交通控制系统系列：Siemens SIMATIC TRAINGUARD MT_（3）.系统架构与组件.docx

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系统架构与组件

1.系统概述

SiemensSIMATICTRAINGUARDMT是一款先进的交通控制系统，主要用于城市轨道交通的自动化和安全控制。该系统集成了列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）、列车自动监控（ATS）等多种功能，旨在提高列车运行的安全性和效率。本节将详细介绍系统的架构和主要组件，帮助读者理解其工作原理和实际应用。

2.系统架构

2.1系统层次结构

SiemensSIMATICTRAINGUARDMT的系统架构分为多个层次，每个层次负责不同的功能和任务。以下是最主要的层次结构：

轨旁设备层：包括轨旁单元（WCU_ATP）、轨旁单元（WCU_RTI）和应答器（Beacons）等。

车载设备层：包括车载控制单元（OBCU_ATP）、车载控制单元（OBCU_ATO）和应答器天线（TransponderAntenna）等。

中央控制层：包括列车自动监控系统（ATS）、中央计算机（CentralComputer）和操作员工作站（OperatorWorkstation）等。

通信网络层：包括数据通信系统（DCS）和无线通信系统（WLAN）等。

2.2轨旁设备层

2.2.1轨旁单元（WCU_ATP）

轨旁单元（WCU_ATP）负责列车的安全防护，包括轨道状态的监测、列车位置的计算和安全命令的生成。WCU_ATP通过应答器和无线通信与车载控制单元进行信息交换，确保列车在安全的速度和距离内运行。

原理

WCU_ATP的主要原理是通过接收车载控制单元发送的位置信息和速度信息，结合轨道状态和列车运行计划，计算出安全的列车运行路径和速度。如果检测到潜在的危险，如前方有列车或轨道故障，WCU_ATP会立即生成安全命令，通过无线通信发送给车载控制单元，以确保列车及时停车或减速。

内容

轨道状态监测：WCU_ATP通过轨道电路、计轴器等设备监测轨道状态，确保轨道的占用情况被准确记录。

列车位置计算：WCU_ATP通过应答器和无线通信接收列车的位置信息，并结合轨道状态进行位置计算。

安全命令生成：WCU_ATP根据计算结果生成安全命令，如停车命令、减速命令等，并通过无线通信发送给车载控制单元。

2.2.2轨旁单元（WCU_RTI）

轨旁单元（WCU_RTI）主要负责列车运行信息的管理，包括列车时刻表的生成、列车运行状态的监控和运行数据的记录。WCU_RTI通过数据通信系统与中央控制层进行信息交换，确保列车按计划运行。

原理

WCU_RTI的主要原理是通过接收中央控制层的列车运行计划，结合轨旁设备的实时数据，生成详细的列车时刻表和运行指令。WCU_RTI还负责监控列车的运行状态，确保列车按计划运行，并记录相关数据以供后续分析。

内容

列车时刻表生成：WCU_RTI根据中央控制层提供的列车运行计划，生成详细的列车时刻表。

列车运行状态监控：WCU_RTI通过轨旁设备监测列车的运行状态，包括速度、位置、运行方向等。

运行数据记录：WCU_RTI记录列车的运行数据，用于后续的性能分析和故障诊断。

2.2.3应答器（Beacons）

应答器负责向车载控制单元提供精确的位置信息。应答器安装在轨道上，当列车经过时，车载控制单元的应答器天线会读取应答器中的信息，并发送给车载控制单元进行位置校正。

原理

应答器的工作原理是基于无线通信技术。当列车经过应答器时，应答器会发送一组包含位置信息的无线信号，车载控制单元通过应答器天线接收这些信号，并进行解码和处理，以校正列车的位置信息。

内容

位置信息传输：应答器向车载控制单元传输精确的位置信息，包括轨道编号、应答器编号等。

位置校正：车载控制单元根据应答器提供的位置信息进行位置校正，确保列车的精确位置。

2.3车载设备层

2.3.1车载控制单元（OBCU_ATP）

车载控制单元（OBCU_ATP）负责列车的安全防护，包括速度控制、位置监控和紧急制动等。OBCU_ATP通过无线通信与轨旁单元进行信息交换，确保列车在安全的速度和距离内运行。

原理

OBCU_ATP的主要原理是通过接收轨旁单元发送的安全命令和位置信息，结合列车的当前状态，进行速度控制和位置监控。如果检测到潜在的危险，OBCU_ATP会立即启动紧急制动，以确保列车的安全。

内容

速度控制：OBCU_ATP根据轨旁单元发送的安全命令，控制列车的运行速度。

位置监控：OBCU_ATP通过应答器天线接收应答器的位置信息，进行位置监控。

紧急制动：OBCU_ATP在检测到潜在危险时，启动紧急制动，确保列车安全停车。

2.3.2车载控制单元（OBCU_ATO）

车载控制单元（OBCU_ATO）负责列车的自动驾驶，包括列车的启动、加速、减速和