上海地鐵一號(hào)線車載信號(hào)系統(tǒng)

一、 概述
為了適應(yīng)地鐵速度快、效率高和安全準(zhǔn)點(diǎn)的要求，上海地鐵一號(hào)線的信號(hào)系統(tǒng)采用了列車自動(dòng)控制ATC（Automatic Train Control，以下簡(jiǎn)稱ATC），它由三個(gè)子系統(tǒng)組成，即列車自動(dòng)保護(hù)（Automatic Train Protection，以下簡(jiǎn)稱ATP）、列車自動(dòng)運(yùn)行（Automatic Train Operation，以下簡(jiǎn)稱ATO）和列車自動(dòng)監(jiān)控（Automatic Train Supervision，以下簡(jiǎn)稱ATS）。
ATP子系統(tǒng)由車載ATP子系統(tǒng)和軌旁ATP子系統(tǒng)構(gòu)成，列車運(yùn)行時(shí)車載ATP子系統(tǒng)正確地執(zhí)行軌旁ATP子系統(tǒng)生成的ATP命令，確保類車運(yùn)行的安全。 ATO子系統(tǒng)由車載ATO子系統(tǒng)和軌旁ATO子系統(tǒng)組成，其主要功能是象一個(gè)熟練的司機(jī)那樣自動(dòng)駕駛列車，包括平穩(wěn)加速、調(diào)速和車站程序定點(diǎn)停車。
ATS子系統(tǒng)由控制中心ATS子系統(tǒng)、軌旁和車載ATS/車地通信（Train Wayside Communication，以下簡(jiǎn)稱TWC）子系統(tǒng)組成，控制中心ATS子系統(tǒng)主要包括以下功能：跟蹤列車、調(diào)度列車、維護(hù)列車運(yùn)行時(shí)刻表、顯示系統(tǒng)狀況、統(tǒng)計(jì)匯編、仿真與診斷。軌旁和車載ATS/TWC子系統(tǒng)的主要功能是接受并執(zhí)行控制中心的命令，同時(shí)將軌旁和車載的運(yùn)行信息反饋至控制中心。
上海地鐵一號(hào)線車載信號(hào)設(shè)備由美國(guó)通用鐵路信號(hào)公司（General Railway Signaling，以下簡(jiǎn)稱GRS）提供，它采用了當(dāng)前世界先進(jìn)的Micro Cabmatic列車自動(dòng)控制技術(shù)，這是一個(gè)以微處理器為基礎(chǔ)的車載控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用了固態(tài)微處理器以代替分立元件為基礎(chǔ)的繼電邏輯電路，從而使現(xiàn)有的車載信號(hào)系統(tǒng)比以前更緊湊、性能更好、更容易維護(hù)，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，本系統(tǒng)更易于升級(jí)換代。
二、 系統(tǒng)構(gòu)成
車載信號(hào)系統(tǒng)是列車的輔助系統(tǒng)，地鐵一號(hào)線列車按照6節(jié)車（以后擴(kuò)展為8節(jié)車）編組運(yùn)行，車輛類型有三種：A車是帶有司機(jī)室的無動(dòng)力車，B車和C車是有動(dòng)力的車輛，但前者帶有受電弓；其中A車位于列車二端。車載信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備置于每節(jié)A車司機(jī)室內(nèi)，地鐵一號(hào)線現(xiàn)有16列電動(dòng)客車，計(jì)32套車載信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備。車載信號(hào)系統(tǒng)按其功能要求也分為三個(gè)子系統(tǒng)，即車載ATP子系統(tǒng)、車載ATO子系統(tǒng)和車載ATS/TWC子系統(tǒng)。
1． 車載ATP子系統(tǒng)
