淺析LZB700M車載ATP單元功能及位置信息原理

摘 要：文章重點對深圳地鐵一號線西門子信號系統ATC列車自動控制系統LZB 700M車載ATP單元功能及位置信息原理進行分析。旨在為相關工作提供參考。

關鍵詞：車載單元；軌道電路；軌旁單元；報文

引言

深圳地鐵一號線正線信號系統是由西門子公司的ATC列車自動控制系統和部分國內配套設備組成，是基于音頻軌道電路的準移動閉塞系統。列車自動控制系統（ATC）包括：列車自動監控子系統（ATS）、列車自動保護子系統（ATP）及列車自動駕駛子系統（ATO）。ATP子系統分軌旁ATP及車載ATP單元。其中列車自動監控ATS、列車自動駕駛ATO為非故障安全，列車自動防護ATP為故障安全。

1 ATP車載單元的主要功能

ATP車載單元的主要功能：速度監督功能，方向監督功能：如退行2m觸發緊急制動，車門釋放功能：如停在停車窗內、0km/h、允許開門，車門監督功能：如列車運行中車門打開觸發緊急制動，緊急停車監督功能，報文監督功能：如列車運行超過10米及5秒未收到報文，觸發緊急制動[1]。

為了使ATP車載單元完成安全任務，任何時候車載單元必須知道列車的當前位置，距離檢測形成這個重要功能的基礎，ATP車載單元連續的測量距離，合適的時間間隔后必須更新當前列車位置，ATP車載單元在指定時間（部分距離）通過距離測量系統探測覆蓋的距離并評估距離，用列車運行方向上（向前或向后）的附加信息能夠通過總結依靠方向的部分距離更新當前的距離，軌道電路的改變形成了距離監督的基礎，它形成了列車位置的參考量，在運行命令下所有的距離數據參考軌道電路改變通過ATP軌旁單元傳送到ATP車載單元，軌道電路的改變顯示了新的軌道電路的開始，當經過一個軌道改變后距離監督同步一個新數據。為了檢測列車位置方向上部分距離總和起來并且計算在當前軌道電路內列車位置（參考軌道電路的最后改變=當前軌道電路的開始）。列車位置信息通過列車車頭占用的軌道電路的起始位置確定。如圖1所示：列車占用TC101，所有的距離都已本區段的軌道電路的起始位置為參考點。當列車占用下一軌道電路TC102時軌旁ATP單元檢測到下一軌道電路TC102被占用，則開始發送TC102的報文。當車載ATP單元接收到TC102的報文時既車載ATP單元檢測到軌道電路的轉變。當車載ATP單元檢測到軌道電路的轉變，軌道電路改變被識別，ATP車載單元將同步同步位置并且位置為TC102的起始位置[2]。當列車占用TC101時由軌旁單元發送至列車的目標距離的參考點為列車占用軌道電路的起始位置。列車占用TC102時由軌旁單元發送至列車的目標距離的參考點為列車占用軌道電路的起始位置。也就是說列車占用軌道電路后，且接收到軌旁單元發送的當前軌道電路報文時，列車位置信息被更新為當前軌道電路的位置信息。列車的目標距離的參考點為列車占用軌道電路的起始位置。如下圖1所示。

2 軌道電路的占用檢測原理

軌道電路的占用檢測原理如下圖2所示：從TC1至TC4排列進路，列車占用TC2區段，TC2發送端以f2的頻率發送報文如藍色箭頭所示。TC3的發送端以f3的位模編碼如橙色箭頭所示。只要TC3的接收端接收載頻為f3的位模編碼，軌道電路TC3被報告為出清。如下圖2所示報文（以及位模編碼）向兩個方向發送。通過向接收端發送位模編碼來檢測軌道電路的占用情況。當運行至S棒車軸使位模編碼發送短路，由于短路位模編碼接收電平減少，檢測到占用。軌道電路開始發送報文。ATP車載單元同步至軌道電路的起始位置。軌道電路的起始位置為考慮多種因素下（FTGS反應時間，報文傳輸時間，S棒幾何形狀）正確收到第一條報文位置。該起始位置為所有位置以及速度監控功能的起始點。

綜上所述，車載ATP單元的位置信息通過列車占用下一軌道電路且同時接收到軌旁單元發送的軌道電路報文后，列車當前的位置信息才會被更新識別。若出現列車占用軌道電路后，未收到接收到軌旁單元發送的軌道電路報文，占用檢測出現偏離，列車在當前軌道電路的位置信息將不能及時識別，會導致列車的位置信息出現丟失，由于目標距離參考點為一段軌道電路的起始位置，當起始位置產生了變化，ATP車載單元是基于變化的起始點來監控速度曲線的，導致車載ATP單元計算出的制動距離將發生變化，同時ATP速度曲線將發生變化，如下圖3所示。

3 結束語

ATC列車自動控制系統在國內地鐵的廣泛使用。ATC列車自動控制系統LZB 700M車載單元負責列車位置信息的更新，但隨之而來的是ATC列車自動控制系統LZB 700M車載單元列車位置信息問題的突出，LZB 700M車載單元列車位置信息的準確直接影響到運營行車安全。

參考文獻

[1]戴翌清.上海軌道交通1號線北延伸段ATC系統[J].城市軌道交通研究，2009，06.

[2]吳金洪，韋強，施俊慶.音頻數字軌道電路長度的確定[J].城市軌道交通研究，2009，10.