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第三节 ATO子系统基本原理
ATO子系统（以下称为ATO系统）重要用实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制，涉及列车自动折返，根据控制中心指令自动完毕对列车的启动、牵引、惰行和制动，送出车门和屏蔽门同步开关信号，使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运营。
一、ATO系统基本概念
ATO为非故障一安全系统，其控制列车自动运营，重要目的是模拟最佳司机的驾驶，实现正常情况下高质量的自动驾驶，提高列车运营效率，提高列车运营的舒适度，节省能源。
ATP系统是城市轨道交通列车运营时必不可少的安全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运营水平（准点、平稳、节能）的技术措施。
ATO系统采用的基本功能模块与ATP系统相同。和ATP系统同样，ATO也载有有关轨道布置和坡度的所有资料，以便能优化列车控制指冷。ATO还装有一个双向的通信系统，使列车可以直接与车站内的人TS系统接口，保证实现最佳的运营图控制。
当列车处在自动驾驶模式下，车载ATO运用牵引和制动控制，实现列车自动运营。
二、ATO系统的组成
虽然各公司的ATO系统结构不尽相同，但ATO系统的基本组成是共同的。ATO系统都由轨旁设备和车载设备组成。
ATO轨旁设备通常兼用ATP轨旁设备，接受与列车自动运营有关的信息。
ATO车载设备由设在列车每一端司机室内的ATO控制器（涉及司机控制台）及安装在列车每一端司机室车体下的两个ATO接受天线和两个ATO发送天线组成，还涉及ATO附件，这些附件用于速度测量、定位和司机接口。ATO车载设备通常和ATP车载设备安装在一个机架内。
ATO具有一个双向通信系统，通过车载ATO天线和地面ATO环线允许列车直接与车站内的ATS连接，可以实现最佳的运营控制，完毕下列ATO功能：程序停车、运营图和时刻表调整、轨旁／列车数据互换、目的地和进路控制功能。
ATO还具有定位停车系统，为列车提供精确的位置信息。涉及车底部的标志线圈和对位天线，以及每个车站ATC设备室内的车站停车模块和沿每个站台设立的一组地面标志线圈。
ATO的功能不考虑故障一安全，因此，ATO车载单元是非故障一安全的一取一配置。ATC显示单元不规定是故障一安全的，因而ATC显示单元采用基于商用计算机硬件。
ATO向列车广播设备及车厢信息显示牌提供报站信息。
三、ATO系统的重要功能
ATO系统的功能分为基本控制功能和服务功能。
基本控制功能是自动驾驶、自动折返、车门打开。这三个控制功能互相之间独立地运营。
服务功能涉及：列车位置、允许速度、巡航／惰行、PTI支持功能等。
1．ATO系统基本控制功能
（1）自动驾驶
①自动调整列车运营速度
ATO车载控制器通过比较实际列车运营速度及ATP给出的最大允许速度及目的速度，并根据线路的情况，自动控制列车的牵引及制动，使列车在区间内的每个区段始终控制速度（ATP计算出来的限制速度减去5 km/h)运营，并尽也许减少牵引、惰行和制动之间的转换。
②停车点的目的制动
车站停车点作为目的点，车站停车点由ATP轨旁单元和ATS系统控制。当停车特性被启动后，ATO系统基于列车速度、预先决定的制动率和距停止点的距离计算出一个制动曲线，采用最合适的减速度（制动率）使列车准确、平稳地停在规定的停车点。与列车定位系统相配合，可使停车位置的误差达成 0.5 m以下。
假如列车超过了停车点，ATP准许后退一定距离。假如超过后退速度限制值，向列车司机发出声音和视觉报警。
③从车站自动发车
当发车安全条件符合时（在ATO模式下，关闭了车门，这由ATP系统监视），ATO系统给出启动显示，司机按下启动按钮，ATO系统使列车从制动停车状态转为驱动状态。停车制动将被缓解，然后列车加速。ATO通过预设的数据提供牵引控制，该牵引控制可使列车平稳加速。
停站时间由ATS控制，并传送给ATP。此外，基于车站和方向的停车时间也储存在ATP轨旁单元中，用作ATS故障下的后备程序。
④区间内临时停车
