浅析设备的可靠性 [浅析车载ATP设备安全可靠性]
摘 要对南京地铁一号线的车载ATP功能进行简单的介绍,分析该设备如何能够保证列车的安全运营。 关键词ATP含义;ATP功能;紧急制动 中图分类号U2 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0126-01
1列车自动防护子系统(ATP子系统)概述
1.1车载ATP设备的含义
车载ATP设备是指列车自动保护子系统,是基于SIMIS故障-安全计算机二取二系统。
1.2 车载ATP设备的组成
车载ATP设备包括:①ATP车载单元。ATP车载单元使列车遵照列车移动许可运行,以保证行车安全。违反移动许可会引起ATP车载单元执行紧急制动,并使列车停稳。②两个ATP天线。ATP天线安装在列车下部、行车轨道上方。它们能感应到由轨道里音频轨道电路电流的信号和SYN环线的电流。③两个速度传感器OPG。测速电机(OPG)为ATP功能提供输入,ATP完成同列车安全运行相关的速度,距离和方向信息的计算。④服务/自诊断在ATP车载设备的运行阶段,服务/诊断接口提供了信息处理记录设备;它还允许安全数据输入至ATP车载单元(例如:车轮轮径和制动曲线)。
1.3驾驶模式
南京地铁一号线驾驶模式有下列几种:
ATO模式 ATP监督下的ATO列车自动驾驶
SM模式 ATP 监督人工驾驶
RM模式 ATP限制允许速度的人工驾驶
关断模式 非限制速式人工驾驶无ATP监督
AR模式 自动折返驾驶
2列车自动防护子系统(ATP子系统)功能
2.1ATP监督功能:负责保证列车运行的安全
2.1.1速度监督功能
如果实际列车速度超过允许速度加上一个速度偏差值4KM/H时,列车实施紧急制动。
1)RM速度监督模式。这种模式下,车载ATP监督列车的实际速度,当速度超过29KM/H时,列车立即产生紧急制动。
2)最大列车允许速度的监督。这项速度监督子功能是以限制列车运行速度到最大允许值(80KM/H)为目的。它在SM,ATO和AR模式中有效,当列车的实际速度超过允许的最大速度4KM/H的时候,列车立即产生紧急制动。
3)停车点的监督。这项速度监督子功能是以保证列车停在停车点为目的。安全停车点是基于危险点定义的,危险点是不能被超越的点,如果危险点被超越,将出现危险情况,因此要提供足够的保护区段给危险点。
4)限制式速度起始点的监督。这项速度监督子功能是保证列车在起始点就按照速度限制运行。
5)进入速度监督。进入速度为列车进入前方下一轨道区段的最大允许速度,这项速度监督子功能是以保证列车同进入速度监督为一致。
6)线路允许速度的监督。这项速度监督子功能是以保证列车运行同其所在位置的线路允许速度监督一致。
2.1.2方向监督功能
方向监督功能的作用是监督列车在“反方向”运行中的任何移动,如果此方向的移动距离超过规定值,那么就会实施紧急制动。
2.1.3车门释放功能
车门释放功能保证只有列车停在车站、列车停稳和列车停在停车窗内三个条件同时满足时才给出允许开门。
2.1.4车门监督功能
ATP车载单元能够防止在站外开门和站内开错门。
2.1.5紧急停车监督功能
紧急停车监督功能的目的是,如果接收到紧急制动报文在最短距离内停车。
2.1.6外部触发的紧急制动监督功能
车载ATP设备在收到外部设备或司机触发的不安全的指令后会立即产生紧急制动。
2.1.7报文监督功能(TSV)
报文监督功能(TSV)是监测从ATP传输功能接收到的报文。如果检测出报文传输中断持续超过5秒钟,并且列车运行超过10米的距离,报文监督功能会触发一个紧急制动。
2.1.8内部监督功能
内部运行监督功能是监督ATP车载设备的正常工作,在ATP车载单元内部的故障被检测出来的情况下,实施紧急制动且列车停稳。
2.2ATP服务功能:负责完成ATP监督功能
2.2.1速度和距离功能
基于测速电机(OPG)的输入,测速功能负责测定运行距离,列车的速度,和运行的方向。距离是根据各数字音频轨道电路的始端来测量的,并通过使用测速电机的输入和固定数据(车轮直径)来决定。
2.2.2折返功能/改换驾驶室
在折返有效时,列车另一端驾驶室里的折返按钮会闪亮,表示司机驾驶室现在已经可以使用。同一或另外的司机打开现为前驾驶室的司机操作控制台,ATP车载单元进入SM模式并准备列车的返回运行。
2.3列车故障信息和紧急制动的记录
ATP车载单元有存储模块和诊断接口。当车载设备发生故障或列车发生紧急制动时,故障信息或紧急制动信息会被储存,另外车载单元的一些状态也会被记录。
2.4服务/诊断功能
安全数据输入功能允许输入同ATP相关的列车数据。由于数据同安全相关,因此数据输入采用了密码保护的方法。
由安全数据输入功能处理的数据包括:①车轮直径。②最大列车允许速度。③ATP故障等级。
只有专业人员才能通过诊断手提电脑输入数据,这些数据可用在ATP功能的速度、距离服务和监控子系统功能中。
ATP系统设备是一个重要系统,因为ATP故障会发生安全问题,因此ATP系统设计时遵循SIMIS原则设计,采用二取二系统(双通道),两个系统的计算机由两台独立的,指令同步的,相同编程的微机组成,这两台微机的结构相同。处理数据平行地读入到各通道内,且同步进行处理。假如比较器检测出现故障,任何一台比较器都可以实施SIMIS安全关断。系统设计的原理是在SIMIS安全关断时,总会中断处理,并达到故障导向安全的状态。
参考文献
[1]林瑜筠.城市轨道交通信号设备[M].北京:中国铁道出版社,2006.
[2]雷阳明.ATP车载系统功能分析[J].铁道通信信号,2007,09.