《城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)》課件-項目三

西門子ATO子系統(tǒng)計劃匯報新年計劃述職報告工作匯報通用PPT2021西門子ATO子系統(tǒng)的功能及工作原理一司機操作設(shè)備二車載顯示器的檢修三目錄一西門子ATO子系統(tǒng)的功能及工作原理西門子ATO子系統(tǒng)的功能及工作原理LOGO添加您的公司名稱本項目介紹了西門子ATO設(shè)備的功能及原理，并著重介紹了司機HMI的顯示內(nèi)容及其檢修周期、內(nèi)容、工藝標(biāo)準(zhǔn)。與ATP不同，西門子ATO沒有物理軌旁設(shè)備，只有車載設(shè)備。熟悉西門子ATO的各項功能；熟悉西門子ATO的工作原理；了解西門子ATO與其他設(shè)備的接口。西門子ATO子系統(tǒng)的功能及工作原理LOGO添加您的公司名稱二、開關(guān)車門請在此處輸入您的文本，或者復(fù)制您的文本粘貼到此處一、自動駕駛請在此處輸入您的文本，或者復(fù)制您的文本粘貼到此處四、根據(jù)時刻表產(chǎn)生節(jié)能速度曲線請在此處輸入您的文本，或者復(fù)制您的文本粘貼到此處三、開關(guān)站臺門請在此處輸入您的文本，或者復(fù)制您的文本粘貼到此處六、ATO子系統(tǒng)的原理請在此處輸入您的文本，或者復(fù)制您的文本粘貼到此處五、ATO子系統(tǒng)接口請在此處輸入您的文本，或者復(fù)制您的文本粘貼到此處西門子ATO子系統(tǒng)的功能及工作原理LOGO添加您的公司名稱車載子系統(tǒng)架構(gòu)：ATO設(shè)備是車載OBCU的一部分，僅位于列車上，軌旁不配置ATO設(shè)備。西門子ATO子系統(tǒng)的功能及工作原理LOGO添加您的公司名稱

車載ATO計算機主要包括兩個模塊板卡，如圖紅框所示。其中左側(cè)為輸入輸出板，主要用來處理ATO計算機的輸入輸出信號，右側(cè)為CPU板，用來執(zhí)行ATO相關(guān)計算。每套車載設(shè)備配置一個OBCU_ATO組匣，對于頭尾冗余配置的列車，車頭車尾各有一套。一、自動駕駛LOGO添加您的公司名稱ATO功能負(fù)責(zé)列車牽引和常用制動系統(tǒng)的自動控制，以及產(chǎn)生車門、站臺門的自動開/關(guān)的命令。ATO控制列車自動地從一個車站運行到另一個車站。列車的出發(fā)可以由司機啟動，且在所有的列車車門、站臺門關(guān)閉后列車才會移動。ATP防止在任何一個車門仍打開情況下的列車移動。