由ATP系统给出目的点位置（例如前方有车）及制动曲线，并将数据传送给ATO系统车载单元，ATO系统得到目的速度为1409,的速度信息后自动启动列车制动器，使列车停稳在目的点前方10 m左右。此时车门还是由ATP系统锁住的。一旦前方停车目地地，速度信息改为进行码后，ATO系统使列车自动启动。假如车门由紧急开门打开，或是司机手柄被移至非零位置，那么列车必须由司机重新启动SM模式或ATO模式（假如允许）。
在危险情况下，例如按下紧急停车按钮，或是因常用制动不充足而使列车超过紧急制动曲线，由ATP启动紧急制动，ATO向司机发出视觉和音响警报。5s以后音响警报自动停止。
⑤限速区间
临时性限速区间的数据由轨道电路报文传输给ATP车载设备，再由ATP车载设备将减速命令经ATO系统传达给动车驱动、制动控制设备。此时ATO车载设备的功能如同ATP系统与驱动、制动控制设备之间的一个接口。对于长期的限速区间，数据可事前输人ATO系统，在执行自动驾驶时，ATO系统会自动考虑到该限速区间。
(2）无人自动折返
无人自动折返是一种特殊情况下的驾驶模式，在这种驾驶模式下无需司机控制，并且列车上的所有控制台将被锁闭。
从接受到无人驾驶折返运营许可时，就自动进人AR模式。授权经驾驶室MMI显示给司机，司机必须确认这个显示，并得到授权，锁闭控制台。
只有按下站台的AR按钮以后，才实行无人驾驶列车折返运营。ATC轨旁设备提供所需的数据以驾驶列车进人折返轨。列车将自动回到出发站台。列车一到出发站台，ATC车载设备就会退出AR模式。
无人自动折返功能的输人是来自车载速度／距离功能的列车当前的速度和位置以及ATP速度曲线。
无人自动折返功能的输出至列车制动和牵引控制系统的命令。
(3）自动控制车门开闭
由ATP系统监督开门条件，当ATP系统给出开门命令时，可以按事前的设定由ATO系统自动地打开车门，也可由司机手动打开对的一侧的车门。车门的关闭只能由司机完毕。
当列车空车运营时，从ATS接受到的指定的目的地号阻止车门的打开。
车门打开功能的输人是来自ATP功能的车门释放、运营方向和打开车门的数据，以及来自ATS功能的拟定目的地号。
车门打开功能的输出将车门打开命令发给负责控制车门的列车系统。
2．ATO系统服务功能
（1）列车位置
列车位置功能从ATP功能中接受到当前列车的位置和速度等具体信息。根据上一次计算后所运营的距离来调整列车的实际位置。此调整也考虑到在ATP功能计算列车位置时传送和接受的延迟时间，以及打滑和滑行。
此外，ATO功能同测速单元的接口为控制提供更高的测量精确性。列车位置功能
也接受到地面同步的具体信息，由此拟定列车的实际位置和计算列车位置的误差。对列车位置调整，可在由ATO功能规定的直至接近实际停车点10—15 m的任意位置开始。由于这种调整，停车精度由ATO控制在希望的范围内。
列车位置功能的输人来自ATP功能的列车当前速度和位置、轨道电路信息的变化，测速单元的读人、轨道中同步标记的检测、SYNCH环线。
列车位置功能的输出用作校正列车位置信息。
（2）允许速度
允许速度功能为ATO速度控制器提供列车在轨道任意点的相应速度值。这个速度没有被优化，只是低于当前速度限制和制动曲线给的限制。允许列车速度调整是为了能源优化或由惰行／巡航功能完毕的列车运营。
允许速度功能的输人来自ATP功能的轨道当前位置的速度限制，以及列车制动曲线。
允许速度功能的输出至ATO速度控制器。
（3)巡航／惰行功能
巡航／惰行功能的任务是按照时刻表自动实现列车区间运营的惰行控制，同时节省能源，保证最大能量效率。
ATO巡航／惰行功能协同ATS中的ATR功能，并通过拟定列车运营时间和能源优化轨迹功能实现巡航／惰行功能。
①拟定列车运营时间的功能
由ATO和ATR功能拟定的列车运营时间，通过车站轨道电路占用完毕同步。当列车在ATO功能下，从报文给定的列车运营时间中减去通过计时器测定的已运营时间，以拟定到下一站有效的可用时间。
拟定列车运营时间功能的输人来自ATC轨旁功能的轨道电路占用报文，以及通过ATC轨旁和ATP车载功能来自ATR功能的运营时间命令。
拟定列车运营时间功能的输出至能源优化轨迹功能的到下一站停车点的有效运营时间。
②能源优化轨迹功能
能源优化轨迹的计算要考虑加速度、坡度制动以及曲线制动。因此，整套系统的轨道曲线信息都储存在ATO存储器中。借助此信息，并使用最大加速度，惰行／巡航功能计算出到下一停车点的速度距离轨迹。
能源优化轨迹功能的输人来自拟定列车运营时间功能的至下站可用的列车运营时间、ATO存储器的轨道曲线、ATP功能的ATP静态速度曲线（例如速度限制）。
能源优化轨迹功能的输出至ATO速度控制器的速度距离轨迹。
(4) PTI支持功能
