基于城市轨道交通的诸多特点，传统的信号系统已不能适应城轨交通的发展，必须用一种能实现列车速度自动控制和列车运行间隔自动调整的新的系统来替代，这就是列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）。它实现了后续列车根据与先行列车之间的距离和进路条件，在车内连续地显示出容许的速度信息（或按设定的运行条件达到该容许速度的距离信息），根据上述信息列车自动地控制运行速度，以达到自动调整行车间隔的目的，并由列车自动控制系统实现在车站的程序定位停车。ATC系统取消了传统的地面信号，将机车信号作为主体信号，信号的含义发生了质的变化，传递给列车的是具体的速度和距离信息，系统能可靠地防止由于司机失误而超速或追尾等事故，确保列车运行安全。

（一）列车自动控制系统的作用

列车自动控制系统是对列车运行全过程或部分作业实现自动控制的总称，主要作用概括如下：

（1）列车间隔自动保护。

（2）列车速度自动保护。

（3）列车自动跟踪监督。

（4）提供无人驾驶的列车自动折返。

（5）自动排列进路。

（6）能对列车运行图进行优化并对新的运营要求及时反应。

（二）列车自动控制系统的组成

列车自动控制系统包括三个子系统，即列车自动保护系统（Automatic Train Protection，简称ATP）、列车自动运行系统 （Automatic Train Operation，简称ATO）和列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简ATS），简称“3A”系统。

1.ATP系统

ATP系统在ATC系统中负责列车安全运行，是整个ATC系统的核心。为完成列车运行的安全功能，列车需计算自身的位置、速度、线路限速条件、线路列车敌对关系、列车完整性以及设备状况等，以形成列车间的安全间隔和超速防护。在ATP系统中除了安全间隔外，还有一个重要指标——运行间隔，它反映了系统的最大载客量、影响到系统的复杂程度、直接影响工程造价并隐含系统的适应性或灵活性。

2.ATO系统

ATO系统是叠加在ATP系统之上、功能是速度调整、自动定点停车及车门控制等。达到保证运行安全、正点、旅行舒适及减少司机劳动强度的目的。

3.ATS系统

ATS系统为ATC系统的上层管理部分，负责监督、控制和调整列车的有效运行，它提供了监控和显示列车位置以及ATC各部分的通信状态的人机接口，使系统调度员能调整列车运行，以保持运行图和运行间隔，按运行线路分配排列进路，系统晚点能修改运行参数，并控制停站时间、故障管理、应急处理、收集数据生成管理报表等。另外还和外部系统有接口如无线系统、旅客导向系统和主时钟系统等。

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图11-17　ATC系统功能结构图

这三个子系统是通过信息交换网络构成闭环系统，可以充分发挥保证行车安全，提高运行效率，缩短行车间隔，促进管理现代化，提高综合运营能力和服务质量的作用。其结构示意图如图11-17所示，其各部分功能图如图11-18所示。

图11-18　列车运行控制系统结构示意图

（三）城市轨道交通信号系统的组成

城市轨道交通信号系统按子系统设备所在区域，由以下部分组成。

1.行车指挥控制中心

行车指挥控制中心由列车运行监视（调度监督）或列车运行监控（调度集中）或列车自动监控等子系统构成。指挥列车运行的控制中心设有作为ATC系统中枢的计算机系统；数据传输系统实现控制中心与全线车站信号设备室之间的实时数据信息交换；调度员通过控制台下达行车控制命令。现场的列车在线信息，车次号信息以及道岔、信号机的状态信息等，由调度员的CRT或壁式大屏幕显示屏显示（见图11-19）。

图11-19　控制中心大屏幕显示屏

2.车站及轨旁子系统

车站及轨旁子系统由行车指挥系统车站设备、联锁、行车运行控制系统的地面设备及其与联锁设备的接口、列车识别等设备组成。车站信号设备室通过ATP子系统的轨旁设备发送列车检测信息，以检查轨道区段内有无列车占用，并向列车发送限速命令、门控命令、定位停车指令等。

3.车载子系统

车载子系统由机车信号和自动停车设备、车载ATP/ATO及列车识别等设备组成。车载设备接收并解译地面送来的各种指令，完成速度自动调整和车站程序定位停车，实现列车的自动运行。

4.车辆段 （场）子系统

车辆段（场）子系统由联锁设备、行车指挥系统等设备组成。