在ATO自檢成功以及ATP設(shè)備允許自動操作的前提下可以使用ATO駕駛，運行中進行列車速度調(diào)整，在下一個車站執(zhí)行目標(biāo)制動，直到車門打開，同時，ATP系統(tǒng)保證列車安全。系統(tǒng)支持不同運營模式下的多種速度曲線，以滿足車站運輸?shù)男枰?。列車速度曲線基于節(jié)能和下一站間運行時間。ATO完成在車站的精確定位停車和自動開/關(guān)車門，可單獨處理每一列車在每一個站臺的停車點。二、開關(guān)車門01020304ATP和ATO均涉及該項功能。車門釋放由ATP授權(quán)，接著ATO選擇合適一側(cè)的車門并提供開門命令。打開哪側(cè)車門的信息包含在線路數(shù)據(jù)庫里。車門關(guān)閉由司機實現(xiàn)或者在停站時間結(jié)束自動觸發(fā)。車門開/關(guān)功能的輸入信息是：來自ATP的車門釋放；來自線路數(shù)據(jù)庫的開車門數(shù)據(jù)；人工車門功能模式的車輛接口。車門開/關(guān)功能的輸出信息是：輸出車門開/關(guān)命令到負(fù)責(zé)車門的車輛系統(tǒng)；如果具有連續(xù)式通信，車門開/關(guān)信息會傳送給ATP軌旁設(shè)備用于操作站臺門的開/關(guān)。三、開關(guān)站臺門LOGO添加您的公司名稱1軌旁設(shè)備的主要任務(wù)2站臺門開/關(guān)功能的輸入3站臺門開/關(guān)功能的輸出ATP軌旁設(shè)備和聯(lián)鎖設(shè)備涉及該功能。列車停穩(wěn)后授權(quán)門釋放，ATO車載設(shè)備通過通信通道發(fā)送一個報文去打開站臺門。ATP軌旁通過聯(lián)鎖釋放站臺門，因為與站臺門控制單元的接口是連接到聯(lián)鎖元件控制計算機的。列車在正確位置時允許打開站臺門；列車門關(guān)閉后申請關(guān)閉站臺門；