該子系統(tǒng)是車載信號(hào)系統(tǒng)的核心部分。它把從沿線軌道電路接收到的ATP限速命令安全、可靠地譯碼并且顯示出來。同時(shí)，將列車實(shí)際速度與之比較，保證列車在ATP限速命令所允許的速度之下工作，當(dāng)列車運(yùn)行超過ATP允許速度時(shí)，該子系統(tǒng)將自動(dòng)施行全常用制動(dòng)，直到列車車速低于允許速度。車載ATP子系統(tǒng)具有超速防護(hù)、制動(dòng)保護(hù)、零速度檢測(cè)和車門控制等功能，為了使主機(jī)設(shè)備發(fā)生故障情況時(shí)有冗余，它設(shè)有主、副ATP二個(gè)模塊，互為備用，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2． 車載ATO子系統(tǒng)
該子系統(tǒng)能替代電動(dòng)客車司機(jī)智能化地駕駛列車，它包括平穩(wěn)地加速列車、自動(dòng)調(diào)整車速和列車到站后的定點(diǎn)停車等。
3． 車載ATS/TWC子系統(tǒng)
列車和地面之間的雙向通信由該子系統(tǒng)完成，它和中央列車控制系統(tǒng)協(xié)同操作，共同完成列車自動(dòng)運(yùn)行過程中的信息交換。
三、 設(shè)備組成與工程
車載信號(hào)設(shè)備由二部分組成，第一部分是司機(jī)室設(shè)備，第二部分是車底設(shè)備。
（一）司機(jī)室設(shè)備
主要包括ATC設(shè)備機(jī)架、速度表、信號(hào)顯示盤和日檢測(cè)試盤。
1． ATC設(shè)備機(jī)架
ATC設(shè)備機(jī)架含有：主、副ATC電源、主用和備用ATP模塊（以下稱為ATP1、ATP2）、ATO/ATS模塊、主、副制動(dòng)保證裝置及車輛接口繼電器。該機(jī)架設(shè)在司機(jī)室非控制側(cè)，每節(jié)A車一個(gè)。
——主、副ATC電源
這是一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，它裝在ATC機(jī)架的背面，用以將車輛的110V直流低電壓轉(zhuǎn)換為28V和10V直流供車載信號(hào)系統(tǒng)的電子設(shè)備使用，其輸入電壓范圍為132V—54V，每個(gè)電源的最大功耗為230W。
——ATP模塊
ATP1模塊和ATP2模塊分別置于ATC機(jī)架的第一層和第二層，每個(gè)模塊有10塊印刷電路板（Printed Circuit Board，以下簡(jiǎn)稱PCB），它們是：
·放大/濾波板
·DC/DC轉(zhuǎn)換器
·中央處理單元
·安全輸入板（二塊）
·非安全輸入/輸出板
·制動(dòng)輸出板（二塊）
·超速中央處理單元
·安全電源控制器 ——ATO/ATS模塊
該模塊置于ATC機(jī)架的第二層，內(nèi)含7塊PCB，分別是：
·DC/DC轉(zhuǎn)換器
·ATO接口板
·ATO接口控制器
·日檢測(cè)試板
·TWC調(diào)制/解調(diào)器
·ATO/ATS中央處理器
·功率放大器
——主、副制動(dòng)保證裝置（Brake Assurance Unit，以下簡(jiǎn)稱BAU）
主、副制動(dòng)保證裝置和主、副ATP配套，其功能是證實(shí)當(dāng)ATP檢出超速狀態(tài)3—4秒內(nèi)，列車至少以最小的減速率0.715米/秒/秒減速，若在規(guī)定時(shí)間里未達(dá)到最小制動(dòng)率，制動(dòng)保證裝置將輸出指令，即施加不可逆轉(zhuǎn)的緊急制動(dòng)，一旦采取緊急制動(dòng)后，一直要到列車停下，該制動(dòng)才能緩解。
地鐵一號(hào)線使用的BAU包括一個(gè)機(jī)械擺和一個(gè)位置感應(yīng)系統(tǒng)，列車加速和減速的慣性力推動(dòng)機(jī)械擺的移動(dòng)，擺的移動(dòng)由紅外檢測(cè)器檢測(cè)，該檢測(cè)器允許光通過以產(chǎn)生要求的最小制動(dòng)率所達(dá)到的輸出信號(hào)，BAU的輸出信號(hào)饋入ATP安全輸入板，并送給ATP中央處理器，在中央處理器檢測(cè)到超速狀態(tài)時(shí)，它就檢測(cè)BAU的輸出，以此確定是否已施加全常用制動(dòng)。若在3—4秒鐘內(nèi)未測(cè)到BAU的輸出，它就會(huì)通過緊急制動(dòng)繼電器失磁來施加緊急制動(dòng)。此外，列車停車時(shí)，中央處理器如果收到BAU的輸出，則會(huì)認(rèn)為BAU故障，也會(huì)提示ATP子系統(tǒng)施加緊急制動(dòng)。
