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1、第第8讲讲 列车自动控制系列车自动控制系统统2第1页，本讲稿共38页2o以西门子公司以西门子公司TrainguardMT ATPTrainguardMT ATP为例介绍为例介绍oATPATP子系统功能子系统功能oATPATP子系统原理和性能：计轴系统、轨旁设备、车载设备、轨子系统原理和性能：计轴系统、轨旁设备、车载设备、轨旁和列车之间的通信设备旁和列车之间的通信设备o子系统软件子系统软件o司机操作装置司机操作装置o接口接口主要内容主要内容主要内容主要内容第2页，本讲稿共38页3TrainguardMT ATPTrainguardMT ATPTrainguardMT ATPTrainguardM
2、T ATP系统概述系统概述系统概述系统概述o列车自动防护（列车自动防护（ATPATP）负责列车的安全运行，完成保证安全的各）负责列车的安全运行，完成保证安全的各种任务。种任务。o通过与联锁系统的配合，通过与联锁系统的配合，ATPATP系统保护旅客、工作人员、列车和系统保护旅客、工作人员、列车和其他设备免于铁路系统的重大事故的伤害。其他设备免于铁路系统的重大事故的伤害。oATPATP轨旁和轨旁和ATPATP车载计算机单元使用验证的车载计算机单元使用验证的SIMISSIMIS技术，也就是说，技术，也就是说，ATPATP轨旁计算机单元采用轨旁计算机单元采用3 3取取2 2的技术，而的技术，而ATPA
3、TP车载计算机单元采用冗车载计算机单元采用冗余的余的2 2取取2 2技术。该技术已经得到了良好的验证，并被西门子在全球技术。该技术已经得到了良好的验证，并被西门子在全球的许多项目采用。的许多项目采用。第3页，本讲稿共38页4TrainguardMT ATPTrainguardMT ATPTrainguardMT ATPTrainguardMT ATP子系统的主要部件子系统的主要部件子系统的主要部件子系统的主要部件oATPATP轨旁计算机单元用轨旁计算机单元用“TRAINGUARD MT WCU 3TRAINGUARD MT WCU 3取取2”2”表示；表示；ATPATP车载车载计算机单元用计算
4、机单元用“ATP OBCU”ATP OBCU”表示。这是表示。这是ATPATP系统的两个主要组成系统的两个主要组成部分。部分。o与与ATPATP轨旁计算机单元相连接的子系统包括：轨旁计算机单元相连接的子系统包括：VICOSVICOS运行控制中心，运行控制中心，SICAS ECCSICAS ECC联锁计算机和用于无线通信的轨旁通信控制单元。联锁计算机和用于无线通信的轨旁通信控制单元。o与与ATPATP车载计算机单元相连接的子系统包括：应答器天线，测速电机车载计算机单元相连接的子系统包括：应答器天线，测速电机和雷达单元。无线通信单元有一个接收天线和一个发送天线。另外，和雷达单元。无线通信单元有一个
5、接收天线和一个发送天线。另外，车载车载ATPATP还有与还有与ATOATO和司机和司机HMIHMI的连接。的连接。第4页，本讲稿共38页5TrainguardMTTrainguardMTTrainguardMTTrainguardMT ATP ATP ATP ATP功能功能功能功能o列车定位列车定位 o速度测量速度测量o移动闭塞运行移动闭塞运行o列车追踪：负责安全计算线路可变列车闭塞分区的列车追踪：负责安全计算线路可变列车闭塞分区的ATPATP空闲状态。空闲状态。o列车分离：负责保持列车间的安全距离。列车分离：负责保持列车间的安全距离。o临时速度限制：满足在一些特殊地段低速运行的要求。临时速度