站臺門未關(guān)閉時防止列車啟動；站臺門未關(guān)閉時防止列車進站。來自ATO車載的站臺門的開/關(guān)命令；來自ATP的站臺門釋放命令；來自線路數(shù)據(jù)庫的打開站臺門的數(shù)據(jù)。輸出站臺門開/關(guān)控制命令到站臺門控制系統(tǒng)。四、根據(jù)時刻表產(chǎn)生節(jié)能速度曲線LOGO添加您的公司名稱列控系統(tǒng)的一個主要目標(biāo)是根據(jù)時刻表并結(jié)合ATS的列車自動調(diào)整功能ATR來控制列車，并確保獲得最大的能源效率，這就是ATO巡航/惰行功能的任務(wù)。該功能只能在連續(xù)式通信的前提下實現(xiàn)。節(jié)能曲線的計算要考慮加速和制動，以及坡度和曲線的影響。因此，ATO需要保存在線路數(shù)據(jù)庫里的線路縱斷面的信息。ATO同時從目的地碼來預(yù)見列車預(yù)期的路徑，目的地碼是列車旅程的唯一標(biāo)識碼。該信息允許ATO確定列車在它的旅程中的位置，并能夠檢測到與預(yù)期路徑的偏離。四、根據(jù)時刻表產(chǎn)生節(jié)能速度曲線LOGO添加您的公司名稱應(yīng)用最大加速度并結(jié)合巡航/惰行，ATO使用上述信息計算到下一個停車點的速度距離曲線。當(dāng)在某速度曲線采用巡航時，對于限速區(qū)段（SRS）和停車點來說，惰行具有優(yōu)先權(quán)。如果該曲線會導(dǎo)致列車抵達下一個停車點的時間提前，那么惰行的啟動點就會前移一段時間，同時，在列車到達下一停車點制動曲線之前增加低速巡航（典型為30km/h）的時間。通過連續(xù)通信通道，ATS向ATO發(fā)送至下一站站間運行時間和車站停車時間等信息。在未規(guī)定旅行時間的情況下，就不能從ATS功能里得到抵達下站運行時間的信息，此時采用線路數(shù)據(jù)庫里各站間旅行時間的缺省值。四、根據(jù)時刻表產(chǎn)生節(jié)能速度曲線LOGO添加您的公司名稱1.節(jié)能曲線功能的輸入信息：（1）至下站停車為止的可用的列車運行時間和停站時間，它來自ATS；（2）來自線路數(shù)據(jù)庫的線路縱斷面數(shù)據(jù)；（3）來自ATP功能的ATP靜態(tài)速度曲線。2.節(jié)能曲線功能的輸出信息：至ATO速度控制器的速度距離曲線五、ATO子系統(tǒng)的接口LOGO添加您的公司名稱OBCU_ATO和OBCU_ITF的接口：五、ATO子系統(tǒng)的接口LOGO添加您的公司名稱OBCU_ATO和列車主控器之間的接口OBCU_ATO與駕駛室之間的接口OBCU_ATO和TMS之間的接口OBCU_ATO和HMI之間的內(nèi)部接口OBCU_ATO和列車主控器之間的接口包括到制動、牽引系統(tǒng)的連接以及到列車車門的數(shù)字I/O連接。OBCU_ATO和駕駛室之間的接口包括若干個用于操作的轉(zhuǎn)換器和按鈕。OBCU_ATO和TMS之間的接口通過OBCU_ITF實現(xiàn)，TMS和PIS之間有接口。車載子系統(tǒng)向PIS/TMS發(fā)送乘客信息并接收來自PIS/TMS的數(shù)據(jù)。OBCU_ATO和HMI之間的接口通過OBCU_ITF來實現(xiàn)。HMI是車載子系統(tǒng)和司機之間的雙向交流設(shè)備。顯示器向司機指示車載子系統(tǒng)的處理信息，以便向司機提供建議或給予通知（例如當(dāng)前速度、允許速度等）。司機可以獲得車載子系統(tǒng)的狀態(tài)信息以及與列車任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)。六、ATO子系統(tǒng)的原理LOGO添加您的公司名稱1.ATO軌旁ATO沒有其本身的物理設(shè)備，其功能由ATS，ATP和聯(lián)鎖共同完成（如，控制站臺門）。在連續(xù)式通信情況下，ATO工作方式如下：（1）通信接口取決于采用的通信方式（比如無線）；（2）通過連續(xù)式通信通道接收列車數(shù)據(jù)（比如駕駛模式、車次號、目的地號或者司機號），并且將這些信息提交ATS；（3）通過連續(xù)式通信通道，在司機和ATS之間傳送文本消息；（4）打開和關(guān)閉站臺門；（5）為非安全信號提供標(biāo)準(zhǔn)接口/接點。六、ATO子系統(tǒng)的原理LOGO添加您的公司名稱ATO車載ATO車載設(shè)備通過對列車牽引和制動系統(tǒng)的控制，來負(fù)責(zé)列車在車站間的自動駕駛。在列車離開車站之前，ATO車載設(shè)備關(guān)閉車門。正常情況下，前面的ATO和ATP控制和監(jiān)督列車駕駛，后面的ATP/ATO作為備用。在駕駛室切換期間，后面ATP/ATO接管控制而前面的ATP/ATO成為備用。在這種冗余模式下，兩頭的ATO都收到來自兩個駕駛室的諸如按鈕、開關(guān)和接點的輸入。在沒有故障時，后面的ATO跟隨前面ATO的輸出。如果前面ATO故障時，后面ATO將控制列車的移動。為了實現(xiàn)ATO的熱備冗余，兩個ATO的輸出都連接到車輛。圖34表示了車載設(shè)備的配置。主要部件有：（1）OBCU_ATP：安全型ATP車載單元；（2）OBCU_ATO：非安全型ATO車載單元；（3）OBCU_ITF：非安全型接口單元；（4）HMI：司機顯示器；（5）列車控制：與車輛接口（如，門控制、牽引和制動）；（6）PIS:旅客信息系統(tǒng)，通過串行連接。六、ATO子系統(tǒng)的原理LOGO添加您的公司名稱3.車站停車精度控制機制車站停車點由ATO根據(jù)線路數(shù)據(jù)庫進行控制，精確停車依靠車站區(qū)域安裝的應(yīng)答器實現(xiàn)。根據(jù)ATO系統(tǒng)的特點，為了實現(xiàn)精確停車，精確停車應(yīng)答器需要在軌道上指定的窗口內(nèi)安裝，每個窗口的范圍及所需窗口的數(shù)量由系統(tǒng)的要求來確定。典型的站臺精確停車應(yīng)答器配置如圖35所示，軌道上橙色的小方點代表列車停穩(wěn)后車載應(yīng)答器天線的位置，1/2/3/4表示應(yīng)答器安裝窗口，需要將4個應(yīng)答器精確的安裝到這四個窗口內(nèi)。具體的站臺應(yīng)答器布置規(guī)則如表31所示。.距離數(shù)值應(yīng)答器4安裝窗口-應(yīng)答器3安裝窗口12-20m應(yīng)答器3安裝窗口-應(yīng)答器2安裝窗口40-50m應(yīng)答器2安裝窗口-應(yīng)答器1安裝窗口20-30m二司機操作設(shè)備工作任務(wù)LOGO添加您的公司名稱1掌握司機HMI屏幕各區(qū)域的顯示內(nèi)容；2能說出司機HMI上各顯示符號代表的意思。DMI司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱系統(tǒng)向司機提供了一個高分辨率的彩色圖形LCD顯示屏，其專用的觸摸屏（HMI）可以保證顯示的按鈕和司機操作之間匹配正確。HMI的目的是向司機提供駕駛列車所必需的所有信息。它是車載ATP/ATO系統(tǒng)和司機之間的接口。HMI包括向司機顯示信息的顯示區(qū)以及接收來自司機的輸入和指令的數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)。HMI向司機指示以下主要信息：列車當(dāng)前速度、列車允許速度、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、列車控制級別、運行模式、緊急制動、門狀態(tài)。其它信息也會顯示給司機，如報警信號（聽覺的和視覺的）、文字消息或者時間信息等。圖