——車輛接口繼電器
車輛接口繼電器安裝在ATC機(jī)架右測(cè)，它們分為安全和非安全二種，車載信號(hào)系統(tǒng)與車輛系統(tǒng)接口之間的命令通過這些繼電器完成。
安全型繼電器有5只（B4型），用于將信號(hào)指令送給安全電路，它們是：
·緊急制動(dòng)繼電器（Emergency Brake Relay，簡(jiǎn)稱EBR）：當(dāng)設(shè)備故障或操作人員未響應(yīng)時(shí)，提供緊急制動(dòng)施加的條件。
·全常用制動(dòng)繼電器（Service Brake Relay，簡(jiǎn)稱SBR）：在檢測(cè)到超速狀態(tài)時(shí)，提供常用制動(dòng)施加的條件。
·允許開左門繼電器（Enable Door Left，簡(jiǎn)稱EDL）：它能使列車左側(cè)門可以開啟的車輛開門電路工作。
·允許開右門繼電器（Enable Door Right，簡(jiǎn)稱EDR）：它能使列車右側(cè)門可以開啟的車輛開門電路工作。
·測(cè)試?yán)^電器（TEST Relay，簡(jiǎn)稱TESTR）：提供從車載測(cè)試設(shè)備到ATP接受線圈和速度探測(cè)器輸入的接口。
非安全型繼電器有3只（JT型），用于將信號(hào)指令送給非安全電路，分別是：
·故障繼電器（FAULT Relay，簡(jiǎn)稱FAULTR）：提供到車輛故障識(shí)別系統(tǒng)的接口，并向司機(jī)告知ATC系統(tǒng)有故障。
·牽引繼電器（Drive Relay，簡(jiǎn)稱DR）：僅在列車自動(dòng)駕駛模式（ATO）期間工作，為由ATO生成的牽引控制信號(hào)提供一個(gè)到車輛牽引控制裝置的接口。
·制動(dòng)繼電器（Brake Relay，簡(jiǎn)稱BR）：僅在列車自動(dòng)駕駛模式（ATO）期間工作，為由ATO生成的制動(dòng)控制信號(hào)提供一個(gè)到車輛制動(dòng)控制裝置的接口。
2． 速度表
這是一個(gè)雙指針式速度表，紅色的外針用以顯示列車收到的ATP限速命令，黃色的內(nèi)針則表示由車載信號(hào)系統(tǒng)測(cè)得的實(shí)際車速，每輛A車司機(jī)控制臺(tái)上都有一只速度表。
3． 信號(hào)顯示盤（Aspect Display Unit，以下簡(jiǎn)稱ADU）
每輛A車司機(jī)控制臺(tái)上都有一個(gè)ADU，ADU上面含有ATP、ATO和ATS/TWC的控制和表示按鈕/指示燈。
·“ATO發(fā)車”按鈕/指示燈
這是一個(gè)背面帶指示燈的按鈕，僅適用于ATO自動(dòng)駕駛模式。當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)指示燈閃綠光：列車首次建立ATO模式準(zhǔn)備啟動(dòng)前或列車在站臺(tái)停車時(shí)關(guān)門程序已結(jié)束又重新收到ATP指令后。壓下此按鈕，指示燈轉(zhuǎn)為穩(wěn)定綠光，列車便可自動(dòng)啟動(dòng)。
·“ATO停車”按鈕/指示燈
這也是一個(gè)背面帶指示燈的按鈕，僅適用于ATO自動(dòng)駕駛模式。如果列車以ATO模式行駛時(shí)，“ATO發(fā)車”指示燈會(huì)亮穩(wěn)定的綠光，按壓此按鈕“ATO停車”指示燈亮白光且“ATO發(fā)車”指示燈熄滅，由ATO系統(tǒng)控制列車以全常用制動(dòng)方式停車。之后，若司機(jī)再按下此按鈕，“ATO停車”白燈熄滅，“ATO發(fā)車”指示燈又會(huì)亮綠燈，同時(shí)列車將重新自動(dòng)啟動(dòng)并恢復(fù)到ATO自動(dòng)駕駛模式。
·“慢速前行”指示燈
只限于ATP人工駕駛模式。當(dāng)鋼軌上無ATP限速命令、列車停下且主控制器手柄在全常用制動(dòng)位時(shí)，指示燈亮黃燈，司機(jī)可以用不超過20公里/小時(shí)的速度駕駛列車，一旦ATP限速命令出現(xiàn)，此燈即刻熄滅，司機(jī)則可按收到的ATP限速命令駕駛列車了。
