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ATS子系统基本原理

ATS子系统基本源理

ATS子系统(以下称为ATS系统)主要实现对列车运转的督查

和控制,包括:

列车运转情况的集中督查、自动排列进路、自动

列车运转调整、自动生成时辰表、自动记录列车运转实迹、

自动进行运转数据统计及自动生成报表、自动监测设施运转状态

等,辅助调换人员对全线列车进行管理。

一、ATS系统的基本看法

ATS系统主若是实现对列车运转及所控制的道岔、信号等设施

运转状态的督查和控制,给行车调换人员显示出全线列车的运转

状态,督查和记录运转图的执行情况,在列车因故偏离运转图时

实时做出调整,辅助行车调换人员达成对全线列车运转的管理。

ATS在ATP和ATO系统的支持下,依照运转时辰表达成对全线

列车运转的自动监控,可自动或由人工督查和控制正线(车辆段、

停车场、试车线除外)列车进路,并向行车调换员和外面系统提

供信息。

ATS功能由位于控制中心内的设施实现。

ATS系统功能主要刨舌:

时辰表编写、列车运转监事、列车自

动调整、自动抖陌哒尽各等。

ATS工作方式为集中管理,分别控

制。

ATS系统能与ATP系统、计算机联锁设施或继电联锁设施配套

使用,并有与时钟系统、旅客导游系统和综合监控系统的接口。

ATS系统负责监控列车的运转,是非安全系统。

二、ATS系统组成

COM服务ATS系统由控制中心设施、车站设施、车辆段设施、列车鉴别

系统及列车发车计时

器等组成。

控制中心设施属于ATS系统,是ATC的中心。

用于状态表示、运转控制、运转调整、车次追踪、时辰表编制及运转图绘制、运转报告、调换员培训、与其他系统的接口。

控制中心ATS设施主要包括:

中心计算机系统、综合显示屏、调换员及调换长工作站、运转图工作站、培训/模拟工作站、绘

图仪和打印机、维修工作站、UPS及蓄电池。

其中,综合显示屏、调换员及调换长工作站设于主控制室,控制主机、通信办理器、

数据库服务器、维修工作站设于设施室,运转图工作站设于运转图室,绘图仪和打印机设于打印室,培训/模拟工作站设于培训室,UPS设于电源室,蓄电池设于蓄电池室。

(1)中心计算机系统

中心计算机系统包括:

控制主机、COM通佩服务器、ADM服务器、TTE服务器、局域网及各自的外面设施。

为保证系统的可

靠性,主要硬件设施均为主/备双套热备方式,可自动或人工切换。

系统能满足自动控制、调换员人工控制及车站控制的要求。

实质的进度映像都储藏在COM服务器上。

所有从联锁和外面设施发送来的数据都由COM服务器最先获取和办理。

一些应用功能也由COM服务器激活,并在此服务器上运转,如列车自动调整、自动列车追踪、自动进路设置等功能。

所以,

器是自动调整功能的中心部分。

ADM服务器(系统管理器)用于系统数据储藏,办理所有不

受运转事件影响的数据,如系统配置、计划时辰表、计划运转图

等。

平常在系统启动时或收到一个咨询指令时或对某一设施的参

数进行设置时才需要。

列车自动调整功能所需要的计划时辰表数

据,就是在系统启动时从ADM服务器中读得的。

TTE服务器(时辰表编写器)建立离线时辰表的操作者平台。

时辰表的编译也是TTE服务器的任务。

ADM服务器储藏的计划时辰表由TTE服务器供给。

2)综合显示屏

综合显示屏用来督查正线列车运转情况及系统设施状态,由

显示设施和相应的驱动设施组成。

3)调换员工作站及调换长工作站·

调换员工作站及调换长工作站,用于行车调换指挥,与ATC

计算机系统接口,是实质操作平台,使调换员能在控制中心督查和控制联锁设施及列车的运转,如需要可显示计划运转图和实迹运转图。

调换员能将系统投人列车自动调整,必要时可人工干预。

典型的配置是32位台式机、显示器、键盘(带功能键)、鼠标。

设两个调换员工作站,它们与正线运转相关。

调换长工作站是备用控制台,它能取代或扩大其他两个工作站中任一个的工作。

4)运转图工作站

用于运转计划的编制和更正,经过人机对话能够实现对运转

时辰表的编写、更正及管理。

5)培训/模拟工作站

培训/模拟工作站配有各种系统的编写、装置、连接和系统

组成工具以及列车运转仿真的软件。

它可与调换员工作站显示相同的内容,有相同的控制功能,能仿真列车在线运转及各种异常情况,而不参加实质的列车控制。

实习调换员可经过它模拟实质操作,培养系统控制和各种情况下的办理能力。

6)打印机服务器、绘图仪和打印机

打印服务器缓冲和协调所有操作员和实时局件激活的打印任

务。

彩色绘图仪和彩色激光打印机,用于输出运转图及各种报表。

(7)维修工作站主要用于ATS系统的保护、ATC系统故障报警办理和车站信号设施的监测。

(8)局域网

把当地和远程工作站、服务器的PLC连接在一起。

以太网赞成各成员间进行高速数据交换(10Mbit/s)。

(9)UPS及蓄电池

控制中心装备在线式UPS及可供给30min后备电源的蓄电池。

运转控制中心一般设在城市轨道交通线路的较大车站,它配

套现代化、高性能、模块化的控制系统,是基于灵便的工作站结构。

工作站的硬件设置相同,所不相同的是扩展的内存和接口板,拥有与分其他联锁设施、综合自动化系统、旅客导游系统等通信

的界面。

控制中心与各站联锁设施间由遥控系统联系,如过程连

接单元达成所有分别接口与联锁装置及ATO系统的通信控制,车

辆段服务器把车辆段的两台远程MMI与控制中心连接起来。

2.车站设施

车站分集中联锁站和非集中联锁站,设施不相同。

(1)集中联锁站设施

集中联锁站设有一台ATS分机,是ATS与ATP地面设施和ATO地面设施接口,用于连接联锁设施和其他外面系统,收集车站设施的信息,传达控制命令,使车站联锁设施能接收ATS系统的控制,以实现车站进路的自动控制。

为从联锁设施获取所需数据,

装备了采用可编程控制器的远程终端单元。

采用模块化设计,扩展十分简单。

它还控制站台上PIIS的列车目的显示器、列车到发时间显示器和发车计时器DTI。

车站ATS设施的功能有:

①接收、储藏其管辖范围内当日的列车计划时辰表;

②依照计划时辰表及列车运转情况,自动控制及办理管辖范

围内的列车进路,包括进、出正线,终端站折返进路等;

③特别情况下,能够按控制中心设定的运转间隔控制列车运转;

④依照计划时辰表自动控制列车到站及出发时辰;⑤收集管辖范围内的所有各车站的列车运转信息、设施工作

状态,并将这些信息送至控制中心ATS;

⑥实现本管辖范围内的列车车次追踪;

⑦控制无道岔车站的RTU设施,并向相邻的ATS设施传达相关

信息;

⑧控制ATO地面设施,向列车传达运转控制信息。

(2)非集中联锁站设施

非集中联锁站不设ATS分机。

非集中联锁站的PTI,PIIS和DTI

均经过集中联锁站的ATS分机与ATS系统联系。

有岔非集中联锁

站的道岔和信号机由集中联锁站的计算机控制,经过集中联锁站

的ATS分机接收ATS系统的控制命令。

3.车辆段设施

1)ATS分机

车辆段设一台ATS分机,用于收集车辆段内存车库线的列车占用及进/出车辆段的列车信号机的状态,在控制中心显示屏上给出以上信息的显示,以便控制中心及车辆段值班员及车辆管理人员认识段内停车库线列车的车次及车组运用情况,正确控制列车出段。

2)车辆段终端

车辆段派班室和信号楼控制台室各设一台终端,与车辆段ATS

分机相连,依照来自控制中心的实质时辰表建立车辆段作业计划。

车辆段联锁设施,经过ATS分机与控制中心交换信息,实现段内运转列车的追踪督查,车辆段与控制中心间供给有效的传输通

道,距离较长时用MODEM。

4.列车鉴别系统(PTI)

PTI设施是ATS车次鉴别及车辆管理的辅助设施,其由地面查

询器环路和车载应答器组成。

地面盘问器环路设于各站。

PTI设施用于校核列车车次号。

当列车经过地命面盘问器时,地面盘问器可收集到车载应答器中设定的列车车次号,并经车站ATS设施送至控制中心,校核可否与中心计算机列车计划中的车次号一致,若不相同则报警并进行修正。