3?6給出了HMI具有的一些可提供的顯示。圖

3?7是HMI顯示的一個示例。司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱1.A目標(biāo)信息1）A1制動具體描述說明基于距下一速度限制的預(yù)計時間和距離，該信息警告司機可能會發(fā)生的意外情況。如果沒有信息或列車在AM模式下，將顯示空白背景。屏幕中的位置A1示例請求制動

施加緊急制動

司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱1.A目標(biāo)信息1）A2目標(biāo)具體描述說明該信息顯示距下一限制點的目標(biāo)距離和目標(biāo)速度。在特定的目標(biāo)距離中，要達到對應(yīng)的目標(biāo)速度。目標(biāo)距離以條狀表示，并呈對數(shù)減小。最大目標(biāo)距離與項目設(shè)計的最大值對應(yīng)，并小于750米。條狀下端是固定的。目標(biāo)速度排列在目標(biāo)距離之上，并以數(shù)值的形式輸出。屏幕中的位置A2示例司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱2.B速度控制說明速度控制區(qū)域的符號、位置和顏色屏幕中的位置B示例司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱3.C輔助駕駛信息1）C1牽引/制動具體描述說明該信息顯示ATO的牽引/制動狀態(tài)。如果沒有信息，將顯示空白背景。屏幕中的位置C1示例駕駛

制動

隋行司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱3.C輔助駕駛信息2）C2最高運行模式/級別司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱3.C輔助駕駛信息3）C3列車完整性具體描述司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱3.C輔助駕駛信息4）C4列車常用制動狀態(tài)具體描述司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱3.C輔助駕駛信息5）C5列車冗余狀態(tài)具體描述司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱4D菜單司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱5E監(jiān)視1）E1標(biāo)志司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱5E監(jiān)視2）E2時間司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱5E監(jiān)視3）E文字信息司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱6F確認(rèn)信息司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱7M模式/級別及狀態(tài)監(jiān)視1）M1當(dāng)前列車運行模式司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱7M模式/級別及狀態(tài)監(jiān)視2）M2當(dāng)前列車控制級別司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名稱7M模式/級別及狀態(tài)監(jiān)視3）M3折返作業(yè)司機操作設(shè)備LOGO添加您的公司名