6、限制：满足在一些特殊地段低速运行的要求。o运行方向和后退监测：所有情况下运行方向均被运行方向和后退监测：所有情况下运行方向均被ATPATP监督。监督。o停稳监测：打开车门和站台屏蔽门的安全前提。停稳监测：打开车门和站台屏蔽门的安全前提。o车门释放车门释放o驾驶模式：驾驶模式：AMAM，SMSM，RMRM，BYBY，折返模式。，折返模式。o站台屏蔽门站台屏蔽门o列车完整性列车完整性o速度监督：取决于列车的驾驶模式。速度监督：取决于列车的驾驶模式。o处理防护点和运行停车点处理防护点和运行停车点o紧急停车按钮：所有的站台都装备紧急停车按钮来应对紧急情况。紧急停车按钮：所有的站台都装备紧急停车按钮来应
7、对紧急情况。第5页，本讲稿共38页6线路数据库线路数据库线路数据库线路数据库TDBTDBTDBTDBoTRAINGUARD MTTRAINGUARD MT使用一个铁路网络的模型，即所谓的线路数据库（使用一个铁路网络的模型，即所谓的线路数据库（TDBTDB）。）。o线路数据库线路数据库TDBTDB用于存储网络中的静态特性数据（坡度，静态速度曲用于存储网络中的静态特性数据（坡度，静态速度曲线，永久速度限制，应答器位置等）和动态特性数据（沿线信号机显线，永久速度限制，应答器位置等）和动态特性数据（沿线信号机显示，临时速度限制等）。示，临时速度限制等）。TDBTDB设在车载单元中，由设在车载单元中，由
8、ATPATP和和ATOATO调用。调用。o线路数据可以通过接口装载到列车上，用于调试过程使用。在正常线路数据可以通过接口装载到列车上，用于调试过程使用。在正常运行下，不必将全部线路数据发送到车上。只需要将动态数据的更运行下，不必将全部线路数据发送到车上。只需要将动态数据的更新从新从ATPATP轨旁单元发送到车载单元。轨旁单元发送到车载单元。oTRAINGUARD MTTRAINGUARD MT子系统使用这些对象来完成子系统使用这些对象来完成ATP,ATOATP,ATO和和ATSATS的功能。的功能。第6页，本讲稿共38页7ATPATPATPATP子系统原理子系统原理子系统原理子系统原理-计轴系
9、统计轴系统计轴系统计轴系统o因为系统要求有降级模式，所以有必要提供一个计轴系统。西门子的计因为系统要求有降级模式，所以有必要提供一个计轴系统。西门子的计轴系统使轨道划分区段并以此建立固定闭塞系统，作为系统降级运行模轴系统使轨道划分区段并以此建立固定闭塞系统，作为系统降级运行模式的基础。式的基础。o西门子的西门子的Az SAz S计轴系统具有明显的低成本的优点。系统具有高可计轴系统具有明显的低成本的优点。系统具有高可靠性，而且备件的种类得到减少，因此储备备件的成本效率提高。靠性，而且备件的种类得到减少，因此储备备件的成本效率提高。根据其软件和硬件的模块化布置，系统可以进行调整，以满足不根据其软件
10、和硬件的模块化布置，系统可以进行调整，以满足不同场所的应用需求。这可以使运营商保持较低的生命周期成本。同场所的应用需求。这可以使运营商保持较低的生命周期成本。oAz SAz S计轴器的一个主要特性是可以处理最多五个计轴器的一个主要特性是可以处理最多五个ZP 43ZP 43轮轴传感器轮轴传感器的信号。一台处理计算机可以监督最多四套轨道空闲检测区段。的信号。一台处理计算机可以监督最多四套轨道空闲检测区段。每台处理计算机具有二个每台处理计算机具有二个V.24V.24串口，用于与另外两台处理计算机连串口，用于与另外两台处理计算机连接。接。第7页，本讲稿共38页8轮轴检测设备轮轴检测设备轮轴检测设备轮轴
11、检测设备ZP 43ZP 43ZP 43ZP 43oZP 43ZP 43轮轴检测设备包括一个轮轴检测设备包括一个DEK 43DEK 43双轮轴检测器和一个轨旁连接箱双轮轴检测器和一个轨旁连接箱（TCBTCB）。）。oZP 43 ZP 43 采用经认证的电磁轮轴检测方法。当一个轮子进入采用经认证的电磁轮轴检测方法。当一个轮子进入DEK 43DEK 43的的感应范围时，交互的电磁场的场强发生了变化，这样，触发信号感应范围时，交互的电磁场的场强发生了变化，这样，触发信号通过电缆传输到联锁的运算计算机。通过电缆传输到联锁的运算计算机。o轮轴检测设备是一个双通道系统。基于轮轴检测设备是一个双通道系统。基于
