基本介紹
- 中文名：列車自動控制系統
- 外文名：Automatic Train Control System
- 簡稱：ATC
- 分類：ATP、ATO、ATS、CI
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功能介紹
ATC（Automatic Train Control）系統可以自動控制列車速度，以避免超速、冒進、追撞等事故發生。ATC系統是一個完整的列車速度監督系統，它提供駕駛員一個連續的允行速度曲線。當列車行駛速度超過允許速度，剎車設備應自動強制其減慢速度，以確保行車安全。
台灣高速鐵路為了滿足至少3分鐘發一班列車之營運需求而採用數位ATC（Digital ATC，日本簡稱為D-ATC）系統。數位ATC系統使用了單一和緩之剎車曲線，以避免列車發生碰撞並控制列車之行車速度不超過允許速限或臨時速限。
數位ATC系統具有以下之優點：
- 使得隔站停靠（skip stop operation）班距縮短。
- 使得號誌班距（signaling headway）縮短。
- 使用單一之剎車曲線並於減速時提供更好之行車品質。
- 可傳送更多之資訊至列車上，使控制之彈性增加。
- 因傳送至列車之號誌信號包含軌道電路資訊，使資料可靠度增加。
- 系統以車上軟體導向，如未來有不同性能及特性之新列車，只需修改車上軟體，就能保持系統之性能。提高系統之可變性。
- 於駕駛室顯示列車前方軌道之狀況以提供司機員。
自動防護
定義
ATP作為列車自動控制系統ATC的子系統通過列車檢測、列車間隔控制和聯鎖（聯鎖設備可以是獨立的，有的系統也可以包含在ATP系統中）等實現對列車相撞、超速和其他危險的故障-安全防護列車自動控制系統。
功能
ATP是整個ATC系統的基礎。ATO和ATS子系統都依託於ATP子系統的工作。列車自動防護系統（ATP）亦稱列車超速防護系統，其功能為列車超過規定速度時即自動制動，當車載設備接收地面限速信息，經信息處理後與實際速度比較，當列車實際速度超過限速後，由制動裝置控制列車制動系統制動。
工作原理
ATP系統自動檢測列車實際運行位置，自動確定列車最大安全運行速度，連續不間斷地實行速度監督，實現超速防護，自動監測列車運行間隔，以保證實現規定地行車間隔。
自動運行系統
定義
該系統自動控制列車行駛、確保列車安全和指揮列車駕駛。ATC必須包括列車自動防護（ATP），可以包括列車自動監督（ATS）和列車自動駕駛（ATO）。
功能
列車自動駕駛用來代替司機來自動駕駛，包括平滑加速、調速和車站程式定點停車。ATO是一種完整的閉環自動控制系統，即列車一方面檢測本列車的實際行車速度，另一方面連續獲取地面給予的最大允許車速，經過計算機的解算，並依據其他與行車有關的因素如機車牽引特性、區間坡道、彎道等，求得最佳的行車速度，控制列車加速或減速，甚至制動。
工作原理
在列車自動駕駛系統中，司機起監督作用，因此要求這種系統獲得最大允許車速的信道和求解最佳速度的機車計算機等，要有更高的可靠性和實用性。目前列車自動操縱已套用在地下鐵道和市郊或兩市之間直達的客運幹線上。隨著微型計算機技術飛速發展，我國已經自主研發完成故障-安全型的列車自動操縱系統。
ATO輔助ATP工作，接受來自ATP的信息，其中有ATP速度指令、列車實際速度和列車走行距離。此外還從ATS子系統和地面標誌線圈接受到列車運行等級等信息。根據以上信息，ATO通過牽引/制動線控制列車，使其維持在一個參考速度上運行；並在設有禁止門地站台準確停車。
設備組成
司機室內微處理器構成地ATO/ATS模組有司機室的車底部標誌線圈和對位天線，以及每個車站ATC設備室內的車站停車模組架和沿每個站檯布置的一組地面標誌線圈。當列車停車位置在允許的誤差範圍內，地面對位天線會收到車載對位天線傳送的列車停穩信號，然後進行開關門和禁止門的操作。
自動監督
定義
作為列車自動控制系統ATC的子系統監督列車、自動調整列車運行以保證時刻表，提供調整服務的數據以儘可能減小列車未正點運行造成的不便。
功能