PTI支持功能是通过多种渠道传输和接受各种数据，在特定的位置（通常设在列车进人正线的人口处）传给ATS，向ATS报告列车的辨认信息、目的号码和乘务组号，以及列车位置数据（例如当前轨道电路的辨认和速度表的读数），以优化列车运营。
PTI功能是由车载设备和轨旁设备实现的。由ATC车载设备提供的数据，通过ATO功能，传输到PTI的轨旁设备，进而传给ATS。
在将信息传输至轨旁设备之前，ATO/PTI功能收集数据，完毕合理检查。编辑信息必需的数据从ATS，ATC轨旁功能、司机MMI功能发送至ATO。
PTI是一个非安全功能。
四、ATO系统的基本规定
1.根据线路条件、道岔状态、前方列车位置等，实现列车速度自动控制。列车在区间停车应尽量接近前方目的地。区间停车后，在允许信号的条件下列车自动启动。车站发车时，列车启动由司机控制。
2. ATO应能提供多种区间运营模式，满足不同行车间隔的运营规定，适应列车运营调整的需要；司机手动驾驶及由ATO系统驾驶之间可在任何时候转换；手动驾驶时由ATP系统负责安全速度监督，自动驾驶时由ATO系统给出对驱动、控制设备的命令，ATP系统仍然负责速度监督。
3. ATO定点停车精度应根据站台计算长度、列车性能和屏蔽门的设立等因素选定。站台定点停车精度宜在土0.25—土0.50 m范围内选择。
4. ATO控制过程应满足舒适度和快捷性的规定。舒适度的规定重要是指牵引、惰行和制动控制以及各种工况之间的转换控制过程的加、减速度的变化率。快捷性重要是指控制过程的时间宜短，以减少对站间运营时分的影响和提高运营质量。
ATO应能控制列车实现车站通过作业。
5.自动记录运营状态、自诊断及故障报警。
五、ATO系统基本工作原理
1.列车自动驾驶
和ATP系统同样，ATO也存储了轨道布局和坡度信息，可以优化列车控制命令。ATO中有一套最大安全速度数据，与ATP的最大安全速度数据互相独立。这样，为了保证乘坐的舒适性，ATO可按照最大速度行驶，但是这一速度要小于ATP的最大安全速度。ATO的最大速度可以任意设立，梯进精度为1 km/h.
ATO运用通过地面ATP设备传来的编码得知前方未被占用的轨道电路数目或者前行列车的位置，知道当前本次列车的位置，列车就可以在到达安全停车点之前，综合雷考虑安全因素，尽量以全速行驶。
ATO系统的自动驾驶功能是通过ATO车载设备控制列车牵引和制动系统而实现的。为此，ATO需要ATP的数据：从ATP轨旁单元接受到的所有ATP运营命令、测速单元提供的当前列车位置和实际速度信息、位置辨认和定位系统的信息、列车长度、ATS通过向ATP轨旁单元发送的出站命令和到下一站的计划时间。
假如ATO自检测成功完毕，且ATP设备释放了自动驾驶，信号显示“ATO启动”，可以实行ATO驾驶。
由ATO系统执行的自动驾驶过程是一个闭环反馈控制过程，其基本关系框图如图5一27所示。测速单元通过ATP向ATO发送列车的实际位置信息。反馈环路的基准输人是从ATP数据和运营控制数据中得出的。ATO向牵引和制动控制设备提供数据输出。
ATO模式在以下条件下被激活：ATP在SM模式中；已过了车站停车时间；联锁系统排列了进路；车门关闭；驾驶手柄处在零位。
于是，司机通过按压启动按钮开始ATO模式，列车加速达成计算的速度曲线。假如其中一项条件不能满足，启动无效，ATP关闭ATO至牵引的控制信号。
在达成计算速度时，系统根据这个速度曲线控制列车的运营。当接近制动启动点时，ATO设备将自动控制常用制动使列车运营跟随制动曲线。
2．车站程序停车
线路上的车站都有预先拟定的停站时间间隔。控制中心ATS监督列车时刻表，计算需要的停站时间以保证列车正点到达下一个车站。由集中站ATS通过ATO环线传送给ATO车载设备。
控制中心能通过集中站ATS缩短或延长车站停站时间。假如控制中心离线，集中站ATS预置一个缺省的停站时间，该时间是可编程的。
在控制中心规定下，列车可跳过某车站。这一跳停命令由控制中心通过集中站ATS传给列车。
3．车站定位停车
车站精确停车通过在车站区域的轨道电路标记、分界过渡和ATO环线变换来进行。轨道电路标记被用来拟定停车特性的合适起始点。轨道电路分界过渡和轨旁ATO环线变换提供了距离分界。该距离分界用于达成所规定的位置精度。
当停车特性启动后，ATO基于列车速度、预先拟定的制动率和距停止点的距离计算制动特性。ATO将通过根据规定改变牵引和制动需求来遵循此特性。制动率调整值通过ATO环线轨旁ATO取得。此调整是动态的，是根据异常线路情况作出的，并且可以从OCC或SCR（车站控制室）中进行选择。一旦列车停车，ATO会保持制动，以避免列车运动。