12、43 kHz43 kHz的频率，的频率，DEK 43 DEK 43 产产生两个不同的电压，经过轨旁连接箱（生两个不同的电压，经过轨旁连接箱（TCBTCB）处理后，通过轨旁电）处理后，通过轨旁电缆反馈给运算计算机。缆反馈给运算计算机。o根据要求，运算计算机可以监督一个单独的带有两个轮轴检测单元的轨根据要求，运算计算机可以监督一个单独的带有两个轮轴检测单元的轨道空闲检测区段，或带有大量轮轴检测单元的多轨道空闲检测区段。道空闲检测区段，或带有大量轮轴检测单元的多轨道空闲检测区段。第8页，本讲稿共38页9轮轴检测设备轮轴检测设备轮轴检测设备轮轴检测设备ZP 43ZP 43ZP 43ZP 43框图框图框
13、图框图 第9页，本讲稿共38页10ZP43 ZP43 ZP43 ZP43 计轴器和计轴器和计轴器和计轴器和Az SAz SAz SAz S运算计算机运算计算机运算计算机运算计算机第10页，本讲稿共38页11ATPATPATPATP子系统原理子系统原理子系统原理子系统原理-轨旁设备轨旁设备轨旁设备轨旁设备oATPATP轨旁计算机单元为轨旁计算机单元为TRAINGUARD MTTRAINGUARD MT系统提供与信号系统其他元系统提供与信号系统其他元件的主要接口。件的主要接口。o传输设备用于在传输设备用于在TRAINGUARD MTTRAINGUARD MT轨旁计算机单元和轨旁计算机单元和TRAI
14、NGUARD MTTRAINGUARD MT车载计算机单元之间连续的数据交换。轨旁通信设备（轨旁无线单车载计算机单元之间连续的数据交换。轨旁通信设备（轨旁无线单元）和车载通信设备通过无线来实现双向传输。元）和车载通信设备通过无线来实现双向传输。oATPATP轨旁计算机单元的硬件具有和轨旁计算机单元的硬件具有和SICASSICAS联锁相同的硬件。这种配联锁相同的硬件。这种配置有着众多的优点，比如维护人员更加的熟悉这种硬件，因此置有着众多的优点，比如维护人员更加的熟悉这种硬件，因此易于维护。易于维护。第11页，本讲稿共38页12ATPATPATPATP轨旁计算机单元（轨旁计算机单元（轨旁计算机单元
15、（轨旁计算机单元（WCUWCUWCUWCU）的硬件）的硬件）的硬件）的硬件第12页，本讲稿共38页13轨旁计算机单元机柜轨旁计算机单元机柜轨旁计算机单元机柜轨旁计算机单元机柜特性特性o计算机供电计算机供电o230 V AC,60 V DC 230 V AC,60 V DC 或或24 V DC24 V DCo基本组匣基本组匣t3 3 块块SIMIS ECC CU SIMIS ECC CU 板板t2 2 块通信板块通信板t16 16 块窄的或块窄的或 8 8 块宽的外围板块宽的外围板o扩展组匣扩展组匣o10 10 块宽的外围板块宽的外围板第13页，本讲稿共38页14ECC-ECC-ECC-ECC-
16、元件控制计算机元件控制计算机元件控制计算机元件控制计算机特性特性1.1.使用使用经论证的西的西门子子SIMISSIMIS 故障故障-安全微机系安全微机系统。2.2.安全性使用安全性使用3 3取取2 2配置。配置。3.3.高高级别的容量和的容量和计算能力。算能力。4.4.高安全性和高可用性。高安全性和高可用性。5.5.道岔和信号机的道岔和信号机的电子接口板。子接口板。6.6.连接外部元件的通用接口板。接外部元件的通用接口板。第14页，本讲稿共38页15ECC CUECC CUECC CUECC CU计算单元计算单元计算单元计算单元特性特性SIMIS ECCSIMIS ECC的核心的核心根据根据S