5.列车发车计时器(TDT)

TDT设施设于各站,为列车运转供给车站发车机会、列车到站晚点情况的时间指示,提示列车按计划时辰表运转。

正常情况下,在列车整列进人站台后,按系统给定站停时间倒计时显示距计划时辰表的发车时间,为零时指示列车发车;若列车晚点发车,则TDT增加停站时间的计时。

在特别情况下,若推行了站台扣车控制,TDT给出“H"显示;如有提前发车命令,TDT马上显示零;列车经过车站时TDT显示“=”。

二、ATS系统的基本要求

1.同一ATS系统可监控一条或多条运营线路,多条运营线路

共用,可实现相关线路的一致指挥,并且也有利于实现资源的共

享。

监控多条运营线路时,应保证各条线路拥有独立运营或混杂

运营的能力。

ATS的计算机及网络系统应采用冗余技术,应设调换员工作站、调换长工作站、时辰表编写工作站、工程师工作站,以及其他必要的设施。

调换员工作站的数量,依照在线列车对数、线路长度和车站数量等要素合理配置。

3.运营线路上的车站应纳入ATS系统监控范围,涉及行车安全

的应急直接控制应由车站办理。

车辆段、停车场可不所有列人系

统监控范围。

ATS系统应满足列车运转交路的需要,凡有道岔的车站均应按拥有折返作业办理。

5.出人车辆段、停车场的列车不应影响正线列车的运转。

6.系统故障或车站作业需要时,经控制中心调换员与车站值班

员办理必要的手续后,可实现站控与遥控变换,车站值班员也可

强行办理站控作业。

站控与遥控变换过程中,不应影响列车运转。

7.列车进路控制应以联锁表为依照,依照运转时辰表和列车

鉴又名等条件实现控制。

ATS系统应拥有优异的实时控制性能。

系统办理能力、设施空间等应留有余量。

信息收集周期宜小于。

ATS系统可与计算机联锁或继电联锁设施接口;ATS系统的进路控制方式应与联锁设ATS系统拥有以下主要功能:

列车运转情况的集中督查和追踪;列车运转实迹的自动记录;时辰表自动生成、显示、更正和优化;自动排列进路,按行车计划自动控制

道旁爵信号设施以接发列车;列车运转自动调整;列车运转和设

备状态自动督查;调换员操作与设施状态记录、运转数据统计及

报表自动生成;运输计划管理、输出及统计办理;实现沿线设施

及列车与控制中心之间的通信;列车车次号自动传达;车辆修程

及乘务员管理;系统故障复原办理;列车运转模拟及培训;乘客

导游信息显示。

1)列车督查和追踪

进行在线列车的督查、追踪、车次的移位及显示。

①列车督查列车督查是用计算机来再现列车的运转。

列车运

行由轨道悠闲和占用信号来驱动。

列车由车次号来鉴别。

ATS给

MMI、旅客信息显示系统、模拟线路表示盘供给列车地址和车次

号。

②车次号输人、追踪、记录和删除

列车车次号是ATS功能的先决条件,必定在固准时间内提出。

当列车由车辆段或其他地址进人正线运转时,ATS系统将依照计划时辰表自动给计划车加人车次号。

列车车次号输人用于更正和确认列车车次号。

输人方式有:

在读站自动输人车次号、时辰表系统提出车次号、系统自动生成虚假车次号、调换员人工输入。

车次号在该列车经过读站时被记录,出错时调换员可用另一车次号予以取代。

车次号从列车在车辆段开始至所有正线连续追踪,在中心表

示盘及显示器上的车次窗内随着列车运转的地址动向显示。

调换员可人工更正,并能由车次查出对应车组号。

车次号删除是从ATS系统中除掉车次号记录,在被督查到走开本区段、被覆盖时删除,也可人工删除。

③列车运转鉴别

列车运转由轨道占用信号从“悠闲”到“占用”的翻转来鉴别。

列车运转被监测到,就在计算机内再现。

④集中显示

控制中心表示分为大屏表示盘(当前用得很多的是背投式,

等离子显示屏正在渐渐推行)和显示器。

在站场部署图上显示正线全线列车运转及信号设施的工作情况,如列车地址及车次号、信号显示、道岔地址、轨道电路状态、进路状态及开通方向、车站控制状态(站控或遥控)、行车闭塞方式(自动闭塞或站间闭塞)、站台扣车状态、信号设施报警等,以及依照调换员的需要在显示器上显示车辆段内列车运用情况及各种报告。

