ATO在京津城际铁路的应用研究

张琳

摘要：自京津城际投入运营以来，其社会效益和经济效益已有明显体现，为京津经济一体化做出了巨大的贡献。为提高京津城际线路的自动化、提高乘客的舒适度，适当降低司机的劳动强度，假定在京津城际铁路信号系统既有的CTCS基础扩展ATO功能，来满足以上的需求。该文简要的介绍在京津城际上新增加ATO的功能，即列车自动运行、站台精准停车及车门与安全门联动的功能实现方法以及新增的ATO所需的设备。

关键词：京津城际；ATO；CTCS-2

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）23-0245-02

Abstract： Since the intercity railway put into use from Beijing toTianjin which promote the society and economic and make grate contribution to the unite of the two city. To promote the grade of the automatic and the comfortable to the passengers. And reduce the work of the driver. Imagine to add the function of ATO based on the CTCS in the Beijing-Tianjin Intercity to meet the increased the demand. This paper briefly describes the ATO which contain the train work automatic、 stop accurate and the interface with the platform screen door. The paper also describe the equipment used for ATO.

Key words： Beijing-Tianjin Intercity；ATO；CTCS-2

1 研究背景及意义

于2008年建成通车的京津城际列车不同于近些年修建的城际列车，其采用CTCS-3D级列控系统，该列控系统包括西门子有限公司的TRAINGUARD型列控系统和国内的CTCS-2级列控设备。该线路高密度、公交化、准时、舒适、安全的特点为京津一体化进程做出了巨大的贡献。但是随着铁路近些年的高速发展，特别是城市轨道交通的发展，为我国铁路持续健康的发展提供了新的技术并提供了新的发展空间，提供了新的思路。本文旨在探讨在京津城际中增加ATO功能的可行性，ATO的加入将使京津城际列车的智能化得到大幅度的提升，并大量的减轻了司机的工作压力和强度，并且提高了列车的运行效率。

2 ATO在京津城际中可实现的功能

列车控制系统+ATO列控系统由车载设备和地面设备构成。于2008年建成通车的京津城际列车不同于近些年修建的城际列车，采用CTCS-3D级列控系统，该列控系统包括西门子有限公司的TRAINGUARD型列控系统和国内的CTCS-2级列控设备。其改造难度大。车载设备有车载控制器，司机显示单元、信标天线和编码里程计。地面设备有：调度集中系统（CTC）、列控中心（TCC），ZPW-2000系列轨道电路、车-地双向通信系统（TWC）、应答器及精确定位等设备。

如图1为系统结构图。

2.1 列车自动运行

为实现列车自动驾驶功能，ATO系统需要ATP及CTC系统的支持。根据CTC传递来的计列车运行计划等信息及ATP提供的列车运行速度、线路允许速度、限速和目标速度，ATO根据ATP和CTC提供的信息，通过控制算法输出控车级位或牵引动力给车辆，实现自动运行功能。 在满足列车运行安全和满足运营能力的前提下，为尽大程度提高列车能量使用效率及乘客的舒适感。列册在区间正常运行的情况下，信号系统只会发出一次性的牵引、惰性和制动指令或应尽量减少列车的牵引及制动次数。

2.2 站台精准停车

在高架站上设置安全门后，为实现列车车门与安全门的精准，考虑到京津城际的复杂性，为实现此功能需增设感应环线传输设备。感应环线传输技术较为成熟，对其他系统产生的影响小，施工简单。感应环线分为无源感应环线及有源感应环线。感应环线应安装在钢轨中间的固定位置。将感应环线调至特定的频率，当列车的接收天线接近该线圈时，列车可以从环线获得位置和线路信息。车载ATO计算机通过感应环线内的数据生成制动曲线，保证ATO控制列车精准停车。

2.3 列车车门与安全门联动功能

京津城际没有地下部分，故在站台增设安全门。在以ATO方式停站后，只有当列车停在适当的误差允许范围，即列车线圈与地面感应环线感应耦合的情况下，列车车门与安全门才能联动。当列车正常停靠站台并发送“列车停稳”信息到CTC，列控中心向车载发送开门信息，列车上的允许开门灯亮，司机按压开门按钮，车辆向车载发送开门信息，ATO的停车系统向CTC发送车辆信息。当TCC中的停车计时器到时后，开门码取消，司机按压关门按钮关闭车门，车辆向车载发送关门信息，列车停车系统取消车载到轨旁的信息，列控中心收到车辆关门信号后，下达关闭安全门信息。当安全门完全关闭且锁闭时，安全门提供一个安全信号给列控中心。列控中心收到后，向车载发送允许发车的命令。

3 京津城际铁路增加ATO功能设备

京津城际铁路信号系统只需在CTCS-2和ETCS-1的基础上增加ATO功能设备，就能满足运营需求。ATO的功能设备主要由轨旁设备、室内设备和车载设备。

3.1 轨旁设备

轨旁设备主要由ZPW-2000A系列轨道电路、应答器、及TWC构成。在京津城际上增设TWC设备，即感应环线。感应环线的设置需考虑到列车的制动性能，线路情况，在区间设置无源感应环线，在车站及停车点处增设有源感应环线。如图1中所示。

3.2 室内设备

ATO室内设备主要包括ATO的功能模块和继电接口。继电接口用于ATO功能模块与站台安全门的接口。由联锁系统采集站台安全门的状态信息并将该信息传递给列控中心、车载ATO并将列车信息及车门状态信息传递个站台安全门，完成ATO与安全门的联动。为减少对原有系统的影响和减少调试的难度，单独增设ATO接口设备和列控中心的设备。

3.3 车载设备

考虑到京津城际铁路上运行的列车类型较多，且ATO不具备故障-安全的特性，为不影响列控安全计算机的安全，可在现有的车载设备基础上，在每列车两端各增设一套ATO控制单元。如图1系统结构图所示。ATO控制单元与现有的系统完成列车自动运行、列车精准停车、列车车门与安全门联动功能。

4 结束语

时代的发展，技术的进步使得人们的思 维得到了极大的发展，信号系统在保证安全的前提下大胆的创新。ATO的加入将使京津城际列车的智能化得到大幅度的提升，并大量的减轻了司机的工作压力和强度，并且提高了列车的运行效率。同时对类似城际铁路升级改造有着借鉴作用。

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