17、IMISSIMIS原理工作原理工作一个接口用于一个接口用于编程程/制造商的制造商的诊断（断（UNILINKUNILINK）AMDAMD 486 DX2 486 DX2 处理器理器内部内部时钟频率率 40 MHz40 MHz8 MB RAM8 MB RAM8 MB EPROM 8 MB EPROM 程序和数据存程序和数据存储器器 第15页，本讲稿共38页16ECC-SIMIS ECC-SIMIS ECC-SIMIS ECC-SIMIS 计算机组计算机组计算机组计算机组特性特性 SIMIS SIMIS 计算机算机组 冗余冗余2 2套套2 2取取2 2计算机配置算机配置 信号信号逻辑处理和理和TRA
18、INGUARD TRAINGUARD MTMT逻辑的控制和的控制和监督督第16页，本讲稿共38页17ATPATPATPATP子系统原理子系统原理子系统原理子系统原理-车载设备车载设备车载设备车载设备 ATPATP车载设备包括：车载设备包括：o车载计算机单元（车载计算机单元（OBCUOBCU）安装在列车内。）安装在列车内。OBCUOBCU包括一个根据移动授包括一个根据移动授权原理，位置报告和移动闭塞原理执行权原理，位置报告和移动闭塞原理执行ATPATP功能的处理器板，并由功能的处理器板，并由2 2取取2 2的故障的故障-安全结构支持。安全结构支持。o每个驾驶室的人机接口设备提供显示功能。每个驾驶
19、室的人机接口设备提供显示功能。o一个测速电机用来采集列车的位移和速度。该测速电机安装在列车的车一个测速电机用来采集列车的位移和速度。该测速电机安装在列车的车轴上。轴上。o一个雷达单元与测速电机一起提供列车的位移和速度。一个雷达单元与测速电机一起提供列车的位移和速度。o固定数据应答器和可变数据应答器从轨道到列车传输的数据由固定数据应答器和可变数据应答器从轨道到列车传输的数据由应答器天线接收。应答器天线接收。o一台便携式计算机一台便携式计算机(诊断诊断PC)PC)可以直接连接到可以直接连接到OBCUOBCU，以便读取存储，以便读取存储在车载计算机中的故障数据。在车载计算机中的故障数据。第17页，本
20、讲稿共38页18车载车载车载车载ATPATPATPATP设备功能设备功能设备功能设备功能 o设备故障（包括地车通信中断）时实施紧急制动及报警；设备故障（包括地车通信中断）时实施紧急制动及报警；o接近防护速度时预报警，超过最高允许速度时实施常用制动或紧接近防护速度时预报警，超过最高允许速度时实施常用制动或紧急制动，以及常用制动率不足时自动转换为紧急制动；急制动，以及常用制动率不足时自动转换为紧急制动；o列车运行方向的检测和监督；列车运行方向的检测和监督；o列车非正常移动的检测并实施紧急制动；列车非正常移动的检测并实施紧急制动；o监控车门、站台屏蔽门的开启及监督其关闭状态；监控车门、站台屏蔽门的开
21、启及监督其关闭状态；o向车载向车载ATOATO传送有关信息；传送有关信息；o系统自检、自诊断、故障报警和列车运行数据的记录及报警信息传送系统自检、自诊断、故障报警和列车运行数据的记录及报警信息传送至车站至车站/控制中心控制中心ATSATS功能；功能；o系统实时记录并存储操作、运行数据、系统实时记录并存储操作、运行数据、ATPATP信息（报文信息容量应信息（报文信息容量应为二小时以上），并且通过外接为二小时以上），并且通过外接PCPC输出；输出；第18页，本讲稿共38页19车载冗余车载冗余车载冗余车载冗余o正常运行下，前端的车载计算机单元正常运行下，前端的车载计算机单元(OBCU)(OBCU)控
22、制控制(ATO)(ATO)和监督和监督(ATP)(ATP)列车列车运行。后端的车载计算机单元运行。后端的车载计算机单元(OBCU)(OBCU)处于备用模式。通过驾驶室的转处于备用模式。通过驾驶室的转换，后端的换，后端的OBCUOBCU取得控制权，而前端取得控制权，而前端OBCUOBCU将切换为备用模式。将切换为备用模式。o使用前使用前/后端冗余，两端的后端冗余，两端的OBCUOBCU都得到诸如来自两个驾驶室的按钮、都得到诸如来自两个驾驶室的按钮、开关和接点的输入。无故障的情况下，后端的开关和接点的输入。无故障的情况下，后端的ATPATP跟随前端跟随前端ATPATP的输出。的输出。每个每个2 2
