Automatic Train Supervision)——列车自动监控系统、控制中心之间的车地双向连续传输信息。波导信息网络是由多个波导信息网通信单元和车载的波导信息网移动站组成，图1为波导信息网络结构图。
波导信息网基站是由车站计算机、无线扩频电台、数据采集卡、无源滤波器、窄缝检测发射器、耦合器等组成。波导信息网移动站是由车载计算机、车载无线电台、数据采集卡、窄缝探测接收器等组成。信号传输是通过ATS中心控制室、车站计算机、车载计算机、车载电台和列车上的定向天线发射和接收信号，轨旁单元通过同轴电缆与裂缝波导连接，以裂缝波导为载体双向传输列车实时信息。
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时间：2023-11-21 21:15
关键词: 地铁,列车自动控制系统,列车自动运行系统,国产化
对于城市轨道交通系统高效率、高密度的要求来说,列车自动控制系统（ATC）是必不可少的。其中一个重要的子系统列车自动运行（驾驶）系统（ATO）能模拟有经验的司机完成驾驶列车的任务。ATO子系统利用地面信息实现对列车牵引、制动的控制,使列车经常处于最佳运行状态,提高乘客的舒适度,提高列车准点率,节能能源。
许多国家都在研究ATO系统,且取得了一定的成绩。我国在此项技术上尚属空白。本文将对比分析三套ATO系统技术特点。
1 ATC与ATO简介
ATC是一套以安全和效率为目的、调节列车运行间隔的自动控制设备,通过车载设备、地面设备、车站和控制中心组成的控制系统完成列车运行控制。ATC系统包括三个子系统:列车自动监控系统（ATS）,列车自动保护系统（ATP）和列车自动运行系统（ATO）。
ATS子系统实现监督、引导列车按预定的时刻表运行,保证地铁运行系统的稳定性。它通过转换道岔建立发车进路,并向列车提供由控制中心传来的监督命令。
ATP子系统具有超速防护、零速度检测和车门*等功能。ATP提供速度*信息以保持列车间的安全间隔,使列车在符合*速度的标准下运行。在打开车门前,ATP先检查各种允许打开车门的条件,检查通过后,才允许打开车门。
ATO子系统能自动调整车速,并能进行站内定点停车,使列车平稳地停在车站的正确位置。
ATO从ATS处得到列车运行任务命令。其信息是通过轨道电路或轨旁通信器传送到列车上的。信息经过处理后传给ATO,并显示相关信息。ATO获得有用信息后,结合线路情况开始计算运行速度,得出控制量,并执行控制命令,同时显示有关信息。到站后,开门条件允许后,ATO打开车门。停站期间,列车通过车-地通信系统把列车信息传送给地面通信器,然后传到ATS。ATS根据列车信息,把运行信息传给车载ATO。ATO的工作原理图如图1。