·“超速”指示燈
在ATO自動(dòng)駕駛模式或ATP人工駕駛模式時(shí)，列車一旦超速，該指示燈立即亮紅燈，當(dāng)車速低于ATP限速命令后，紅燈才隨之熄滅。
·“ATS手動(dòng)”按鈕/指示燈
當(dāng)司機(jī)超越中央控制手動(dòng)輸入車次號(hào)、目的地和運(yùn)行等級(jí)等ATS/TWC參數(shù)時(shí)，按下此按鈕，指示燈亮黃燈，設(shè)置好的參數(shù)便在對(duì)應(yīng)的LED上顯示，只要此燈亮，表明是司機(jī)優(yōu)先中央設(shè)置ATS/TWC參數(shù)。
·“列車停站”指示燈
僅限于ATP人工駕駛模式。列車進(jìn)站停穩(wěn)后，該指示燈亮綠燈，則表明列車停站精度達(dá)到規(guī)定要求（±0.25M）。
·“列車車次號(hào)”顯示器（LED）
列車車次號(hào)位三位數(shù)顯示，供中央跟蹤列車使用，它由中央或司機(jī)設(shè)置。
·“目的地”顯示器（LED）
“目的地”為二位數(shù)顯示，是由中央或司機(jī)設(shè)置給列車作為系統(tǒng)自動(dòng)出發(fā)和列車跟蹤之用。如上海地鐵一號(hào)線新客站目的地號(hào)為12，莘莊站目的地號(hào)是96。
·“運(yùn)行等級(jí)”顯示器（LED）
“運(yùn)行等級(jí)”為一位數(shù)顯示，僅限于ATO自動(dòng)駕駛模式。不同的運(yùn)行等級(jí)有不同的加速度和ATP限速，地鐵一號(hào)線采用1至4個(gè)運(yùn)行等級(jí)，通常用節(jié)電的運(yùn)行等級(jí)2（系統(tǒng)缺省值是運(yùn)行等級(jí)1）。
·“ATS速度”顯示器（LED）
“ATS速度”為二位數(shù)顯示，僅限于ATO自動(dòng)駕駛模式。由它來顯示ATO子系統(tǒng)應(yīng)該執(zhí)行的速度控制命令，單位為公里／小時(shí)。
·人工ATS開關(guān)
　這是一組六個(gè)拇指輪式的開關(guān)，供人工輸入ATS信息，從而使列車進(jìn)入中央列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。其中三位數(shù)用作列車車次號(hào)，二位數(shù)用作目的地號(hào)，一位數(shù)用作運(yùn)行等級(jí)。
4． 日檢測(cè)試盤
日檢測(cè)試盤置于司機(jī)背面的車輛設(shè)備柜內(nèi)，每天列車出發(fā)前由信號(hào)人員根據(jù)測(cè)試步驟檢查ATP1、ATP２子系統(tǒng)和ATO/TWC車地通信子系統(tǒng)是否正常。
（二） 車底設(shè)備
GRS信號(hào)系統(tǒng)車底設(shè)備包括：ATP/TWC接受線圈、TWC發(fā)送天線、車輛對(duì)位天線、車輛標(biāo)志天線和速度探測(cè)器。
·ATP/TWC接受線圈
該線圈裝于Ａ車第一根車軸前面，每節(jié)Ａ車有二個(gè)，分設(shè)于鋼軌上方。其主要功能是：通過耦合感應(yīng)以接受地面ATP限速命令、允許車門打開控制命令及TWC信息。
·TWC發(fā)送天線
　TWC發(fā)送天線是一個(gè)裝在PVC管子中的10匝環(huán)線，它沿車輛中心線裝于第一根車軸的前方，天線中心對(duì)準(zhǔn)鋼軌的中心線，其功能是將變化的TWC數(shù)據(jù)從車上感應(yīng)至鋼軌，然后再被變換到與阻抗連結(jié)器相連的軌旁TWC模塊中。
·車輛對(duì)位天線
　該天線用于檢測(cè)位于站臺(tái)鋼軌之間的地面有源對(duì)位天線，后者在列車程序停車結(jié)束時(shí)提供準(zhǔn)確的對(duì)位信號(hào)，該天線還用于發(fā)送和接受控制車輛的信號(hào)。每輛Ａ車裝一個(gè)對(duì)位天線，它沿車輛的中心線設(shè)置。
·車輛標(biāo)志天線