23、取取2 2的的SIMIS ATPSIMIS ATP通过安全的方式进行单独的输出。为了提供一个冗通过安全的方式进行单独的输出。为了提供一个冗余的余的ATPATP，两路，两路ATPATP的输出必须连接在一起。的输出必须连接在一起。o每个每个OBCUOBCU使用自己的测速电机传感器、雷达和应答器天线。如果正在使使用自己的测速电机传感器、雷达和应答器天线。如果正在使用的传感器故障，尾部用的传感器故障，尾部OBCUOBCU就会取得列车的控制权和监督权。就会取得列车的控制权和监督权。第19页，本讲稿共38页20无线通信的车载设备无线通信的车载设备无线通信的车载设备无线通信的车载设备第20页，本讲稿共38页
24、21车载计算机单元车载计算机单元车载计算机单元车载计算机单元OBCU-S25160-C2001-A1OBCU-S25160-C2001-A1OBCU-S25160-C2001-A1OBCU-S25160-C2001-A1尺寸尺寸宽度：度：84U/19 inch(483 mm)84U/19 inch(483 mm)高度：高度：3U(135 mm)3U(135 mm)深度，包括前端深度，包括前端连接器：接器：320 mm320 mm特性特性安装位置：安装位置：1 x 1 x 计算机核心算机核心11 x 11 x 外外围模模块1 x 1 x 应答器通道答器通道1 x 1 x 电源（来自源（来自 A&
25、DA&D）可可选的集成的集成STMSTM ECC ECC 板板侧总线电源源总线(0 V;3.3 V;5 V;24 V)(0 V;3.3 V;5 V;24 V)操作系操作系统COSPAS 32COSPAS 32验证的的C+C+编译第21页，本讲稿共38页22OBCU-OBCU-OBCU-OBCU-处理器板处理器板处理器板处理器板VE5 S25391-B90-X2VE5 S25391-B90-X2VE5 S25391-B90-X2VE5 S25391-B90-X2 特性特性处理器理器单元，包括元，包括监控机构控机构2-2-取取-2-2的安全的安全计算机核心部件算机核心部件双通道的板双通道的板侧总线
26、AMD 486DX 40 MHzAMD 486DX 40 MHz2 MB RAM2 MB RAM4 MB Flash4 MB Flash最多最多 16 I/O 16 I/O 模模块UNILINK UNILINK 接口接口4 U4 U3.3 V/3 W3.3 V/3 W第22页，本讲稿共38页23通信板通信板通信板通信板SERIO5 S25391-B94-A2SERIO5 S25391-B94-A2SERIO5 S25391-B94-A2SERIO5 S25391-B94-A2特性特性串行通信串行通信单通道板通道板侧总线128 KB 128 KB 永久性存永久性存储114 114 字字节 RAM
27、RAM的的实时时钟2 x RS232/RS422 19,2 kbps2 x RS232/RS422 19,2 kbps1 x RS422/TTY 19,2 kbps1 x RS422/TTY 19,2 kbps1 x RS422 19,2 kbps1 x RS422 19,2 kbps诊断通道断通道1 x RS232 115,2 kbps1 x RS232 115,2 kbps4 U4 U3.3 V/1.1 W3.3 V/1.1 W5 V/0.3 W5 V/0.3 W24 V/1.4 W24 V/1.4 W第23页，本讲稿共38页24测速电机板测速电机板测速电机板测速电机板ODO5 S2539