ATO可以与站台屏障门（PSD）的控制系统全面接口，保证列车的精确和可靠地到站停车。
4.车门控制
ATO只有在自动模式下才执行车门启动。在手动模式，由司机进行车门操作（ATP仍会提供一种安全的车门使能功能）。
当列车驶抵定位停车点，列车的定位天线（它接至车辆定位发送器和接受器）位于站台定位环线上方，环线置于线路中央，它连向站台定位发送器和接受器；只有当列车停于定位停车的允许精度范围内，车辆定位接受器收到站台定位发送器送来的列车停站信号，ATO系统确认列车已到达拟定的定位区域，这时ATO系统发出“列车停站”信号给ATP系统，以保证列车制动；ATP系统检测到零速度，通过列车定位发送器发送ATP列车停车信号给地面站台定位接受器，站台接受器检测到此信号，将其译码，使地面“列车停站”继电器工作；此时车站轨道电路ATP发送器发送允许打开左车门（或右门）的调制频率信号；车辆收到允许打开车门信号，使相应的门控继电器工作，并提供相应的广播和允许开门的信号显示，这时司机按压与此信号显示相一致的门控按钮，才可以打开规定的车门。
有了车门打开信号以后，使车辆定位发送器改发打开屏蔽门信号，当站台定位接受器收到此信号，使打开屏蔽门继电器吸起，以使与列车车门相对的屏蔽门打开（涉及屏蔽门的数量及位置）。
列车停站时间结束（或人工终止），地面停站控制单元启动车站ATP模块，轨道电路停发开门信号，车辆收不到开门信号，使门控继电器落下。司机按压关门按钮，关闭车门；与此同时，车辆停发打开屏蔽门信号，车站打开屏蔽门继电器落下；车站在检查了屏蔽门已关闭及锁闭好以后，才允许ATP系统向轨道电路发送运营速度命令信息，车辆收到速度命令同时，检查了车门已关闭和锁闭、ATO发车表达灯点亮，列车可按车载ATP收到的速度命令进行出发控制。
假如车门控制系统碰到在发出车门关闭请求后车门关闭被阻止的妨碍时，车门将会循环关闭。假如车辆在“x”秒后还探测不到车门的关闭，告知车辆报告系统（VAS），同时产生一条关于关闭车门被阻止的报告。然后，车门在y秒的延迟后被请求关闭。在z秒后，假如车门还是被检出没关，车门将会打开，一条关门受阻的报警就送到轨旁设备。“x”，“y”、“z”的时间从1s到15s可改变。
5.轨旁／列车数据互换
列车与轨旁的通信是非安全的。任何情况下控制中心需要与列车通信时，轨旁设爵备都作为数据互换的接口。
列车发到轨旁的数据：分派列车号；目的地；车门状态；车轮磨损表达（从ATP到控制中心）；在接近车站时制动所产生的过量车轮滑动；紧急情况或异常情况（比如不对的的开门）。
轨旁发到列车的数据：车辆车门启动命令；列车号的确认；列车长度；性能修改数据；出发测试指令；车门循环测试；主时钟参考信号；跳停指令；搁置命令；申请车载系统和报警状态。
6．性能等级
性能等级是列车标记的一部分，可以被中央ATC修改。列车从轨旁接受到由中央ATC所拟定的性能等级。性能等级由速度限制、命令的加速、预定的减速构成。为了减少数据的传输量，一张六个性能等级的表存放在列车上。为了修改当前性能等级，中央ATC发送单数字命令。
7．滑行模式
滑行模式是一种额外的性能等级，其规定是级别1到5处在有效状态，并且当申请滑行时，目的速度大于40km/h。滑行模式会使列车在上电的间隙进行滑行，并且允许列车的实际速度在重新上电之前下降11 km/h。
六、ATO与ATP的关系
在“距离码ATP系统”的基础上安装了ATO系统，列车就可采用手动方式或自动方式进行驾驶。在选择自动驾驶方式时，ATO系统代替司机操纵，诸如列车启动加速、匀速惰行、制动等基本驾驶功能均能自动进行。然而，不管是由司机手动驾驶还是由ATO系统自动驾驶，ATP系统始终是执行其速度监督和超速防护功能。可以这样认为：
手动驾驶＝司机人工驾驶＋ATP系统
自动驾驶二ATO系统自动驾驶+ ATP系统
图5-28表达了三种制动曲线。曲线①表达列车的紧急制动曲线，由ATP系记录算及监督。列车速度一旦触及该制动曲线，立即启动紧急制动，以保证列车停在停车点。曲线①相应于列车的最大减速度，一旦启用紧急制动，列车务必停稳后通过若干时间才干重新启动。因此，这是一种非正常运营状态，应当尽量避免发生。曲线②表达由ATP系记录算的制动曲线，在驾驶室内显示出最大允许速度，它略低于紧急制动曲线（之间的差值通常为3—5km/h）。当列车速度达成该曲线值时，应给出告警，但不启用紧急制动。显然，曲线②相应的列车减速度小于曲线①的减速度，一般取与最大常用制动相应的减速度。曲线③则是由ATO系统动态计算的制动曲线，也即正常运营情况下的停车制动曲线。通常将与此曲线相应的减速度设计为可以达成平稳地减速和停车的从这三条停车制动曲线可以明显地看出：ATP系统重要负责“超速防护”，起保证安全的作用；ATO系统重要负责正常情况下列车高质量地运营。
