点式控制级别

任务2　点式ATP控制级别

【场景设计】

在多媒体教室展示城市轨道交通车站、车载设备的视频资料或图片（有条件的可在城轨正线车站信号设备控制室现场教学或模拟仿真实训室现场教学和实践）。

【知识准备】

一、点式ATP控制模式概述

点式ATP单向通信控制级别主要作为CBTC连续式通信控制级别的后备模式，或在部分对于列车行车间隔有较低要求、允许使用固定闭塞原理的线路使用。

点式ATP—降级的系统操作和性能。点式ATP移动授权来自信号机的显示，并通过动态信标由轨旁点式传送到列车。点式ATP提供双方向的车载超速防护（根据预先设定的最大限速）、信号灯冒进防护和240 s的运行间隔。点式ATP要求车载ATP设备（包括所有的传感器）都在工作，并且轨旁联锁控制系统（MicroLok Ⅱ）、计轴设备和信标（包括动态和静态信标）也工作，区域控制器，DCS（骨干网除外）和OCC不需要工作，点式ATP提供单一的操作模式。

CBTC控制级转换到点式ATP：一旦某列CBTC列车失去与轨旁区域控制器（ZC）的无线通信达5 s（厂商不同时间不同），车载控制器（CC）发出紧急制动命令使列车停车。此时，联锁系统根据计轴设备占用情况确定本列车的位置。系统根据前行列车的位置，自动确定本列车前方各信号机的显示。当通信故障时，司机转换驾车模式到iATP模式，由司机根据轨旁信号显示行车。在iATP模式，系统提供点式ATP防护。

二、点式ATP系统设备配置及功能

如果CBTC列车和区域控制器（ZC）的通信中断，列车则以图8.9所示的设备实现点式ATP降级模式运行，包括地面信号机、转辙机、计轴设备、联锁控制器（MicroLok Ⅱ）、查询应答器、车载ATP子系统。

图8.9　点式ATP系统配置示意图

轨旁出站信号机设置在每个车站正常运行方向站台区段的末端。

动态信标与出站信号机相关联（每架出站信号机处设置一个动态信标），动态信标向车载控制器提供出站信号机的显示状态。

计轴设备负责对列车占用的检测。

车载ATP设备如图8.10所示。

图8.10　车载ATP设备图

车载控制器采用速度传感器（Tac），加速度计（Acc）、线路数据库和信标查询器天线，确定列车运行速度及在线路上的位置。

车载信标查询器天线可与地面动态信标（动态信标与信号机相连，用来传输通过或禁止信息）和静态信标（静态信标用来辅助列车定位、精确停车、版本检验）通信。

列车司机显示器（TOD）上可显示速度曲线信息。

在点式ATP模式下，司机以地面信号作为主体信号人工驾驶列车，系统提供的功能包括：

①联锁；

②自动站间闭塞；

③点式列车超速防护功能；

④防止列车冒进禁止信号。

三、降级运营模式下的点式ATP工作原理

点式ATP降级运营模式是利用车载ATP设备和地面信标实现点式ATP控制功能的，列车由司机人工驾驶，系统提供速度监控，以站间闭塞方式运行。确保列车安全地停在信号机前方并防止列车冒进信号。

图8.11　通信故障的CBTC列车在轨旁动态信标下驾驶运行

如图8.11所示，在车站S1与S2站间计轴区段无车占用的情况下，联锁控制器（Microlok）根据进路排列情况，计轴系统报告的区间占用状态（站间计轴区段空闲）进行安全的联锁逻辑运算后允许车站（图8.11中的S2站）的出站信号机显示允许信号绿灯。此时，动态信标会被与之关联的出站信号机允许信号激活（动态信标只有在与之关联的出站信号机允许信号时才被激活）。当列车（FT）的信标读取天线越过轨旁动态信标时，轨旁动态信标会把出站信号机绿显示信息传送给车载控制器。

车载控制器依据速度传感器、加速度计确定列车速度和走行距离；依据地面动态、静态信标和车载线路数据库确定列车在线路上的位置；依据读取的动态信标信息并结合车载线路数据库确定列车距前方目标点的距离及限速，生成ATP速度—距离曲线（S2站列车生成一个如图8.11所示终点到S1站出站信号机的速度—距离曲线），并将相关信息显示给司机；通过监控列车的实际运行速度，实现超速防护并防止列车冒进红灯。

线路数据库中储存着所有信号机的位置信息。无论信号机是何显示，每架出站信号机都有一个由ATP设备强制执行的停车速度曲线。同时，根据速度距离曲线实现超速防护。

如果出站信号机没有开放，而司机错误地开始发车，车载计算机通过信标天线检测到该信号机的禁止信息，则立即实施紧急制动，从而防止列车冒进红灯信号。

通常情况下，目标为前方车站停车点，即前方车站出发信号机前方。一旦列车超速，向司机提示、报警。如果司机在规定时间内或规定速度范围内未采取有效措施，系统将自动实施紧急制动以保证列车运行安全。

车载ATP系统提供倒溜防护，如果列车倒溜超过1 m，则采取紧急制动并向司机提供相应显示。可显示给司机的信息包括：列车实际速度、线路允许速度、目标速度、距目标点的距离、驾驶模式、应用紧急制动等。

点式ATP车-地通信为单向通信。可通过中央ATS自动、手动功能实现进路的开放与取消，也可通过车站ATS-LCW控制进路。因单向通信信道的影响，在此模式下不具备列车自动驾驶、列车运行自动调整、屏蔽门与车门联动等功能，追踪间隔240 s，行车效率较低。

【任务实施】

1.布置任务（认知城市轨道交通点式ATP控制模式的设备组成，能说出降级运营模式点式ATP的工作原理），明确目标；发放相关学习资料和引导文。

2.学生分组（6～8人一组），按照任务分工设定学习目标，制订小组学习计划。

3.小组通过查阅城市轨道交通点式ATP控制模式的有关资料，结合教材及教学PPT等资源，根据引导文规定的内容进行学习、讨论，认知城市轨道交通点式ATP控制模式的设备组成及功能，说出降级运营模式点式ATP的工作原理。

4.完成学习之后，小组内进行学习交流（注意记录交流合作的过程与收获）。小组选派代表，交流汇报任务的完成情况。

5.小组间互评，教师进行评价。

6.完成规定的自评、互评表等文件并汇总上交。

【思考题】

1.城市轨道交通降价模式点式ATP控制级别的定义是什么？

2.城市轨道交通降价模式点式ATP系统的设备配置及功能是什么？

3.简述城市轨道交通降价模式点式ATP控制级别的工作原理。