28、1-B91-A2ODO5 S25391-B91-A2ODO5 S25391-B91-A2ODO5 S25391-B91-A2 特性特性测速速双通道板双通道板侧总线2 2 个个测速速电机机2 x RS422(2 x RS422(雷达雷达)IKON IKON 接口接口4 U4 U3.3 V/0.8 W3.3 V/0.8 W24 V/2.4 W24 V/2.4 W第24页，本讲稿共38页25应答器接收应答器接收应答器接收应答器接收ELBE5(LBTM5)S25391-B96-A2ELBE5(LBTM5)S25391-B96-A2ELBE5(LBTM5)S25391-B96-A2ELBE5(LBTM5
29、)S25391-B96-A2特性特性应答器接收答器接收双通道背板双通道背板总线到到询问单元的元的RS485 RS485 接口，通接口，通过机箱机箱连接器或前端接器或前端连接器接器 (单独的独的询问单元元)4 U4 U3.3 V/0.5 W3.3 V/0.5 W5 V/0.4 W5 V/0.4 W24 V/5 W24 V/5 W第25页，本讲稿共38页26测速电机测速电机测速电机测速电机o测速电机给测速电机给ATPATP功能提功能提供输入信息。该信息对供输入信息。该信息对于计算列车的速度、距于计算列车的速度、距离、方向信息和保证列离、方向信息和保证列车安全都是必需的。每车安全都是必需的。每个驾驶
30、室个驾驶室/车载计算机单车载计算机单元配置一个测速电机，也元配置一个测速电机，也就是说每列车需要装备两就是说每列车需要装备两个测速电机。个测速电机。第26页，本讲稿共38页27雷达传感器雷达传感器雷达传感器雷达传感器o雷达传感器和测速电机一起雷达传感器和测速电机一起用于速度和距离的测量。通用于速度和距离的测量。通过使用雷达传感器，可以提过使用雷达传感器，可以提高速度测量的精度。高速度测量的精度。oF=24.125GHzF=24.125GHz微波辐射到轨道，微波辐射到轨道，然后经过反射后被雷达传感器然后经过反射后被雷达传感器检测到。根据多普勒效应，将检测到。根据多普勒效应，将会发生随列车速度变化
31、的频率会发生随列车速度变化的频率漂移，由此检测实际列车速度漂移，由此检测实际列车速度和行驶距离，并且不受车轮空和行驶距离，并且不受车轮空转转/打滑的影响。打滑的影响。第27页，本讲稿共38页28应答器天线应答器天线应答器天线应答器天线o应答器天线始终发射一个应答器天线始终发射一个2727.095MHz.095MHz的激活信号，当列车通过应答的激活信号，当列车通过应答器时，应答器通过一个器时，应答器通过一个4.24Mhz4.24Mhz的的FSKFSK调制信号发送一数据流，这调制信号发送一数据流，这个信号被天线接收，并传输到个信号被天线接收，并传输到TRAINGUARD MT TRAINGUARD
32、 MT 车载计算机单元。天线车载计算机单元。天线的能量来自的能量来自TRAINGUARD MT TRAINGUARD MT 计算机。计算机。第28页，本讲稿共38页29ATPATPATPATP子系统原理子系统原理子系统原理子系统原理-轨旁和列车之间的通信设备轨旁和列车之间的通信设备轨旁和列车之间的通信设备轨旁和列车之间的通信设备o轨旁设备与车载设备间存在不同的通信信道。在每一个轨旁设备与车载设备间存在不同的通信信道。在每一个TRAINGUARD TRAINGUARD MTMT模型中的信道选择独立于模型中的信道选择独立于ATPATP功能。两种主要的通信级为：点功能。两种主要的通信级为：点式通信和
