浅析车载ATP／ATO功能
摘要 本文对南京地铁一号线的车载ATP/ATO功能进行简单的介绍，分析了该设备如何能够保证列车的安全运营。
关键词 ATP含义；ATO含义；ATP/ATO功能；紧急制动
1 ATP/ATO设备总述
列车自动防护（ATP）和列车自动运行（ATO）是车载设备两个强大的子系统。LZB700M中的两个子系统结合在一起，用于增加地铁列车系统的安全性，有效性和成本效率。两系统都基于SIMIS故障-安全计算机系统。
2 ATO的功能
2.1 对列车的自动驾驶
ATO车载单元根据ATP提供的数据，在ATP的监控下，自动控制列车的加速、巡航、惰行、目的制动等。
2.2 与ATS系统的连接
ATO车载单元通过PTI系统，将列车数据（如列车车次号、乘务号、目的地号、车站停车确认、行程号）从车辆传到ATS，ATS系统根据这些列车数据进行自动进路设置。
2.3 自动开门
ATO根据ATP的命令，可以自动打开车门。
2.4 列车自动折返
列车的折返可以由ATO自动控制并受ATP监控。
3 ATP的功能
3.1 保护区段和停车点的保护
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。因此要提供保护区段给危险点。保护区段的长度是由运行条件决定的，带有安全停车点是保护区段的起始点，ATP系统监督安全停车点，计算出到安全停车点的紧急制动曲线，列车应在安全停车点处停下。
3.2 距离测量
为完成ATP车载单元的安全功能，ATP车载单元任何时候都必须知道车辆的当前位置。ATP车载单元检测通过距离测量系统用规定时间单元覆盖的距离，计算这些距离。并考虑列车运行方向（向前或向后），当前距离被加上与方向有关的相对距离的距离更新。通过连续地测量列车走行距离，ATP车载单元能够随时准确地确定列车的位置。
3.3 实际速度的测量
列车的实际速度是借助于距离测量功能而计算的，列车的实际速度测量是走行距离除以时间，这个过程以给定的时间间隔被连续重复计算。列车的实际速度被连续地测量，用于速度监督。为了计算实际速度，ATP车载单元检测预定时间覆盖的距离（相对距离）。车辆是否停止的信息从计算的列车速度中产生。停止给ATP车载单元形成一个固定设计速度界线，车辆当前速度小于或等于这界线时，ATP车载单元认为列车停止。车辆当前实际速度的数据必须用适当的间隔更新。
3.4 速度的监督
ATP系统根据运行环境（如前方的列车、正在移动的道岔、进路的设定和临时限速区段）和固定的数据（如恒定限速区段、停车点、最高列车速度）决定列车的速度限制。在ATO模式和SM模式（ATP监督人工驾驶模式）下驾驶时，ATP系统连续地对列车进行速度监督，实时监督列车是否超出所允许的速度限，最低的速度限作为ATP的推荐速度（最高的列车运行速度）。
3.5 列车追踪间隔
此功能保证了列车运行的控制，避免列车相碰撞，它取决于保护区段、危险点和安全停车点的决定。当一个轨道区段被占用，在前一个或两个轨道区段建立一个保护区段。只有在SM模式和ATO模式中，才有追踪距离功能。在RM模式中，由司机负责距离追踪。
3.6 紧急停车的监控
在车站站台和车控室设置有的紧急停车按钮，按压该按钮后，紧急停车的报文信息由ATP轨旁单元通过轨道电路发送到列车，发送信息的轨道电路区段为站台区和离去区段，紧急停车报文的发送等效于轨道电路的占有，因此影响速度曲线和保护区段。ATP车载单元收到紧急停车报文后，启动紧急制动，直到列车停稳。
3.7 运行方向的监督
在正线和试车线上，接收到轨旁设备发送的报文后，车载ATP单元对列车
的运行方向监督，不允许列车倒行，当列车倒行超过预设的距离时，ATP产生紧急制动，当列车再次倒行超过预设的距离，ATP再次产生紧急制动。
3.8 车门监控
ATP车载单元防止在站外开门和站内开错门，另外，列车在车门未全部关闭时运行，ATP会产生紧急制动。列车进站停稳后，ATP车载单元从轨道接收ATP轨旁单元发来的报文，根据报文信息确定开哪侧门，使ATP车载单元不对的车门进行检测，也就是说可以越过车门监控功能行驶。
1）_ATP车载单元给出允许开门的条件
ATP车载单元只有列车停在车站、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）保证列车停在停车窗内
当列车在车站停车窗内开门时，当前列车位置的周围产生一个闭合的容差窗，列车开着门，不能离开。可以发现如果列车以非常低的速度（在“停稳”定义范围内）离开当前的停车点，当列车离开容差窗并且至少有一个车门是打开的时，ATP启动紧急制动。
3.9 列车自动折返监控
自动折返运行模式使列车在终点站能够自动折返（包括无人折返）。在这种模式下，列车在ATP系统的控制下运行。当列车实际运行速度高于由速度曲线所确定的紧急制动速度曲线时，ATP车载单元产生紧急制动。
3.10 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。
3.11 服务数据的输入
列车的服务数据包括轮径值，车辆最大速度等。当磨损使轮径改变超过一定值时，要更改轮径值。不准确的轮径值对距离和速度测量会引起不安全结果。为了监控速度ATP车载单元需要车辆最大速度，对每个ATP车载单元确定车辆单独的最大速度，即使轨道传输一个速度限时，都不准超过这最大速度。
有了ATP/ATO子系统功能的保护，列车能够遵照移动许可运行，保证行车安全。违反移动许可可引起ATP车载单元执行紧急制动，并使列车停稳，能够严格执行故障导向安全的安全原则。