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广州地铁三号线ATO模式下的列车控制机制

2009-01-20 来源: 浏览次数:

         广州地铁三号线新车是SIMENS公司和中国南车集团株洲电力机车有限公司合作制造的,是中国首列120公里时速的最快地铁列车。本文介绍了广州地铁三号线在ATO的运营模式下,通过列车自动运行、列车到站自动开、关门和列车终端自动折返来描述列车自动驾驶的控制机制。
       广州地铁三号线采用的信号系统为阿尔卡特SelTrac S40移动闭塞列车自动控制系统。系统日常运行时,所有列车都处于自动模式。在自动模式下,所有列车功能都是自动的,如加速、惰行、减速、停站和开、关门;列车无需任何人工干预,甚至毋须司机在车上的情况下,从一个车站开往下一个车站,折返运行也毋须司机。
 
系统组成
该系统主要由下面四部分组成:
·中心设备包括:系统管理中心(SMC)及车辆控制中心(VCC)。
·轨旁设备包括:感应环线通信系统、转辙机、PSD、接近传感器、计轴
·车站设备包括:车站控制器(STC)
·车载设备包括:车载控制器(VOBC)、接/发收天线、测速电机、加速度计、对位天线。
ATO模式下的列车控制机制

       以一列投入运营的列车为例,从自动运行、到站自动开/关门、终端自动折返来描述列车自动驾驶的控制机制。
列车自动运行控制机制如图:

列车自动运行控制机制
       SMC根据时刻表(已经事先为该列车设定了发车和到站时间)生成一条给VCC的进路请求; VCC验证请求进路上的道岔没有被预留;道岔区没有被其他列车占用;道岔状态锁闭良好,然后向相应的STC发送道岔移动命令。
       STC验证VCC道岔移动命令的合法性之后,发送一个道岔移动信号,使轨旁转辙机移动到正确位置;道岔移动后状态被返回给STC;然后STC生成一个转辙机移动到正确位置并锁闭的响应报文给VCC,指示当前状态。
       VCC为该列车更新目标点,并通过感应环线连续通信发送到VOBC,VOBC将根据移动授权计算出监控速度曲线,并确定为达到目标速率所需施加的牵引命令,列车开始加速。
       VOBC微处理器通过测速电机和加速度计的输出信号计算速率、位置和行车方向,且通过感应环线交叉时检测到信号相位的变化,并以此来进行其定位计算(列车定位的分辨率为6.25米);接着VOBC以响应报文的形式向VCC报告当前列车的速率和位置。

列车到站自动开/关门控制机制如下图所示:

列车到站自动开/关门控制机制
       列车根据移动授权运行到车站,VOBC通过精确定位系统检测到列车速度为零、列车停在停车窗内,即发出容许开门命令;并通过感应环线发送报文给VCC。
       VCC验证列车停在目标点,即发出开门命令。
       VOBC收到开门命令后控制车门打开;STC收到开门命令后即向PSD控制单元发送开门指令;PSD控制单元打开屏蔽门,并将屏蔽门状态信息反馈给STC。
       时刻表设定的停站时间结束,VCC发出关门命令。
       VOBC控制车门关闭;STC向PSD控制单元发送关门指令;PSD控制单元关闭屏蔽门;当全部站台屏蔽门关闭且锁闭后,PSD即向STC发送屏蔽门锁闭信息。
       VOBC收到“门已关闭”状态信息后,发送门控状态给VCC。
       VCC确认车门都已关闭的条件下,向VOBC给出新的目标点,并容许列车出发。
       ATO启动加速,驾驶列车离站。
       列车终端自动折返控制机制如下所述:
       列车被安排进路到折返站,车门和屏蔽门自动打开,乘客安全下车。
       停站时间到,司机将模式选择开关置于“OFF”位置,选择方向为“0”位,按下无人折返按钮并保持,直到按钮灯亮;然后取出主控钥匙关闭驾驶室,下车用钥匙旋动站台无人折返旋钮。
       折返请求通过感应环线系统传给VCC。
       VCC验证请求的合法性后,向相应的STC发送道岔移动命令。
       STC控制道岔到正确位置并锁闭,生成折返进路。
       VCC发送自动折返命令,将目标点前移;列车门和屏蔽门自动关闭,列车开始折返;并返回到对面站台停车,列车门和屏蔽门自动打开。
       乘客安全上车后,司机进入头部驾驶室,插入钥匙激活司机盘,选择ATO驾驶模式。
       停站时间到,列车门和屏蔽门自动关闭;门锁闭信息反馈给VOBC。
       VCC向VOBC发送目标点前移命令,列车以ATO模式运行离站。
       每一列车都是以ATO模式通过自动运行、到站自动开/关门、终端自动折返不断的循环来完成它的载客使命,这是一种高效率的运营模式。在ATO模式下,系统使用安全的编程计算机系统和高完整性遥测技术来保持控制中心和列车之前的通信联系,由此对列车位置进行连续监控,并根据列车实际运行情况来控制列车自动驾驶。
 

 

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