　其功能是檢測(cè)列車離站臺(tái)停車點(diǎn)350米、150米、25米和8米距離的地面標(biāo)志器，由這些固定的地面標(biāo)志器信息更新車載ATO系統(tǒng)生成的車站停車曲線。每輛Ａ車裝一個(gè)標(biāo)志器天線，它也是沿車輛中心線安裝的。
·速度探測(cè)器
　車載信號(hào)系統(tǒng)利用速度探測(cè)器來獲得實(shí)際列車速度和距離信息，為了使ATP1和ATP2正常工作，每輛A車有二個(gè)速度探測(cè)器，它們分別裝于第二、第三根車軸的軸箱上。
四、 運(yùn)行模式
上海地鐵ATC系統(tǒng)運(yùn)行模式有三種：自動(dòng)駕駛模式ATO、ATP人工駕駛模式和后退模式。模式選擇是通過裝在司機(jī)控制臺(tái)上的“模式方向手柄”（Mode Direction Handle，以下簡(jiǎn)稱MDH）來實(shí)現(xiàn)的，MDH有以下四個(gè)位置：“０”位（斷開）、“ATC”位（ATO自動(dòng)駕駛模式）、“ATP人工前進(jìn)”位（ATP人工駕駛模式）和“后退”位（后退模式）。模式轉(zhuǎn)換必須在列車停下時(shí)進(jìn)行，否則將導(dǎo)致一次緊急制動(dòng)。
１． 自動(dòng)駕駛模式ATO
自動(dòng)駕駛模式，也稱ATO模式，是上海地鐵ATC系統(tǒng)的正常操作模式。將MDH放在“ATC”位置來選擇該模式。在此模式中，司機(jī)僅做啟動(dòng)列車和開／關(guān)門的操作。ATO子系統(tǒng)將和提供超速防護(hù)的ATP子系統(tǒng)一起自動(dòng)控制列車的加速、調(diào)速和定點(diǎn)停車。一旦列車實(shí)際速度超出了ATP限速，車載ATP子系統(tǒng)通常會(huì)在400ms內(nèi)給ATO一個(gè)指令，撤除列車的牽引電流，并自動(dòng)施加全常用制動(dòng)，同時(shí)ADU上的超速指示燈亮紅燈，制動(dòng)保證裝置檢測(cè)列車的減速率是否達(dá)到車輛安全制動(dòng)率。如果減速率在３—４秒內(nèi)未達(dá)到規(guī)定值，則ATP子系統(tǒng)將使緊急制動(dòng)繼電器落下，實(shí)施緊急制動(dòng)，直至列車停下；反之，減速率達(dá)到要求并一直保持到列車速度低于ATP限速，則禁止施加緊急制動(dòng)。當(dāng)列車車速重新又低于ATP限速命令時(shí)，ADU上的超速表示燈熄滅且ATO子系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)列車進(jìn)行調(diào)速。列車經(jīng)過站外350米處的第一對(duì)地面標(biāo)志器時(shí)，ADU上的“程序停車”指示燈亮藍(lán)燈，定點(diǎn)停車曲線便由此啟動(dòng)。如果這時(shí)“跳停”指示燈也亮的話，則“程序停車”指示燈不會(huì)亮，由地面標(biāo)志器感應(yīng)到車上的距離信息也作廢，列車將在ATS的速度指令下不停該站前行，“跳停”指令可以由中央或司機(jī)設(shè)置，若在列車進(jìn)入“程序停車”時(shí)司機(jī)按下了“跳停”按鈕，也可同樣取消停車指令而使列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。總之，在列車沒有發(fā)出“列車停站”信號(hào)之前，“程序停車”都可以被取消。當(dāng)ATS速度與定點(diǎn)停車曲線速度相同時(shí)，列車轉(zhuǎn)入定點(diǎn)停車控制模式，該模式將列車的減速率控制在一個(gè)恒定值上，列車經(jīng)過150米、25米地面標(biāo)志器時(shí)，它離開最后停車點(diǎn)的距離信息被不斷更新。在接近停車曲線終端時(shí)，列車經(jīng)過8米有源地面標(biāo)志器上方，并收到由該標(biāo)志器發(fā)送的頻率為14352HZ的信號(hào)，列車收到此信號(hào)后即刻轉(zhuǎn)為停車模式，它使列車的減速率進(jìn)一步降低以使車輛對(duì)位天線與地面對(duì)位天線對(duì)齊，達(dá)到定點(diǎn)停車目的（±0.25m）。當(dāng)車載ATO收到地面對(duì)位天線發(fā)送的頻率為13235HZ的信號(hào)立刻實(shí)施全常用制動(dòng)，之后，向車載ATP傳送一個(gè)“列車停站”信號(hào)，系統(tǒng)便可進(jìn)入控制車門的工作周期。
