ATP系统基本原理解析

（一）列车检测

ATP系统采用轨道电路等作为列车检测设备。当轨道电路区段空闲时，发送轨道电路检测电码，此时轨道电路的功能是检测是否空闲，将检测结果送往联锁装置。

（二）列车自动限速

ATP轨旁单元从联锁和轨道空闲检测系统获得驾驶指令，形成计划数据后传输至ATP车载设备。驾驶指令主要包括目标坐标（目标速度和目标距离）、最大允许速度和线路坡度。ATP车载设备通过计划数据计算现有位置的列车允许速度。驾驶列车所需的数据经由驾驶室显示器显示给驾驶员。实际的列车速度和驶过的距离由测速装置连续进行测量。

（三）目标速度和目标距离

ATP轨旁设备先向在其控制范围内的列车分配一个“目标距离”，再由轨道电路生成代码，通知列车前方有多少个未占用的区段，然后ATP车载设备调用存储器里的信息，决定任何时刻列车的运行速度和可以运行的最远距离，确保在抵达障碍物或限制区之前安全停车。目标距离原理如图4-1所示。

图4-1　目标距离原理

（四）制动模式

1.分级制动模式

分级制动是以闭塞分区为单元，根据与前行列车的运行距离来调整列车的速度，各闭塞分区采用不同的低频频率调制，指示不同的速度等级，在此基础上确定限速值。分级制动模式又分为阶梯式分级制动模式和曲线式分级制动模式。曲线式分级制动模式的速度曲线如图4-2所示。

图4-2　曲线式分级制动模式的速度曲线

2.一级制动模式

一级制动是按目标距离进行制动的，根据前行列车的距离或与运行前方停车站的距离，由控制中心根据目标距离、列车参数和线路参数计算出列车制动模式曲线，或由VOBC予以计算，按制动模式曲线控制列车的运行。信息传输有数字编码轨道电路传输和无线传输两种方式。无论采用何种方式，传输的信息必须包括线路允许速度、目标速度和目标距离。一级制动方式能合理地控制列车的运行速度，是列车自动控制技术的发展。一级制动模式的速度曲线如图4-3所示。

图4-3　一级制动模式的速度曲线

（五）测速与测距

1.测速(www.xing528.com)

列车运行速度的测量非常重要，列车实际运行速度是ATP系统速度控制的依据。该速度值的准确度和精度直接影响调速的效果。

2.测距

在目标距离模式中，列车的位置对于安全性至关重要。如果无法掌握列车在线路中的准确位置，那么就无法保证列车在抵达障碍物或限制区之前停下或减速。测量停车点的精确距离是列车运行超速防护系统的重要任务。

（六）速度限制

1.固定限速

固定限速是在设计阶段设置的。车载ATP设备和ATO设备都储存着整条线路上的固定限速区信息。

2.临时限速

临时限速在某些条件下（施工现场、临时危险点）可以被降低。临时速度限制区段的范围总是限制在安全范围内。

（七）常用制动和紧急制动

ATP车载设备具有常用制动和紧急制动两级防护控制的能力。在常用制动失效后，可施行紧急制动。常用制动是直接控制列车主管压力使机车制动与缓解，不影响原有列车制动系统的功能。它缩短了制动空走时间，大大减小了制动时的纵向冲击加速度，使列车运行更安全、更舒适。紧急制动是将压缩空气全部排入大气，使副风缸内的压缩空气很快推动活塞，施行制动，使列车很快停下来。

（八）停站

1.车站程序停车

线路上的车站都有预先计划的停站时间间隔和地点。

2.车站定位停车

设置站台屏蔽门时，车门开度和屏蔽门开度要配合良好。要求安装屏蔽门的车站的允许停站误差越小越好。如图4-4所示为地面停车标志器布置示意图。

图4-4　地面停车标志

（九）车门控制

在通常情况下，在车辆没有停稳靠在站台或车辆段转换轨上时，ATP系统不允许车门开启。当列车在车站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发出指令。在接收到车门开启命令后，ATP轨旁设备会发出打开屏蔽门的信号，站台定位接收器收到此信号后，便会打开与列车车门相对的屏蔽门。