因此，ATP是ATO的基础，ATO不能脱离ATP单独工作，必须从ATP系统获得基础信息。并且，只有在ATP的｛基础上才干实现ATO，列车安全运营才有保证。ATO是ATP的发展和技术延伸,ATO在ATP的基础上实现自动驾驶，而不仅仅停留在超速防护的水准上。

第四节 ATS子系统基本原理
ATS子系统（以下称为ATS系统）重要实现对列车运营的监督和控制，涉及：列车运营情况的集中监视、自动排列进路、自动列车运营调整、自动生成时刻表、自动记录列车运营 实迹、自动进行运营数据记录及自动生成报表、自动监测设备运营状态等，辅助调度人员对全线列车进行管理。
一、ATS系统的基本概念
ATS系统重要是实现对列车运营及所控制的道岔、信号等设备运营状态的监督和控制，给行车调度人员显示出全线列车的运营状态，监督和记录运营图的执行情况，在列车因故偏离运营图时及时做出调整，辅助行车调度人员完毕对全线列车运营的管理。
ATS在ATP和ATO系统的支持下，根据运营时刻表完毕对全线列车运营的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线（车辆段、停车场、试车线除外）列车进路，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能由位于控制中心内的设备实现。
ATS系统功能重要刨舌：时刻表编辑、列车运营监事、列车自动调整、自动抖陌哒尽各等。ATS工作方式为集中管理，分散控制。
ATS系统能与ATP系统、计算机联锁设备或继电联锁设备配套使用，并有与时钟系统、旅客向导系统和综合监控系统的接口。
ATS系统负责监控列车的运营，是非安全系统。
二、ATS系统组成
ATS系统由控制中心设备、车站设备、车辆段设备、列车辨认系统及列车发车计时
器等组成。
控制中心设备属于ATS系统，是ATC的核心。用于状态表达、运营控制、运营调整、车次追踪、时刻表编制及运营图绘制、运营报告、调度员培训、与其他系统的接口。
控制中心ATS设备重要涉及：中心计算机系统、综合显示屏、调度员及调度长工作站、运营图工作站、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、调度员及调度长工作站设于主控制室，控制主机、通信解决器、数据库服务器、维修工作站设于设备室，运营图工作站设于运营图室，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
中心计算机系统涉及：控制主机、COM通信服务器、ADM服务器、TTE服务器、局域网及各自的外部设备。为保证系统的可靠性，重要硬件设备均为主／备双套热备方式，可自动或人工切换。系统能满足自动控制、调度员人工控制及车站控制的规定。
实际的进程映像都存储在COM服务器上。所有从联锁和外围设备发送来的数据都由COM服务器最先得到和解决。一些应用功能也由COM服务器激活，并在此服务器上运营，如列车自动调整、自动列车跟踪、自动进路设立等功能。因此，COM服务器是自动调整功能的核心部分。
ADM服务器（系统管理器）用于系统数据存储，解决所有不受运营事件影响的数据，如系统配置、计划时刻表、计划运营图等。通常在系统启动时或收到一个询问指令时或对某一设备的参数进行设立时才需要。列车自动调整功能所需要的计划时刻表数据，就是在系统启动时从ADM服务器中读得的。
TTE服务器（时刻表编辑器）建立离线时刻表的操作者平台。时刻表的编译也是TTE服务器的任务。ADM服务器存储的计划时刻表由TTE服务器提供。
（2）综合显示屏
综合显示屏用来监视正线列车运营情况及系统设备状态，由显示设备和相应的驱动设备组成。
（3）调度员工作站及调度长工作站·
调度员工作站及调度长工作站，用于行车调度指挥，与ATC计算机系统接口，是实际操作平台，使调度员能在控制中心监视和控制联锁设备及列车的运营，如需要可显示计划运营图和实迹运营图。调度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。设两个调度员工作站，它们与正线运转有关。调度长工作站是备用控制台，它能替代或扩大其他两个工作站中任一个的工作。
