一种用于有轨电车的ATP系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于有轨电车的ATP系统，该ATP系统包括车载主机、车载信标天线、车载DMI、ATP按钮及ATP指示灯、速度传感器和轨旁信标，所述的车载主机分别连接车载DMI、速度传感器、车载信标天线和ATP按钮及ATP指示灯，所述的轨旁信标通过车载信标天线连接车载主机。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下优点：能够对列车进行高可靠性、高稳定性的连续定位，提升了轨旁信标的可靠性等。

An ATP System for Trams

The present invention relates to an ATP system for a tramcar, which comprises an on-board main engine, an on-board beacon antenna, an on-board DMI, an ATP button and an ATP indicator lamp, a speed sensor and an on-track beacon. The on-board main engine is respectively connected with a on-board DMI, a speed sensor, an on-board beacon antenna, an ATP button and an ATP indicator lamp, and the on-board beacon antenna is connected to the on-board vehicle through an on-board beacon antenna. Host. Compared with the prior art, the invention has the following advantages: it can continuously locate the train with high reliability and stability, and improves the reliability of the track beacon, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种用于有轨电车的ATP系统
本专利技术涉及轨道交通有轨电车信号系统领域，尤其是涉及一种用于有轨电车的ATP系统。
技术介绍
现代有轨电车系统作为一种新兴城市公共交通方式，具有运量适中、速度快、绿色环保、弹性灵活、舒适新颖以及建造成本较低等特点，正在世界范围内复苏。在我国，现代有轨电车也逐渐开始承担特大城市的郊区接驳与中小城市骨干交通的功能。而复杂的道路交通环境、半封闭式的轨道、逐步增长的客流等因素都对现代有轨电车提出了更快、更安全的要求。对于目前采用人工驾驶的有轨电车，存在司机注意力不集中、对事件预判不足等潜在的安全隐患，加之有轨电车运行在城市道路环境上，沿线弯道、交叉口众多，线路走向以及运行环境往往较为复杂，进一步加大了司机安全驾驶的难度。因此，有轨电车运行中的安全问题更需要进行关注并加以防护。目前，我国在建与开通的有轨电车项目中，尚未开通采用自动驾驶的线路，均为人工驾驶，依靠司机目视行车来确保列车的运行安全。因此，针对现有状况，实现有轨电车运行实时防护，辅助司机安全驾驶有轨电车的需求越发迫切。此外，国内仅有极少数线路采用了列车自动防护功能(AutomoticTrainProtection，简称ATP)来保障列车运行安全，本专利技术采用的是基于列车位置的防护，针对限速区进行基于位置-速度曲线的动态防护，以满足对列车运行实时防护的动态需求。且此种方式需在线路沿线特定位置埋设信标，以实现列车精准的轨道定位，提高安全防护等级，能够实现SIL2级安全标准。有轨电车安全性的一大重要指标为列车的运行速度，列车必须严格按照运行限速来运行，不可超速，因此在有轨电车的运行防护中，如何实现对列车运行速度的实时监控与防护，对有轨电车安全运行具有极为重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于有轨电车的ATP系统。