33、连续式通信。式通信和连续式通信。o点式通信意为在线路上特定的点进行车地信息传输。反之连续点式通信意为在线路上特定的点进行车地信息传输。反之连续式通信为可在线路全线进行车地传输。式通信为可在线路全线进行车地传输。o点式通信以应答器建立，应答器安装在线路上。列车上安装有点式通信以应答器建立，应答器安装在线路上。列车上安装有应答器天线，列车通过应答器时，信息将进行车地传输。应答器天线，列车通过应答器时，信息将进行车地传输。o连续式通信意味着无论是在车站还是站间，均可获得持续的连续式通信意味着无论是在车站还是站间，均可获得持续的通信。连续式通信是建立在无线自由传播基础之上的。通信。连续式通信是建立在无
34、线自由传播基础之上的。第29页，本讲稿共38页30轨旁电子单元轨旁电子单元轨旁电子单元轨旁电子单元LEULEULEULEUo轨旁电子单元（轨旁电子单元（LEULEU）被定）被定义为信号灯和可变应答义为信号灯和可变应答器之间的标准接口。一器之间的标准接口。一个信号显示可以被转化个信号显示可以被转化为电压及电流值，由为电压及电流值，由LEULEU读取后，选择对应报文通读取后，选择对应报文通过电缆传送至可变应答器。过电缆传送至可变应答器。多样适配器可对应所有的多样适配器可对应所有的信号显示。信号显示。第30页，本讲稿共38页31信息交换的安全性信息交换的安全性信息交换的安全性信息交换的安全性oTra
35、inguard MTTrainguard MT信号系统计算机间的通信通道本身是非安全的。传输信号系统计算机间的通信通道本身是非安全的。传输在不同的安全单元之间进行，采取了多种措施来保证安全通信。在不同的安全单元之间进行，采取了多种措施来保证安全通信。o安全相关的数据传输在安全相关的数据传输在SICASSICAS微机联锁系统微机联锁系统ATPATP轨旁设备（通轨旁设备（通过以太网），过以太网），ATPATP轨旁设备轨旁设备ATPATP轨旁设备（通过以太网），轨旁设备（通过以太网），ATPATP轨轨旁设备旁设备ATPATP车载设备（通过无线传输）之间进行。车载设备（通过无线传输）之间进行。o安全单
36、元间报文信息以适当的编码和程序进行保护，它可以同安全单元间报文信息以适当的编码和程序进行保护，它可以同时检测出几个误码位。具有检错功能的数据传输安全通信协议时检测出几个误码位。具有检错功能的数据传输安全通信协议提供一种侦错方法来检测报文。报文检错系统使用独特的标识，提供一种侦错方法来检测报文。报文检错系统使用独特的标识，序列号及侦错后缀。序列号及侦错后缀。第31页，本讲稿共38页32软件软件软件软件-车载计算机单元的软件（车载计算机单元的软件（车载计算机单元的软件（车载计算机单元的软件（OBCUOBCUOBCUOBCU）o使用经过故障使用经过故障-安全铁路应用认证的一个实时多任务操作系统。安全
37、铁路应用认证的一个实时多任务操作系统。一般的软件功能，比如任务管理，任务间通信，外设管理和安一般的软件功能，比如任务管理，任务间通信，外设管理和安全时基，均由操作系统的内核来完成。围绕内核的驱动层提供全时基，均由操作系统的内核来完成。围绕内核的驱动层提供到所使用硬件的特殊访问功能。到所使用硬件的特殊访问功能。o列车控制计算机的软件基于列车控制计算机的软件基于SIMIS TCCSIMIS TCC硬件。操作系统是硬件。操作系统是OS OS COSPAS 32COSPAS 32。OBCUOBCU的设备建立在该层的顶部。的设备建立在该层的顶部。ATPATP内核本身在顶层。该内核本身在顶层。该内核用内核
38、用C+C+语言编程。语言编程。oOBCUOBCU模块化的软件包括系统和应用软件以及配置数据。应用软件根据项模块化的软件包括系统和应用软件以及配置数据。应用软件根据项目特定的需求制作，并且独立于目特定的需求制作，并且独立于OBCUOBCU来开发。来开发。第32页，本讲稿共38页33车载计算机单元（车载计算机单元（车载计算机单元（车载计算机单元（OBCUOBCUOBCUOBCU）ATPATPATPATP主要应用模块主要应用模块主要应用模块主要应用模块 o驾驶模式和级别：驾驶模式和转换的确定驾驶模式和级别：驾驶模式和转换的确定o定点和定位：使用应答器，速度表和雷达进行位置和速度的确定点和定位：使用应