（4）运营图工作站
用于运营计划的编制和修改，通过人机对话可以实现对运营时刻表的编辑、修改及管理。
（5）培训／模拟工作站
培训／模拟工作站配有各种系统的编辑、装配、连接和系统构成工具以及列车运营仿真的软件。它可与调度员工作站显示相同的内容，有相同的控制功能，能仿真列车在线运营及各种异常情况，而不参与实际的列车控制。实习调度员可通过它模拟实际操作，培养系统控制和各种情况下的解决能力。
（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事件激活的打印任务。彩色绘图仪和彩色激光打印机，用于输出运营图及各种报表。
（7）维修工作站
重要用于ATS系统的维护、ATC系统故障报警解决和车站信号设备的监测。
（8）局域网
把本地和远程工作站、服务器的 PLC连接在一起。以太网允许各成员间进行高速数据互换（10 Mbit/s）。
（9）UPS及蓄电池
控制中心配备在线式UPS及可提供30 min后备电源的蓄电池。
运营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，是基于灵活的工作站结构。工作站的硬件设立相同，所不同的是扩展的内存和接口板，具有与分散的联锁设备、综合自动化系统、旅客向导系统等通信的界面。控制中心与各站联锁设备间由遥控系统联系，如过程连接单元完毕所有分散接口与联锁装置及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．车站设备
车站分集中联锁站和非集中联锁站，设备不同。
（1）集中联锁站设备
集中联锁站设有一台ATS分机，是ATS与ATP地面设备和ATO地面设备接口，用于连接联锁设备和其他外围系统，采集车站设备的信息，传送控制命令，使车站联锁设备能接受ATS系统的控制，以实现车站进路的自动控制。为从联锁设备取得所需数据，配备了采用可编程控制器的远程终端单元。采用模块化设计，扩展十分容易。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设备的功能有：
①接受、存储其管辖范围内当天的列车计划时刻表；
②根据计划时刻表及列车运营情况，自动控制及办理管辖范围内的列车进路，涉及进、出正线，终端站折返进路等；
③特殊情况下，可以按控制中心设定的运营间隔控制列车运营；
④根据计划时刻表自动控制列车到站及出发时刻；
⑤采集管辖范围内的所有各车站的列车运营信息、设备工作状态，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设备，并向相邻的ATS设备传送有关信息；
⑧控制ATO地面设备，向列车传送运营控制信息。
(2）非集中联锁站设备
非集中联锁站不设ATS分机。非集中联锁站的PTI, PIIS和DTI均通过集中联锁站的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，通过集中联锁站的ATS分机接受ATS系统的控制命令。
3．车辆段设备
（1）ATS分机
车辆段设一台ATS分机，用于采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了解段内停车库线列车的车次及车组运用情况，对的控制列车出段。
（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，根据来自控制中心的实际时刻表建立车辆段作业计划。
车辆段联锁设备，通过ATS分机与控制中心互换信息，实现段内运营列车的追踪监视，车辆段与控制中心间提供有效的传输通道，距离较长时用MODEM。
4.列车辨认系统（PTI )
PTI设备是ATS车次辨认及车辆管理的辅助设备，其由地面查询器环路和车载应答器组成。地面查询器环路设于各站。PTI设备用于校核列车车次号。当列车通过地命面查询器时，地面查询器可采集到车载应答器中设定的列车车次号，并经车站ATS设备送至控制中心，校核是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设备设于各站，为列车运营提供车站发车时机、列车到站晚点情况的时间指示，提醒列车按计划时刻表运营。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刻表的发车时间，为零时指示列车发车；若列车晚点发车，则TDT增长停站时间的计时。在特殊情况下，若实行了站台扣车控制，TDT给出“H"显示；如有提前发车命令，TDT立即显示零；列车通过车站时TDT显示“＝”。
