地铁的ATO与ATP的驾驶

黄科为 朱思鹏 李晟皓 张成琰 蔡森

城市轨道交通车辆普遍采用自动驾驶（ATO）模式，保证列车高效运行，并降低司机的工作强度。在每天晚上八点过后，正线将会采用手动驾驶（ATP）模式，加强司机对于手动驾驶的熟练。

1：ATC系统的简介

列车自动控制（ATC--Automatic Train Control）系统包括四个子系统：列车自动防护（ATP--Automatic Train Protection）、列车自动驾驶（ATO--Automatic Train Operation）、列车自动监控（ATS--Automatic Train Supervision）、计算机联锁系统。

ATS是信号控制系统的上层管理部分，也是核心内容之一，这一系统的目的是对全线列车的运行情况进行监督控制，保障城市轨道交通的列车在安全的基础上实现准点运行。这一系统的主要内容包括进路控制模式的处理以及进路的自动触发和冲突检查。

列车监督系统的原理是列车的控制中心通过对车站控制中心的管理来实现临近车站之间的控制交接，而车站的控制中心的工作是通过车站管理范围之内的基站和与列车的车载通信设备之间进行通信来完成对列车的运行控制。

2：ATO模式的简介

列车自动驾驶系统（Automatic TrainOperation）是地铁车站列车集中控制系统的一个子系统，是列车自动控制系统（ATC）中必不可少的一个重要子系统。它能模拟完成驾驶列车的任務，通过利用地面信息实现对列车牵引、制动、自动折返等运行控制，使列车经常处于最佳运行状态，提高乘客的乘坐舒适度和列车的准点率，节约能源。另外，它还提供定点停车、车门控制和给车站反馈列车定位信息等功能。ATO使列车运营降低了成本、增加运营弹性，使密集发车成为可能，是城市轨道交通进入自动化时代的可靠技术保障。具体功能如下：（1）自动驾驶和目的制动（2）开门（3）列车由车站发车（4）加速（5）巡航（6）在正线上停车（7）限速区段运行（8）通过车站（9）车辆段向正线发车（10）从正线向车辆段发车（11）列车自动折返。

ATO子系统能保证运行时间与定点停车，还能提高运行效率，提高舒适度，减少能耗。但作为ATC的一个子系统，它的功能是要依靠ATC各子系统协调工作共同完成的，缺少ATP与ATS子系统，ATO将无法正常工作。

从运行中所起作用来说，ATO主要实现驾驶列车的功能，能进行车速的正常调整，给旅客传送信息，进行车门的开关作业，但这只是执行操作命令，不能确保安全，这就需要ATP来进行防护。ATP起监督功能，对不符合安全的情况给予防护，保证列车不超速，车门不误动。由此可见ATP系统是列车运行时必不可少的安全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行水平（准点、平稳、节能）的技术措施。在任何时候，只要ATP系统正常的话，就应让其执行防护工作，以确保行车安全。

3：ATP模式的简介

ATP子系统（列车自动保护系统）是确保列车运行速度不超过目标速度的安全控制系统。它是列车自动控制（ATC）系统的子系统，也是确保列车安全运行，实现超速防护的关键设备。该子系统通过设于轨旁的ATP地面设备，连续地向列车传送“目标速度”或“目标距离”等信息，以保持后续列车与先行列车之间的安全间隔距离，并监督列车车门和站台屏蔽门的开启和关闭的程序控制，确保它们的安全操作。ATP子系统地面发送设备平时通过轨道电路或交叉感应环线发送列车检测信息，以检查轨道区段的空闲和占用，当检测到列车占用该轨道区段时，将“目标速度”或“目标距离”等数据信息传送给列车。车载ATP设备接收并解译“速度命令”等数据信息，结合列车实际速度、制动率、车轮磨损补偿等相关条件，实现超速防护控制，并与列车自动运行（ATO）子系统配合，实现列车速度的自动调整。当列车到达定位停车点，由ATP子系统通过轨旁设备向列车传送列车车门开启和关闭信息，进行列车车门开、闭控制。ATP子系统主要有：音频无绝缘轨道电路的“速度码”制式;数字编码轨道电路的“目标速度”制式;数字报文式轨道电路的“目标距离”制式;不设钢轨的独轨交通系统，通过专用的交叉感应环线来传送ATP信息。利用轨间感应环线，实现车-地双向数据通信，完成移动闭塞功能的基于通信的列车控制系统，也已在中国采用。

4：ATO模式的停车过程

整个过程如图1所示。如果列车的实际速度曲线能够 与该速度曲线完全重合，则列车将完美的实现对标停 车。但是实际上，列车受速度检测误差、列车位置误差、 制动力误差、轮对打滑等因素的影响，时刻都可能造 成实际速度曲线偏离推荐速度曲线，此时ATO系统会 通过实际速度与推荐速度的差值，增加或者减少制动力 进行调整，使实际速度不断的跟踪推荐速度，直至列车速度为0。

5：列车ATP手动驾驶

列车运行安全是城市轨道交通运营安全体系最关键的环节，司机的驾驶操作安全关系乘客的生命安危及资产的安全，所以列车司机在工作中必须遵守规章制度，正确操作设备和执行各项作业程序，主要要求如下： 严格按照要求操作使用设备和正确执行各项作业程序。 严格按《列车时刻表》动车。

列车的速度、监控、运行及制动在车载信号设备限制下由电客车司机操作。开关车门由人工控制，但仅在车载信号设备给出车门允许信号时才允许操作。车载信号设备仅在列车停准在站台时才给出允许信号。系统默认驾驶模式为人工驾驶，确认司机室信号显示屏上的有效驾驶模式，当有效时，系统自动进入该驾驶模式。车载信号设备连续监控列车速度，并在超过规定速度时实施常用制动。在超过最大允许速度时实施紧急制动。 所有必要的驾驶信息将在司机室信号显示屏上显示。