2)时辰表办理

包括安装、更正、储藏时辰表,描绘、显示和打印实迹运转

图。

备的进路控制方式相适应;ATS系统控制命令的输出连续时间应保证继电联锁设施的可靠动作,其与安全相关的接口应有可靠的隔断措施。

ATS系统宜从时钟系统获取标准时钟信号。

三、ATS系统主要功能

系统供给时辰表编制用的数据库,经过调换员的人工设置如

站停时间、列车间隔、轨道电路部署等数据产生计划时辰表。

天运营前将当日使用的计划时辰表从控制中心传至车站ATS分机。

系统储蓄适合于不相同运转情况的多套时辰表;依照时辰表自动达成列车车次号的追踪与更新;自动生成时辰表。

控制中心ATS依照列车运转的实质情况自动绘制列车实迹运转图。

系统随时对时辰表的状态进行比较。

利用车次号和列车地址

能够对一列车的计划地址和实质地址进行比较。

在发生偏离(早点或晚点)时,系一致方面经过适合的显示通知调换员,另一方面自动产生相应的纠正措施。

(3)自动建立进路

控制中心能对列车进路、信号机、道岔实现集中控制,可根

据当日列车运转计划时辰表自动控制列车运转,包括:

自动办理

正线各种进路并控制办理的机会,自动控制列车驶人、走开正线

的机会,自动控制车站列车停车时间及发车机会。

必要时,经过

办理控制权转移手续,可将控制权转移至车站。

调换员必要时能够人工控制,包括人工建立及取消正线各种

进路等。

调换员的人工控制命令在执行前均由中心计算机检查其

合理性,并给出提示。

自动建立进路的功能是形成控制道岔地址的命令和在合合时

间向信号系统发送这些命令。

将列车车次号和地址信息、道岔位

置和已选信号系统的信息供给给自动建立进路系统,命令的输出由凑近列车的监测和进路计划来控制。

4)列车运转调整

不停地对计划时辰表与实质时辰表进行比较;经过调整停站

时间自动调整列车按计划时辰表运转,在此基础上自动产生列车的出发时间。

在装备有ATO的线路上能经过对列车运转等级的设置实现对列车运转的自动调整。

调换员也可经过人工命令调整列车停站时间来调整列车运转。

5)旅客信息显示系统

用来通知等待的乘客下一列车的目的地和到达时间。

6)列车确实地址鉴别

列车鉴别码由司机在开始旅途前选定,由列车自动发送。

7)服务操作

操作员能更正数据库、列车参数、控制与显示数据库信息。

8)仿真及演示

系统仿真是经过仿真手段,离线模拟列车的在线运转,主要

用于系统的调试、演示以及人员培训,是一种必不能少的运转模式。

它与在线控制模式几乎完满相同,唯一的差别是列车定位信息不是实质获取,而是随车次号的设置而出现。

仿真模拟运转能够模拟在线控制中的所有功能,但它与现场之间没有任何表示信息和控制命令的信息交换。

培训/演示系统拥有模拟时辰表,模拟列车运转的调换等,

可记录、演示,据此对学员进行实质操作的培训。

(9)遥控联锁

联锁设施由远程控制系统操作,它供给了与运营控制系统的

接口界面。

(10)运转报告

ATS能记录大量与运转相关的数据,如列车运转里程数、实质

列车运转图、列车运转与计划时间的误差、重要运转事件、操作

命令及其执行结果、设施的状态信息,设施的故障信息等。

ATS

系统所记录的事件都应该有备份。

经过选择,可回放已被记录的

事件;供给数据备份和恢复功能,并可回放和盘问;供给运转分

析报告。

ATS中心可供给多种报告,辅助调换员认识列车运转情况,以

及系统工作情况。

调换员还可调用列车运用计划并进行更正,并

可登记、记录、统计数据、离线打印。

ATS系统可按用户的要求供给各种统计功能,以达成各种统计

报表(如日报表、周报表、月报表等)。

11)监测与报警

能实时记录被监测对象的状态,有预警、诊断和故障定位能

力;监测列车可否处于ATP保护状态;监测信号设施和其他设施

结合部的相关状态;拥有在线监测与报警能力;监测过程应不影

响被监测设施的正常工作。

在相应工作站上,报告所有故障报警的情况并予以视觉提示,

直到恢复正常状态为止。

重要的故障以音响报警提示,直到确认

报警情况为止。

要报警的不正常情况包括:

轨旁ATC系统内的故障;轨道电

路和轨旁设施内的故障;车载ATC系统和车辆设施内的故障;通

过TWC传达的车载ATC状态信息和在DTS(光纤通信系统)设施内检测出并由DTS报告的故障。

四、ATS系统基本源理

1.自动列车追踪

列车追踪系统是督查受控地域内列车的搬动的。

不论是自动

还是人工方式,每列列车与一个列车车次号相关系。

当列车由车辆段进人正线运转时,ATS系统依照计划时辰表自动给该列车加人车次鉴又名。

依照对来自联锁设施的信息的推断,随着列车的前进,列车车次号在列车追踪系统中从一个轨道区段单元向下一

个轨道区段单元搬动。

列车搬动在调换员工作站上的车次号窗内以列车鉴又名显示出来。

车次号按先到先服务的原则显示。

1)列车鉴又名报告

每次列车准备进入运营时,它将自动地被分配一个列车表记,

依照开初储藏的列车时辰表来命名进人系统的列车。

依照列车追踪,显示列车表记并能在显示器上搬动列车表记。

列车鉴又名包括目的地号、序列号和服务号。

目的地号规定列车行程终到地址。

参序列号按每次行程自动累增。

乘务组号和车组号将显示在特定的对话框中。

若是某一列车出现在列车追踪系统所督查地域,该列车鉴别

号必定报告给列车追踪系统。

列车鉴又名报告给列车追踪系统的

方法有:

手动输人、用读点(PTI)读人、从列车时辰表中导出、

在步进检测中产生。

当无法自动导出列车鉴又名时必定手动输入。

调换员在其监

视区的第一个区段输人列车鉴又名。

若是该区段已被某一列车鉴又名占用,则不能够输人列车鉴又名。

在系统的界线点,比方在车站,可安装检测凑近列车的PTI。

当多次读人的车次号被传输时,列车自动追踪系统能够鉴别出这些读数属于这一列车。

列车运营是由时辰表决定的,时辰表系统建议列车的鉴又名。

将车次号输人到相应进人的区段,按它们的出现序次调用。

步进是列车号从一个显示区段搬动到下一个与列车搬动相应的显示区段的前进。

当轨道区段发生从悠闲到占用的状态变化,

或轨道区段发生从占用到悠闲的状态变化,或来自PTI的有效列车数据的输人,或来自OCCMMI功能的人工步进命令的输人时都会产生步进。

若是因为故障不能够自动步进,也能够手动步进。

2)列车鉴又名追踪

自动列车追踪要达成:

列车号定位、列车号删除、车次号处

理。

a.列车号定位

列车号向轨道区段的分配由以下任一情况所启动:

在列车走开车辆段的地址,一个向正线方向的列车搬动被识

别,列车号从时辰表数据库取出;

来自PTI的有效列车数据输入;

来自OCCMMI的一个列车号插人或更正的输人,或在没有列

车号能被步进到的地址鉴别到一个列车搬动时,依照时辰表产生

一个列车号。

b.列车号删除

当步进超出自动列车追踪功能的监控范围,或从OCCMMI功

能输入一个人工删除命令时列车号被删除。

c.车次号办理

车次号办理包括:

从OCCMMI功能输人一个新的列车号、输

人列车鉴又名、更正列车鉴又名、删除列车鉴别、人工步进列车

鉴又名、盘问列车鉴又名。

2.自动排列进路

经过列车进路系统,实现了进路的自动排列。

这能够节约调

度员大量的操作工作量。

其功能就是将进路排列指令实时地输出

到联锁设施中去。

调换员可在任何时候都绕过列车进路系统,用手动方式办理

进路。

列车进路系统则在可用性检查中检测这一行动。

列车进路

系统可由调换员关闭,这一点是必要的,因在当调换员人工办理

进路时,要防范列车进路系统发出命令的危险。

列车进路系统能够为某些信号机、某些列车和某些联锁而关闭。

只有正常方向才考虑自动选路,反方向要碰到OCCMMI的干预。

1)运转触发点

列车进路系统可是在列车到达某一特定地址时才被启动,该

特定地址称为“运转触发点”。

运转触发点的地址必定进行配置。

运转触发点的选择应能使列车以最高线路赞成速度运转。

但运转触发点又不能够发生得太早,否则其他列车可能会碰到不用要的阻拦。

为此,能够确定一个延时时间来决定输出列车进路指令的时

间。

该时间称之为“接通时间”,由最长指令输出时间、联锁最长设准时间、列车到达凑近信号机以前司机看到和作出反应的时间、预留的时间等来决定。

在驶近列车进路始端时,能够确定多个运转触发点。

这样就

能够保证列车进路系统的可靠工作,即使在出现问题而未发送出列车地址的情况下也能保证其可靠性。

对于每一条进路,应在其他始端的前方,配置一个附加的一、称之为“重新建立”的运转触发点。

对每个运转触发点,要对启动列车进路系统的目的地编码予以配置。

列车进路由列车初始地址和列车的终到(目的)编码来确定。

终到编码必定含在列车鉴又名中。

列车地址、列车号是经过列车追踪系统报告给列车进路系统的,它决定了所要求的目的

地。

2)确定进路

当到达触发点的列车央求进路时,已配置的数据就确定了进

路。

为此,为每个带有效目的地码的触发点配置一条进路。

对于每一条进路,还能够够配置出取代进路。

取代进路是必要

的,若是该进路已被其他列车占用,那么就可以把取代进路按优先序次储藏到运转触发点处。

进路可由两种方法予以确定。

第一种,进路由时辰表来确定。

前提条件是必定有一个时辰表系统,

能供给当日适应于每一列列车的时辰表。

列车进路系统利用这些信息确定列车的进路命令,相关的取代进路也被确定。

第二种,从地址相关的控制数据中来确定进路。

为此有必要在车次号中包括目的地码,尔后相应的进路就可以经过目的地码的方式指派到每一个运转触发点。

3)进路的可行性检查

在进路设定指令输出到联锁设施以前,需进行若干可行性检

查,该检查将决定执行或拒绝命令。

第一要进行“进路始端检查”,以检查没有排列敌对进路。

尔后进行“触发区段检查”,检查没

有其他列车处于该列车和进路入口之间,确认该列车可否到达进路的始端。

接着要进行“进路可用性检查”,目的是防范将不能够执行的

命令发送到联锁设施。

这类检查要经过若干步骤来推行:

第一步,要检查可否自始端开始的进路已排好;第二步,检查进路的自动

办理可否可能;第三步,检查可否有短期阻拦(如轨道被占用等)。

若是所有检查都成功达成,则给联锁设施输出一个进路命令。

在规定的时间间隔此后进行“办理进路检查”,以查明联锁

设施可否赞成执行选择进路的命令,已办理好进路,并与输出命

令吻合。

列车自动排路功能不取消进路。

3.时辰表系统

时辰表系统要达成:

时辰表数据管理;向其他ATS功能模块供给时辰表数据;向外面系统供给时辰表数据;为停站时间时辰表的在线装载设置界面;为时辰表的离线更正设置界面;为使用中的时辰表增加或删除一个列车行程设置界面;按自动列车追踪央求安排列车鉴又名。

ATS设施包括时辰表数据库,该时辰表数据库里储藏有ATS功能要求的所有时辰表信息。

时辰表数据库里的信息是由时辰表

计算机供给的。

1)时辰表编写

时辰表的编制和更正在离线模式下用给定的数据在时辰表编

辑器中编写。

基本数据代表一列列车在某段线路上的运转。

基本

数据包括:

站间旅行时间、车站与折返线之间的旅行时间、在折

返线上的停留时间。

时辰表包括到站和离站时间。

为了编制时辰表,调换员必定

经过时辰表编写界面输人以下数据:

运转始发时间、运转始发地

点、运转终到站、每一运转间隔阶段的开始时间和停止时间、每一运转间隔阶段(是一个时间段,在当日对所有列车有效)的运转间隔。

调换员经过时辰表编写界面输人必要的信息后,时辰表编译

器/模拟器从

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