二、ATS系统的基本规定
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，可实现相关线路的统一指挥，并且也有助于实现资源的共享。
监控多条运营线路时，应保证各条线路具有独立运营或混合运营的能力。
2. ATS的计算机及网络系统应采用冗余技术，应设调度员工作站、调度长工作站、时刻表编辑工作站、工程师工作站，以及其他必要的设备。调度员工作站的数量，根据在线列车对数、线路长度和车站数量等因素合理配置。
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。
4. ATS系统应满足列车运营交路的需要，凡有道岔的车站均应按具有折返作业解决。
5.出人车辆段、停车场的列车不应影响正线列车的运营。
6.系统故障或车站作业需要时，经控制中心调度员与车站值班员办理必要的手续后，可实现站控与遥控转换，车站值班员也可强行办理站控作业。站控与遥控转换过程中，不应影响列车运营。
7．列车进路控制应以联锁表为依据，根据运营时刻表和列车辨认号等条件实现控制。
8. ATS系统应具有良好的实时控制性能。系统解决能力、设备空间等应留有余量。信息采集周期宜小于2.0s。
9. ATS系统可与计算机联锁或继电联锁设备接口；ATS系统的进路控制方式应与联锁设ATS系统具有下列重要功能：列车运营情况的集中监视和跟踪；列车运营实迹的自动记录；时刻表自动生成、显示、修改和优化；自动排列进路，按行车计划自动控制道旁爵信号设备以接发列车；列车运营自动调整；列车运营和设备状态自动监视；调度员操作与设备状态记录、运营数据记录及报表自动生成；运送计划管理、输出及记录解决；实现沿线设备及列车与控制中心之间的通信；列车车次号自动传递；车辆修程及乘务员管理；系统故障复原解决；列车运营模拟及培训；乘客向导信息显示。
（1)列车监视和跟踪
进行在线列车的监视、跟踪、车次的移位及显示。
①列车监视列车监视是用计算机来再现列车的运营。列车运营由轨道空闲和占用信号来驱动。列车由车次号来辨认。ATS给MMI、旅客信息显示系统、模拟线路表达盘提供列车位置和车次号。
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，必须在固定期间内提出。当列车由车辆段或其他地点进人正线运营时，ATS系统将根据计划时刻表自动给计划车加人车次号。列车车次号输人用于修改和确认列车车次号。输人方式有：在读站自动输人车次号、时刻表系统提出车次号、系统自动生成虚假车次号、调度员人工输入。
车次号在该列车通过读站时被记录，犯错时调度员可用另一车次号予以替代。
车次号从列车在车辆段开始至所有正线连续追踪，在中心表达盘及显示器上的车次窗内随着列车运营的位置动态显示。调度员可人工修改，并能由车次查出相应车组号。
车次号删除是从ATS系统中清除车次号记录，在被监视到拜别本区段、被覆盖时删除，也可人工删除。
③列车运营辨认
列车运营由轨道占用信号从“空闲”到“占用”的翻转来辨认。列车运营被监测到，就在计算机内再现。
④集中显示
控制中心表达分为大屏表达盘（目前用得较多的是背投式，等离子显示屏正在逐步推广）和显示器。在站场布置图上显示正线全线列车运营及信号设备的工作状况，如列车位置及车次号、信号显示、道岔位置、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、信号设备报警等，以及根据调度员的需要在显示器上显示车辆段内列车运用状况及各种报告。
（2）时刻表解决
涉及安装、修改、存储时刻表，描绘、显示和打印实迹运营图。
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备的可靠动作，其与安全相关的接口应有可靠的隔离措施。
10. ATS系统宜从时钟系统获取标准时钟信号。
三、ATS系统重要功能
系统提供时刻表编制用的数据库，通过调度员的人工设立如站停时间、列车间隔、轨道电路布置等数据产生计划时刻表。天天运营前将当天使用的计划时刻表从控制中心传至车站ATS分机。
