淺析LZB700M車載ATP單元功能及位置信息原理

摘 要：文章重點(diǎn)對(duì)深圳地鐵一號(hào)線西門子信號(hào)系統(tǒng)ATC列車自動(dòng)控制系統(tǒng)LZB 700M車載ATP單元功能及位置信息原理進(jìn)行分析。旨在為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：車載單元；軌道電路；軌旁單元；報(bào)文

引言

深圳地鐵一號(hào)線正線信號(hào)系統(tǒng)是由西門子公司的ATC列車自動(dòng)控制系統(tǒng)和部分國(guó)內(nèi)配套設(shè)備組成，是基于音頻軌道電路的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)。列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）包括：列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）、列車自動(dòng)保護(hù)子系統(tǒng)（ATP）及列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)（ATO）。ATP子系統(tǒng)分軌旁ATP及車載ATP單元。其中列車自動(dòng)監(jiān)控ATS、列車自動(dòng)駕駛ATO為非故障安全，列車自動(dòng)防護(hù)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(jiān)督功能，方向監(jiān)督功能：如退行2m觸發(fā)緊急制動(dòng)，車門釋放功能：如停在停車窗內(nèi)、0km/h、允許開(kāi)門，車門監(jiān)督功能：如列車運(yùn)行中車門打開(kāi)觸發(fā)緊急制動(dòng)，緊急停車監(jiān)督功能，報(bào)文監(jiān)督功能：如列車運(yùn)行超過(guò)10米及5秒未收到報(bào)文，觸發(fā)緊急制動(dòng)[1]。

為了使ATP車載單元完成安全任務(wù)，任何時(shí)候車載單元必須知道列車的當(dāng)前位置，距離檢測(cè)形成這個(gè)重要功能的基礎(chǔ)，ATP車載單元連續(xù)的測(cè)量距離，合適的時(shí)間間隔后必須更新當(dāng)前列車位置，ATP車載單元在指定時(shí)間（部分距離）通過(guò)距離測(cè)量系統(tǒng)探測(cè)覆蓋的距離并評(píng)估距離，用列車運(yùn)行方向上（向前或向后）的附加信息能夠通過(guò)總結(jié)依靠方向的部分距離更新當(dāng)前的距離，軌道電路的改變形成了距離監(jiān)督的基礎(chǔ)，它形成了列車位置的參考量，在運(yùn)行命令下所有的距離數(shù)據(jù)參考軌道電路改變通過(guò)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(kāi)始，當(dāng)經(jīng)過(guò)一個(gè)軌道改變后距離監(jiān)督同步一個(gè)新數(shù)據(jù)。為了檢測(cè)列車位置方向上部分距離總和起來(lái)并且計(jì)算在當(dāng)前軌道電路內(nèi)列車位置（參考軌道電路的最后改變=當(dāng)前軌道電路的開(kāi)始）。列車位置信息通過(guò)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(qū)段的軌道電路的起始位置為參考點(diǎn)。當(dāng)列車占用下一軌道電路TC102時(shí)軌旁ATP單元檢測(cè)到下一軌道電路TC102被占用，則開(kāi)始發(fā)送TC102的報(bào)文。當(dāng)車載ATP單元接收到TC102的報(bào)文時(shí)既車載ATP單元檢測(cè)到軌道電路的轉(zhuǎn)變。當(dāng)車載ATP單元檢測(cè)到軌道電路的轉(zhuǎn)變，軌道電路改變被識(shí)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(dāng)列車占用TC101時(shí)由軌旁單元發(fā)送至列車的目標(biāo)距離的參考點(diǎn)為列車占用軌道電路的起始位置。列車占用TC102時(shí)由軌旁單元發(fā)送至列車的目標(biāo)距離的參考點(diǎn)為列車占用軌道電路的起始位置。也就是說(shuō)列車占用軌道電路后，且接收到軌旁單元發(fā)送的當(dāng)前軌道電路報(bào)文時(shí)，列車位置信息被更新為當(dāng)前軌道電路的位置信息。列車的目標(biāo)距離的參考點(diǎn)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(cè)原理

軌道電路的占用檢測(cè)原理如下圖2所示：從TC1至TC4排列進(jìn)路，列車占用TC2區(qū)段，TC2發(fā)送端以f2的頻率發(fā)送報(bào)文如藍(lán)色箭頭所示。TC3的發(fā)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(bào)告為出清。如下圖2所示報(bào)文（以及位模編碼）向兩個(gè)方向發(fā)送。通過(guò)向接收端發(fā)送位模編碼來(lái)檢測(cè)軌道電路的占用情況。當(dāng)運(yùn)行至S棒車軸使位模編碼發(fā)送短路，由于短路位模編碼接收電平減少，檢測(cè)到占用。軌道電路開(kāi)始發(fā)送報(bào)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(yīng)時(shí)間，報(bào)文傳輸時(shí)間，S棒幾何形狀）正確收到第一條報(bào)文位置。該起始位置為所有位置以及速度監(jiān)控功能的起始點(diǎn)。

綜上所述，車載ATP單元的位置信息通過(guò)列車占用下一軌道電路且同時(shí)接收到軌旁單元發(fā)送的軌道電路報(bào)文后，列車當(dāng)前的位置信息才會(huì)被更新識(shí)別。若出現(xiàn)列車占用軌道電路后，未收到接收到軌旁單元發(fā)送的軌道電路報(bào)文，占用檢測(cè)出現(xiàn)偏離，列車在當(dāng)前軌道電路的位置信息將不能及時(shí)識(shí)別，會(huì)導(dǎo)致列車的位置信息出現(xiàn)丟失，由于目標(biāo)距離參考點(diǎn)為一段軌道電路的起始位置，當(dāng)起始位置產(chǎn)生了變化，ATP車載單元是基于變化的起始點(diǎn)來(lái)監(jiān)控速度曲線的，導(dǎo)致車載ATP單元計(jì)算出的制動(dòng)距離將發(fā)生變化，同時(shí)ATP速度曲線將發(fā)生變化，如下圖3所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

ATC列車自動(dòng)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)地鐵的廣泛使用。ATC列車自動(dòng)控制系統(tǒng)LZB 700M車載單元負(fù)責(zé)列車位置信息的更新，但隨之而來(lái)的是ATC列車自動(dòng)控制系統(tǒng)LZB 700M車載單元列車位置信息問(wèn)題的突出，LZB 700M車載單元列車位置信息的準(zhǔn)確直接影響到運(yùn)營(yíng)行車安全。

參考文獻(xiàn)

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

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