２． ATP人工駕駛模式
這是上海地鐵ATC系統(tǒng)的后備操作模式，將MDH放在“ATP人工前進(jìn)”位置來選擇此模式。列車的啟動(dòng)、加速、調(diào)速和定點(diǎn)停車都由司機(jī)在ATP子系統(tǒng)的防護(hù)下進(jìn)行。在該模式中，列車的安全由ATP保證，它不允許司機(jī)在超速點(diǎn)或者高于超速點(diǎn)上駕駛列車，若列車速度大于等于超速點(diǎn)，ATP子系統(tǒng)都會(huì)在ADU上發(fā)出報(bào)警聲并點(diǎn)亮超速表示燈以提高司機(jī)警覺，同時(shí)會(huì)自動(dòng)施加全常用制動(dòng)，司機(jī)必須在3秒內(nèi)將主控制器手柄置于全常用制動(dòng)位來確認(rèn)超速并保持在那個(gè)位置直至列車速度低于ATP限速。假如司機(jī)不采取上述措施，即未對(duì)列車超速狀態(tài)作出確認(rèn)，這時(shí)列車實(shí)施的全常用制動(dòng)在停車之前是不能緩解的（我們稱之為懲罰性制動(dòng)），ATC機(jī)架里的懲罰性制動(dòng)計(jì)數(shù)器將對(duì)此進(jìn)行一次技術(shù)。同樣，在超速情況下制動(dòng)保證裝置會(huì)監(jiān)督全常用制動(dòng)的制動(dòng)率，如果在3—4秒內(nèi)未達(dá)到規(guī)定的制動(dòng)率，將實(shí)施緊急制動(dòng)。
上海地鐵一號(hào)線中，ATP人工駕駛模式主要用于下列三種情況：
（1） ATO子系統(tǒng)故障
列車運(yùn)行過程中，若發(fā)現(xiàn)ATO子系統(tǒng)故障，比如，“ATO發(fā)車按鈕不起作用、程序停車故障等等，經(jīng)中央控制室信號(hào)調(diào)度員同意，列車可使用ATP人工駕駛模式繼續(xù)運(yùn)行。
（2） 雨天
地鐵一號(hào)線上海南站站、虹梅路站、蓮花路站、外環(huán)路站和莘莊站是5個(gè)地面站，雨天軌面受濕后，致使車輛輪緣與鋼軌之間的粘著系數(shù)變小，列車一旦制動(dòng)，輪子很容易打滑或被抱牢，為防止損傷車輪，這時(shí)車輛防滑系統(tǒng)會(huì)起作用，為此，列車經(jīng)常停在區(qū)間，對(duì)運(yùn)行時(shí)間造成不必要的影響。鑒于此，列車雨天在地面車站運(yùn)行時(shí)要用ATP人工駕駛模式。
（3） 鋼軌涂油
對(duì)那些線路曲率半徑小于400米的彎道，為減少鋼軌和車輪之間的磨耗，延長(zhǎng)二者的使用壽命，每周需對(duì)這些區(qū)段的鋼軌涂油二次，而像衡山路站—常熟路站區(qū)間，彎道離車站很近，涂油期間車輪常常將油帶進(jìn)站內(nèi)，軌面粘著系數(shù)因此減小，在ATO自動(dòng)駕駛模式中，列車進(jìn)站時(shí)往往要滑過停車點(diǎn)10米左右，司機(jī)必須將車后退到停車點(diǎn)上才能接受打開車門的信號(hào)。因此，遇到鋼軌涂油，要求司機(jī)用ATP人工駕駛模式運(yùn)行幾圈后才換用ATO自動(dòng)駕駛模式。
ATP人工駕駛模式中，有一個(gè)“慢速前行”（CLOSE—IN）操作，當(dāng)鋼軌上不存在ATP限速命令、列車速度為零而司機(jī)主控制器手柄在全常用制動(dòng)位置時(shí)，可使用CLOSE—IN操作使列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。此時(shí)，ADU上面的“慢速前行”表示燈亮黃燈，它表示“慢速前行”生效，司機(jī)可以用不超過20公里/小時(shí)的速度駕駛列車，若車速超過20公里/小時(shí)，則超速指示燈亮紅燈，同時(shí)報(bào)警聲鳴響，“慢速前行”黃燈由穩(wěn)定光變?yōu)殚W爍光，司機(jī)必須在3秒內(nèi)將主控制器手柄放在全常用制動(dòng)位置以確認(rèn)報(bào)警直到列車完全停下。列車停下時(shí)，報(bào)警聲消失，超速指示燈熄滅，而且“慢速前行”燈又變?yōu)榉€(wěn)定光。若司機(jī)對(duì)超速狀態(tài)未予以確認(rèn)，則列車會(huì)自動(dòng)施加一次不可逆的全常用制動(dòng)，這時(shí)只有當(dāng)列車完全停下后，司機(jī)將主控制器手柄放在全常用制動(dòng)位置才能恢復(fù)“慢速前行”操作。在“慢速前行”操作時(shí)，當(dāng)列車收到ATP限速命令后，將自動(dòng)取消慢速前行而進(jìn)入ATP人工駕駛模式。
