列车自动控制系统

摘 要：列车自动控制系统是确保轨道交通列车运行安全及提高运营效率的关键设备.本文简要介绍了列车自动控制系统（ATC）的组成、功能及车地无线通信技术.

关 键 词：列车自动控制系统；车地无线通信；G-R

1ATC整体系统结构

为了安全可靠的指挥行车,轨道交通主要通过先进的计算机控制系统实现速度控制、追踪间隔调整和定位停车等.实现这一功能的系统就是列车运行自动控制系统ATC.它包括三个子系统：列车自动监控系统ATS、列车自动保护系统ATP、列车自动运行系统ATO.三个子系统既相互独立又相互联系.ATC系统的典型结构如图1所示.

在控制中心内,计算机系统、中心数据传输系统、控制台及显示等的控制及表示信息通过数据传输系统与车站及轨旁的信号设备相连接；轨旁设备通过车站数据传输系统与车站ATC系统相连,车站的ATC系统通过ATP子系统发出列车检测命令检查有无列车,并向车上传送ATP限速命令、门控命令及定位停车的位置命令；车上ATC系统根据ATP命令的数据和译码,控制列车的运行和制动,完成定位停车.

2ATC子系统

2.1ATP系统功能

ATP子系统是“故障安全”系统,保证列车运行安全,是ATC系统中关键的一环.作为保证列车运行安全的系统,ATP系统必须符合故障--安全原则.为确保系统的安全可靠,除采用高可靠性、高安全性硬件结构和软件设计外,还应采取必要的软、硬件冗余措施,以确保在故障情况下不中断列车的正常运行.

2.2ATS子系统

ATS子系统负责全线列车运行监控,是计算机辅助调度系统.ATS子系统编辑列车运行图,按照运行图自动指挥列车运行,具有自动确定列车进路,调整列车站停时间等多项功能.它主要采用软件方法实施联网、通讯及指挥行车,在ATP、ATO子系统的支持下完成对全线列车运行的自动管理和监控.

2.3ATO子系统

ATO子系统负责列车的牵引/制动控制、定点停车、车门控制,并与旅客信息系统相联系.在“ATO”模式下,ATO在ATP监控下自动控制列车运行,按规定的站间运行时间运行.

3车地无线通信技术

3.1轨道电路

以分区为单位定位,实现地面向车载设备传输信息.

轨道电路将信息转换为调制信号进行发送；车载设备利用电磁感应原理,通过感应线圈,接收与地面信号一致的感应信号.

3.2应答器

实现列车定位和车地信息传输.

下行链路（车→地传输）的功率载频为27.095MHz±5kHz,用于激活地面应答器；上行链路（地→车传输）的信号中心频率为4.234MHz±200kHz；采用FSK调制方式,调制频偏为282.24kHz（±5%）,调制速率为564.48kb/s（±2.5%）；信号传输是通过无线方式、经由车载天线与地面应答器的空气间隙传输的.

3.3G-R通信网络

通过在铁路沿线设置基站,列车上安装车载设备G-R无线通信单元及天线,用于实现车载设备与地面设备之间连续、双向、大容量信息双向传输；通过G-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给ATC车载设备；通过G-R无线通信系统接受车载设备发送的位置和列车数据等信息.

在我国铁路应用中,G-R占用的频段为930MHz-934MHz（下行）和885MHz-889MHz（上行）.G-R采用单网交织的冗余覆盖方案,只要不是相邻的基站同时故障,就不会影响G-R网络场强覆盖.可以提供最远32km的目标距离、线路允许速度等信息.

4结语

列车自动控制系统是轨道交通系统的神经中枢,为列车安全、有序、高效运行提供了可靠保障.

G-R无线通信网络的应用,将车地信息交互的大容量、可靠性、实时性进一步提升,使得列控系统成为了一个基于无线通信的闭环控制系统,不仅保证了列控在更高速度下的安全,更提高了运行效率.

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