39、答器，速度表和雷达进行位置和速度的确定。定。o速度监督：制动曲线，速度曲线监测，临时限速。速度监督：制动曲线，速度曲线监测，临时限速。o列车监督：监测运行方向和后退，监测停稳，列车完整性的监测。列车监督：监测运行方向和后退，监测停稳，列车完整性的监测。o门监督：门释放，牵引释放。门监督：门释放，牵引释放。o线路数据库（线路数据库（TDBTDB）管理。）管理。o读应答器：读取欧式应答器。读应答器：读取欧式应答器。oWCU WCU 通信：与轨旁单元的通信。通信：与轨旁单元的通信。o通信管理器：与外部单元的通信。通信管理器：与外部单元的通信。o冗余管理：冗余管理，移交。冗余管理：冗余管理，移交。o服
40、务和诊断管理：维护和诊断数据的管理。服务和诊断管理：维护和诊断数据的管理。第33页，本讲稿共38页34软件软件-轨旁计算机单元软件（轨旁计算机单元软件（轨旁计算机单元软件（轨旁计算机单元软件（WCUWCUWCUWCU）主要模块）主要模块）主要模块）主要模块o列车跟踪和列车分离：利用联锁的占用报告（对无装备列车列车跟踪和列车分离：利用联锁的占用报告（对无装备列车/失效失效列车）和位置报告（对有装备列车）进行位置确定。列车）和位置报告（对有装备列车）进行位置确定。o移动授权的计算：考虑进路，元件，列车等状态的计算。移动授权的计算：考虑进路，元件，列车等状态的计算。o进路管理：对联锁系统元件状态的监
41、督；对于信号装备列车，不需地进路管理：对联锁系统元件状态的监督；对于信号装备列车，不需地面联锁信号（绿色信号机显示）。面联锁信号（绿色信号机显示）。o相邻相邻WCUWCU的管理移交：区域边界列车管理的移交。的管理移交：区域边界列车管理的移交。o安装数据的管理：比如线路数据库的管理。安装数据的管理：比如线路数据库的管理。o临时限速的管理：处理限速的安全遵照程序。临时限速的管理：处理限速的安全遵照程序。oOBCUOBCU通信通信：与车载单元的通信。：与车载单元的通信。oATSATS通信：与列车自动监督的通信。通信：与列车自动监督的通信。o站台控制站台控制：站台屏蔽门，安全门和紧急按钮的管理。：站台
42、屏蔽门，安全门和紧急按钮的管理。o服务和诊断：维护和诊断数据的管理。服务和诊断：维护和诊断数据的管理。第34页，本讲稿共38页35司机操作装置司机操作装置司机操作装置司机操作装置o司机操作装置（人机界面司机操作装置（人机界面HMIHMI）用来为给司机提供驾驶列车所需的）用来为给司机提供驾驶列车所需的所有信息，它是车载所有信息，它是车载ATP/ATOATP/ATO系统与司机之间的界面。系统与司机之间的界面。HMIHMI由一个由一个为司机提供信息的显示器及一个用于司机输入数据和命令的部分组成。为司机提供信息的显示器及一个用于司机输入数据和命令的部分组成。oHMIHMI为司机提供下列主要信息：列车实
43、际速度，列车允许速度，目标速为司机提供下列主要信息：列车实际速度，列车允许速度，目标速度，目标距离，驾驶模式，紧急制动，车门状态，出错信息等。度，目标距离，驾驶模式，紧急制动，车门状态，出错信息等。o更多的信息如后续里程的速度曲线，报警信号（听觉和视觉的），文本更多的信息如后续里程的速度曲线，报警信号（听觉和视觉的），文本信息或时间显示等也将显示给司机。信息或时间显示等也将显示给司机。HMIHMI既从既从ATPATP车载设备接收数据，车载设备接收数据，也从也从ATOATO车载设备接收数据。车载设备接收数据。第35页，本讲稿共38页36接口接口接口接口oTRAINGUARDMTTRAINGUARDMT是一个模块化设计的先进系统，对于所有的信号系统部件是一个模块化设计的先进系统，对于所有的信号系统部件提供灵活的接口。提供灵活的接口。第36页，本讲稿共38页问题和讨论?第37页，本讲稿共38页第38页，本讲稿共38页