３． 后退模式
當(dāng)MDH放在“后退”位置上，該模式才生效，它允許司機(jī)手工駕駛列車逆向運(yùn)行，此時(shí)仍有超速保護(hù)，但車速不超過10公里/小時(shí)。
后退模式一般用在列車進(jìn)站時(shí)超過停車點(diǎn)若干米，為了接受允許開車門信號(hào)，列車必須后退到地面對(duì)位天線上方（±0.25m）才能進(jìn)行車—地雙向通信。此外，該模式還常常用于列車停運(yùn)后的晚間測(cè)試。
五、 測(cè)試
為了保證車載信號(hào)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的正確實(shí)施，在車輛各子系統(tǒng)尤其是牽引和制動(dòng)子系統(tǒng)測(cè)試完畢后，必須進(jìn)行車載信號(hào)設(shè)備的測(cè)試，該測(cè)試主要由靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試二部分組成。
（一） 靜態(tài)測(cè)試
靜態(tài)測(cè)試的目的是為了驗(yàn)證車載ATC設(shè)備與車輛的牽引和制動(dòng)子系統(tǒng)接口是否正確，同時(shí)為動(dòng)態(tài)測(cè)試作準(zhǔn)備，靜態(tài)測(cè)試的電動(dòng)客車必須是一完整的6節(jié)編組或8節(jié)編組列車。
１． 測(cè)試設(shè)備
· 一臺(tái)便攜式測(cè)試裝置（Portable Test Unit，以下簡(jiǎn)稱PTU）
· 一臺(tái)便攜式計(jì)算機(jī)（內(nèi)裝靜態(tài)測(cè)試程序）
· RS—232串行通信電纜二根
· 一只標(biāo)志器測(cè)試天線
· 一只保證水平標(biāo)尺
２． 測(cè)試準(zhǔn)備
· 將保證水平標(biāo)尺置于ATC機(jī)架內(nèi)以確認(rèn)機(jī)架處于水平位置。
· 將標(biāo)志器測(cè)試天線放在被測(cè)端A車車底的標(biāo)志器天線下方約25cm處以模擬軌旁 ATO天線。
· PTU通過二根RS—232串行通信電纜與車載ATC設(shè)備相接，所有ATC系統(tǒng)的功能測(cè)試將通過PTU按照靜態(tài)測(cè)試步驟完成。
３． 測(cè)試內(nèi)容
（1） 燈泡測(cè)試
驗(yàn)證ADU上所有表示燈功能發(fā)揮正常。
（2） ATP人工駕駛模式測(cè)試
這些測(cè)試包括ATP速度命令譯碼/超速點(diǎn)檢測(cè)、全常用制動(dòng)繼電器的工作、緊急制動(dòng)繼電器的工作、車門控制、故障表示、反向運(yùn)行和慢速前行等。上述測(cè)試需對(duì)ATP1模式、ATP2模式和并聯(lián)模式分別進(jìn)行。
（3） ATO模式測(cè)試
測(cè)試內(nèi)容包括速度調(diào)節(jié)、車站程序停車、跳停和運(yùn)行等級(jí)等。
（4） ATS/TWC測(cè)試
該測(cè)試用于驗(yàn)證TWC接受和發(fā)送的信息是否正確。
（二） 動(dòng)態(tài)測(cè)試
在完成靜態(tài)測(cè)試的全部?jī)?nèi)容后，可進(jìn)入動(dòng)態(tài)測(cè)試階段，動(dòng)態(tài)測(cè)試的目的在于進(jìn)一步核實(shí)列車在實(shí)際運(yùn)行時(shí)車載ATC系統(tǒng)是否滿足全部功能。
１． 測(cè)試準(zhǔn)備
· 測(cè)量裝有供ATP1和ATP2用的ATP速度探測(cè)器的車軸輪徑，并據(jù)此設(shè)定ATP