一种用于有轨电车的ATP系统，该ATP系统包括车载主机、车载信标天线、车载DMI、ATP按钮及ATP指示灯、速度传感器和轨旁信标，所述的车载主机分别连接车载DMI、速度传感器、车载信标天线和ATP按钮及ATP指示灯，所述的轨旁信标通过车载信标天线连接车载主机；所述的车载主机是有轨电车运行控制的核心设备，用于实现定位、运营管理、进路请求、路口优先、列车防护和故障告警；当所述的车载信标天线在设定距离上扫过轨旁信标时，二者建立通信，并进行安全的数据交互；所述的车载DMI向司机显示由车载主机发送的列车位置、列车状态、列车速度和故障告警信息，用于为司机的驾驶提供运营计划、实时速度、安全告警和设备状态信息，辅助司机安全驾驶；所述的速度传感器安装在有轨电车不同的轮轴上，用于采集并向车载主机传送速度脉冲信号，所述的车载主机根据收到的脉冲信号推算列车的实时行车速度与位移，判别列车车轮的打滑或空转情况。优选地，所述的轨旁信标布设在轨道上，内部存储了线路信息，所述的轨旁信标包括有源信标和无源信标，所述的有源信标指具备接收外部输入功能的信标，所述的无源信标指不具备接收外部输入功能的信标。优选地，所述的ATP系统通过无源信标的方式来向有轨电车传送线路静态超速防护区的安全位置信息，针对同一限速区布设两个无源信标，两个无源信标中存储同一限速区的信息，在有轨电车经过时都会受到车载信标天线激励，向列车发送限速区信息。优选地，所述的静态超速防护区是指线路上一段限速恒定的区域，在此区域内只有唯一且恒定的限速，所述的两个无源信标相距ΔXtag，在正常情况下，两个无源信标同时工作，ATP系统将会以最新读取到那个的信标数据为准对列车进行超速防护；当有一个信标失效时，列车将会以读到的信标数据为准来进行超速防护，并会在经过ΔXtag未读取到第二个信标时，向司机与控制中心发出丢失信标的告警；如果同一组信标都未读到，则同样会触发信标丢失告警。优选地，所述的ATP系统通过有源信标的方式来向有轨电车传送线路动态超速防护区的安全位置信息，所述的有源信标根据不同情况向有轨电车发送不同的信息；针对同一限速防护区布设两个有源信标，两个有源信标中存储同一限速区的信息，在有轨电车经过时都会受到车载信标天线激励，向列车发送限速区信息。优选地，所述的动态超速防护区则是针对某一区域会有几个不同的限速值，限速值取决于针对不同情况下的运行防护需求，所述的有源信标内部针对输入进行编码，并连接轨旁的信号控制机，当信号控制机将当前的信号状态发送给有源信标时，有源信标根据输入的不同，选择发送对应的数据信息，其中当前的信号状态包含直行、左右转、禁止、过渡，当车载信标天线扫过有源信标时，接收到数据信息，并发送给车载主机，使车载主机能够获取到前方信号机与进路的状态。优选地，两个所述的有源信标相距ΔXtag，在正常情况下，两个有源信标同时工作，ATP系统将会以最新读取到的信标数据为准对列车进行超速防护，当有一个信标失效时，列车将会以读到的那个信标数据为准来进行超速防护，并会在经过ΔXtag未读取到第二个信标时，向司机与控制中心发出丢失信标的告警；如果同一组信标都未读到，则同样会触发信标丢失告警；当前方信号机为直行信号时，信号控制机向有源信标发送限速1的限速信息，当前方信号机为右转信号时，信号控制机向有源信标发送限速2的限速信息，当前方信号机为禁止信号时，控制机向有源信标发送立即停车的信息，即列车不可越过防护的道岔区域；针对同一限速防护区的两个有源信标，对同一个数据源的输入，应产生不同的输出。优选地，所述的ATP按钮布置于司机驾驶台或人机交互界面DMI上，包括制动缓解按钮和ATP切除按钮：所述的制动缓解按钮用于司机缓解EB与SB的设备，当列车速度降低至缓解速度以下时，能够确认与释放ATP触发的列车制动；所述的ATP切除按钮用于当列车遇到特殊情况，需要在不触发SB或EB的状态下行驶时切除ATP。优选地，所述的ATP指示灯布置于司机驾驶台或人机交互界面DMI上，包括ATP状态灯和EB施加灯，所述的ATP状态灯用于显示ATP系统的工作状态，所述的EB施加灯用于指示当前ATP是否输出了紧急制动EB。优选地，所述的ATP系统根据列车的机械特性，搭建列车在紧急制动过程中的运动学模型，确定列车在制动过程中各阶段的参数，以能量守恒定律为基础，推到列车在紧急制动过程中的能量变化公式，并计算列车紧急制动过程中初末态的动能变化以及防护点限速下列车不可超越的速度阈值；所述的ATP系统判断列车当前的动能是否安全，如果出现超能状态，则需立即施加紧急制动，对列车运行进行防护；如果接近超能状态，则当超过告警限速时向司机输出告警信息，当超过常规制动(SerivceBrake)限速时，触发常规制动；当车速因为EB或SB降低，恢复到安全速度后，司机通过驾驶台按压按钮的方式执行对EB或SB的缓解，操作列车继续运行；所述的ATP系统实时监测自身与各设备状态，当出现可能导致ATP系统失效的故障出现时，向司机输出告警，并给予司机设定的安全时间，在该时间内让司机能够从容的在站点停车来疏散乘客，并在有轨电车停车或超出安全时间后立马施加EB，确保列车不会在非安全的状态下继续运行。