自動進行列車運行圖管理，及時調整運行計畫，監控列車進路，自動顯示列車運行和設備狀態，完成電氣集中聯鎖和自動閉塞的要求，自動繪製列車實際運行圖，車站旅客導向，車輛檢修期的管理，列車的模擬仿真等。
工作原理
列車自動監督主要是通過計算機來組織和控制行車的一套完整的行車指揮系統。ATS將現場的行車信息及時傳輸到行車指揮中心，中心將行車信息綜合後，適時無誤的向現場下達行車指令，以保證準確、快速、安全、可靠。
控制方式
ATS控制方式有集中控制i、分散控制和分散自治控制。其中早期採用集中控制方式；目前主要採用集中監視、分散控制的方式；分散自製控制方式為新開發的，目前使用不多。
設備組成
ATS主要設備有線路模擬表示盤、計算機、印表機、電視監視器和控制台等。
計算機聯鎖
定義
計算機聯鎖利用計算機對車站作業人員的操作命令及現場表示的信息進行邏輯運算，從而實現對信號機及道岔等進行集中控制，使其達到相互制約的車站聯鎖設備，即微機集中聯鎖。
功能
計算機聯鎖（CI）利用計算機對車站作業人員的操作命令及現場表示的信息進行邏輯運算，從而實現對信號機及道岔等進行集中控制，使其達到相互制約的車站聯鎖設備，即微機集中聯鎖。它是一種由計算機及其他一些電子、電磁器件組成的具有故障― 安全性能的實時控制系統。
為了保證車站行車安全和調車作業安全，對信號機與道岔之間及信號機與信號機之間所應滿足的聯鎖要求，參見“聯鎖”條目。
組成
計算機聯鎖系統由硬體設備和軟體設備構成。硬體設備包括聯鎖計算機（完成聯鎖功能和顯示功）、安全檢驗計算機（用以檢驗聯鎖計算機的運行情況，發現故障可導向安全）、彩色監視器、微型集中操縱台、安全繼電輸入輸出接口櫃、計算機聯鎖專用電源屏以及現場信號機、轉轍機、軌道電路等室外設備。軟體設備是實現進路、信號機和道岔相互制約的核心部分，由兩部分組成：一是參與聯鎖運算的車站資料庫；二是進行聯鎖邏輯運算，完成聯鎖功能的應用程式。車站資料庫包括車站賦值表、車站聯鎖表、按鈕進路表、車站顯示數據等。應用程式由多個程式模組組成，即系統管理程式模組、時鐘中斷管理程式模組、表示信息採集及信息處理程式模組、操作命令輸入及分析程式模組、選路及轉岔程式模組、信號開放程式模組、解鎖程式模組和站場彩色監視器顯示程式模組等。
主要使用ATC的路線
日本
JR新幹線
JR在來線
私鐵
- 東急東橫線（ATC-P）
- 東急田園都市線（新CS-ATC）
- 東急大井町線（ATC-P）
- 東急目黑線（ATC-P）
- 京王線（京王ATC）
- 京王相模原線（京王ATC）
- 京王高尾線（京王ATC）
- 京王井之頭線（京王ATC）
- 首都圈新都市鐵道筑波快線（新CS-ATC）
- 東武東上線（T-DATC）
- 西武有樂町線（CS-ATC）
- 橫濱高速鐵道港未來線（ATC-P）
地下鐵路
- 東京地下鐵銀座線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵丸之內線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵日比谷線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵東西線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵千代田線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵有樂町線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵半藏門線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵南北線（新CS-ATC）
- 東京地下鐵副都心線（新CS-ATC）
- 東京都交通局三田線（新CS-ATC）
- 東京都交通局新宿線（D-ATC）
- 東京都交通局大江戶線
- 名古屋市交通局東山線（新CS-ATC）
- 福岡市營地下鐵
中國台灣
- 台灣高速鐵路（D-ATC）