模塊中超速CPU插板上的輪徑補(bǔ)償跳線。
· 將車載ATP1和ATP2電路的斷路器接通。
· 將車輛鑰匙旋轉(zhuǎn)至ON（通）位置。
· 將ATC機(jī)架的電源開關(guān)接至ON（通）位置。
２． 測(cè)試內(nèi)容
（1） ATP人工駕駛模式測(cè)試
這些測(cè)試包括ATP命令的檢測(cè)、超速后ADU上的表示燈顯示、報(bào)警器鳴響和司機(jī)對(duì)此確認(rèn)或不確認(rèn)車載ATC系統(tǒng)控制列車的不同結(jié)果、TWC信息的發(fā)送/接收和車門操作等。通過將ATP選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到ATP1位供ATP1模式測(cè)試，轉(zhuǎn)到ATP2位供ATP2模式測(cè)試，轉(zhuǎn)到并聯(lián)位供并聯(lián)模式測(cè)試。此外，還需要對(duì)列車反向運(yùn)行、ATP切除和溜車防護(hù)進(jìn)行測(cè)試。
（2） ATO模式
該測(cè)試是在靜態(tài)測(cè)試基礎(chǔ)上再次驗(yàn)證ATO模式時(shí)的ATC系統(tǒng)動(dòng)態(tài)工作情況，內(nèi)容包括：速度調(diào)節(jié)、運(yùn)行等級(jí)、車站程序停車、惰行控制和跳停等。
六、 結(jié)束語
以上介紹了上海地鐵一號(hào)線車載信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的組成及功能，該系統(tǒng)正式起用至今已六年有余，設(shè)備運(yùn)行情況良好，為保證地鐵列車的行車安全和快速準(zhǔn)點(diǎn)打下了基礎(chǔ)，其中智能化的自動(dòng)駕駛模式（ATO）更是大大減輕了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，得到司機(jī)的歡迎。但在系統(tǒng)設(shè)備測(cè)試和運(yùn)行過程中，也發(fā)現(xiàn)一些問題和不足，大致歸納如下，以便今后系統(tǒng)改進(jìn)和完善：
１． ATO停車曲線制動(dòng)率不能調(diào)整
如上面提到的，列車自動(dòng)駕駛模式（ATO）每逢雨天或鋼軌涂油時(shí)要換成ATP人工駕駛模式。這主要是由于本系統(tǒng)ATO停車曲線的制動(dòng)率不能隨軌面粘著系數(shù)的改變而變化，從而影響了停車精度，也限制了ATO的正常使用范圍。在以后的系統(tǒng)設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮將ATO停車曲線的制動(dòng)率分成幾檔，使中央或集中站能根據(jù)線路軌面狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
２． 缺乏故障自動(dòng)記錄功能
車載信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備中沒有日檢和列車運(yùn)行中的自動(dòng)故障記錄功能，因此不能對(duì)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行有效的分析和提供良好的維護(hù)保養(yǎng)依據(jù)。為使系統(tǒng)更加完善，應(yīng)增加此項(xiàng)功能。
３． 沒有速度探測(cè)器的斷線檢查
現(xiàn)有車載信號(hào)系統(tǒng)自檢中沒有速度探測(cè)器的斷線檢查，而速度探測(cè)器測(cè)得的列車實(shí)際速度要與ATP限速命令比較，其結(jié)果是確保行車安全。因此，每日列車出發(fā)前系統(tǒng)自檢時(shí)，速度探測(cè)器接線是否完好應(yīng)予檢查，因?yàn)槿绻俣忍綔y(cè)器斷線，列車運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)認(rèn)為車速為零，只要ATP限速命令為非零碼，列車便可繼續(xù)運(yùn)行，其結(jié)果并非故障——安全。