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术考虑到有轨电车车载的超速防护功能，采用了能够实时获取准确、安全列车位置的车载控制系统，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于有轨电车的ATP系统，其特征在于，该ATP系统包括车载主机、车载信标天线、车载DMI、ATP按钮及ATP指示灯、速度传感器和轨旁信标，所述的车载主机分别连接车载DMI、速度传感器、车载信标天线和ATP按钮及ATP指示灯，所述的轨旁信标通过车载信标天线连接车载主机；所述的车载主机是有轨电车运行控制的核心设备，用于实现定位、运营管理、进路请求、路口优先、列车防护和故障告警；当所述的车载信标天线在设定距离上扫过轨旁信标时，二者建立通信，并进行安全的数据交互；所述的车载DMI向司机显示由车载主机发送的列车位置、列车状态、列车速度和故障告警信息，用于为司机的驾驶提供运营计划、实时速度、安全告警和设备状态信息，辅助司机安全驾驶；所述的速度传感器安装在有轨电车不同的轮轴上，用于采集并向车载主机传送速度脉冲信号，所述的车载主机根据收到的脉冲信号推算列车的实时行车速度与位移，判别列车车轮的打滑或空转情况。

【技术特征摘要】
1.一种用于有轨电车的ATP系统，其特征在于，该ATP系统包括车载主机、车载信标天线、车载DMI、ATP按钮及ATP指示灯、速度传感器和轨旁信标，所述的车载主机分别连接车载DMI、速度传感器、车载信标天线和ATP按钮及ATP指示灯，所述的轨旁信标通过车载信标天线连接车载主机；所述的车载主机是有轨电车运行控制的核心设备，用于实现定位、运营管理、进路请求、路口优先、列车防护和故障告警；当所述的车载信标天线在设定距离上扫过轨旁信标时，二者建立通信，并进行安全的数据交互；所述的车载DMI向司机显示由车载主机发送的列车位置、列车状态、列车速度和故障告警信息，用于为司机的驾驶提供运营计划、实时速度、安全告警和设备状态信息，辅助司机安全驾驶；所述的速度传感器安装在有轨电车不同的轮轴上，用于采集并向车载主机传送速度脉冲信号，所述的车载主机根据收到的脉冲信号推算列车的实时行车速度与位移，判别列车车轮的打滑或空转情况。2.根据权利要求1所述的一种用于有轨电车的ATP系统，其特征在于，所述的轨旁信标布设在轨道上，内部存储了线路信息，所述的轨旁信标包括有源信标和无源信标，所述的有源信标指具备接收外部输入功能的信标，所述的无源信标指不具备接收外部输入功能的信标。3.根据权利要求2所述的一种用于有轨电车的ATP系统，其特征在于，所述的ATP系统通过无源信标的方式来向有轨电车传送线路静态超速防护区的安全位置信息，针对同一限速区布设两个无源信标，两个无源信标中存储同一限速区的信息，在有轨电车经过时都会受到车载信标天线激励，向列车发送限速区信息。4.根据权利要求3所述的一种用于有轨电车的ATP系统，其特征在于，所述的静态超速防护区是指线路上一段限速恒定的区域，在此区域内只有唯一且恒定的限速，所述的两个无源信标相距ΔXtag，在正常情况下，两个无源信标同时工作，ATP系统将会以最新读取到那个的信标数据为准对列车进行超速防护；当有一个信标失效时，列车将会以读到的信标数据为准来进行超速防护，并会在经过ΔXtag未读取到第二个信标时，向司机与控制中心发出丢失信标的告警；如果同一组信标都未读到，则同样会触发信标丢失告警。5.根据权利要求2所述的一种用于有轨电车的ATP系统，其特征在于，所述的ATP系统通过有源信标的方式来向有轨电车传送线路动态超速防护区的安全位置信息，所述的有源信标根据不同情况向有轨电车发送不同的信息；针对同一限速防护区布设两个有源信标，两个有源信标中存储同一限速区的信息，在有轨电车经过时都会受到车载信标天线激励，向列车发送限速区信息。6.根据权利要求5所述的一种用于有轨电车的ATP系统，其特征在于，所述的动态超速防护区则是针对某一区域会有几个不同的限速值，限速值取决于针对不同情况下的运行防护需求，所述的有源信标内部针对输入进行编码，并连接轨旁的信号控制机，当信号控制机将当前的信号状态发送给有源信...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳扬，刘华祥，蒋耀东，孙军峰，邢艳阳，王兆耀，叶浩，韩海亮，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31