系统储存适合于不同运营情况的多套时刻表；根据时刻表自动完毕列车车次号的跟踪与更新；自动生成时刻表。
控制中心ATS根据列车运营的实际情况自动绘制列车实迹运营图。
系统随时对时刻表的状态进行比较。运用车次号和列车位置可以对一列车的计划位置和实际位置进行比较。在发生偏离（早点或晚点）时，系统一方面通过适当的显示告知调度员，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，可根据当天列车运营计划时刻表自动控制列车运营，涉及：自动办理正线各种进路并控制办理的时机，自动控制列车驶人、离开正线的时机，自动控制车站列车停车时间及发车时机。必要时，通过办理控制权转移手续，可将控制权转移至车站。
调度员必要时可以人工控制，涉及人工建立及取消正线各种进路等。调度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，并给出提醒。
自动建立进路的功能是形成控制道岔位置的命令和在适当时间向信号系统发送这些命令。将列车车次号和位置信息、道岔位置和已选信号系统的信息提供应自动建立进路系统，命令的输出由接近列车的监测和进路计划来控制。
（4）列车运营调整
不断地对计划时刻表与实际时刻表进行比较；通过调整停站时间自动调整列车按计划时刻表运营，在此基础上自动产生列车的出发时间。在装备有ATO的线路上能通过对列车运营等级的设立实现对列车运营的自动调整。
调度员也可通过人工命令调整列车停站时间来调整列车运营。
（5)旅客信息显示系统
用来告知等待的乘客下一列车的目的地和到达时间。
（6)列车的确位置辨认
列车辨认码由司机在开始路程前选定，由列车自动发送。
（7）服务操作
操作员能修改数据库、列车参数、控制与显示数据库信息。
（8）仿真及演示
系统仿真是通过仿真手段，离线模拟列车的在线运营，重要用于系统的调试、演示以及人员培训，是一种必不可少的运营模式。它与在线控制模式几乎完全相同，唯一的差别是列车定位信息不是实际获取，而是随车次号的设立而出现。仿真模拟运营可以模拟在线控制中的所有功能，但它与现场之间没有任何表达信息和控制命令的信息互换。
培训／演示系统具有模拟时刻表，模拟列车运营的调度等，可记录、演示，据此对学员进行实际操作的培训。
（9）遥控联锁
联锁设备由远程控制系统操作，它提供了与运营控制系统的接口界面。
（10）运营报告
ATS能记录大量与运营有关的数据，如列车运营里程数、实际列车运营图、列车运营与计划时间的偏差、重大运营事件、操作命令及其执行结果、设备的状态信息，设备的故障信息等。ATS系统所记录的事件都应当有备份。通过选择，可回放已被记录的事件；提供数据备份和恢复功能，并可回放和查询；提供运营分析报告。
ATS中心可提供多种报告，辅助调度员了解列车运营情况，以及系统工作情况。调度员还可调用列车运用计划并进行修改，并可登记、记录、记录数据、离线打印。
ATS系统可按用户的规定提供各种记录功能，以完毕各种记录报表（如日报表、周报表、月报表等）。
（11)监测与报警
能及时记录被监测对象的状态，有预警、诊断和故障定位能力；监测列车是否处在ATP保护状态；监测信号设备和其他设备结合部的有关状态；具有在线监测与报警能力；监测过程应不影响被监测设备的正常工作。
在相应工作站上，报告所有故障报警的状况并予以视觉提醒，直到恢复正常状态为止。重要的故障以音响报警提醒，直到确认报警状况为止。
要报警的不正常状况涉及：轨旁ATC系统内的故障；轨道电路和轨旁设备内的故障；车载ATC系统和车辆设备内的故障；通过TWC传送的车载ATC状态信息和在DTS（光纤通信系统）设备内检测出并由DTS报告的故障。
四、ATS系统基本原理
1.自动列车跟踪
列车追踪系统是监视受控区域内列车的移动的。不管是自动还是人工方式，每列列车与一个列车车次号相关连。当列车由车辆段进人正线运营时，ATS系统根据计划时刻表自动给该列车加人车次辨认号。根据对来自联锁设备的信息的推断，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移动。列车移动在调度员工作站上的车次号窗内以列车辨认号显示出来。车次号按先到先服务的原则显示。
（1）列车辨认号报告
每次列车准备进入运营时，它将自动地被分派一个列车标记，根据预先存储的列车时刻表来命名进人系统的列车。根据列车跟踪，显示列车标记并能在显示器上移动列车标记。
列车辨认号涉及目的地号、序列号和服务号。目的地号规定列车行程终到地点。
参序列号按每次行