列车自动防护系统学习教案

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1、会计学1列车列车(lich)自动防护系统自动防护系统第一页,共50页。2022-6-192 一、列车一、列车(lich)(lich)自动防护系统基本原理自动防护系统基本原理 理论理论(lln)内容内容 城市城市(chngsh)(chngsh)轨道交通的信号控制系统中,列车自动防护系统轨道交通的信号控制系统中,列车自动防护系统是信号控制系统非常重要的组成部分,它为列车行驶提供安全保障,是信号控制系统非常重要的组成部分,它为列车行驶提供安全保障,有效降低列车驾驶员的劳动强度,提高行车作业效率。如有效降低列车驾驶员的劳动强度,提高行车作业效率。如果没有列车自动防护系统,列车的行车安全需要由列车驾驶员

2、人工来果没有列车自动防护系统,列车的行车安全需要由列车驾驶员人工来保障,这样会造成列车驾驶员过度疲劳,产生安全隐患,对行车作业保障,这样会造成列车驾驶员过度疲劳,产生安全隐患,对行车作业效率也会带来负面影响。因此在城市效率也会带来负面影响。因此在城市(chngsh)(chngsh)轨道交通轨道交通中,尤其是在运营作业繁忙的线路上,信号控制系统中设置列车自动中,尤其是在运营作业繁忙的线路上,信号控制系统中设置列车自动防护系统是非常必要的,它是行车作业的安全保障和体现。防护系统是非常必要的,它是行车作业的安全保障和体现。 列车自动防护系统,其英文名称为列车自动防护系统,其英文名称为“Train A

3、utomatic Protect “Train Automatic Protect System”System”,简称为,简称为ATPATP系统。系统。第1页/共50页第二页,共50页。2022-6-193 1 1列车运行的几个列车运行的几个(j )(j )基本概念基本概念 在介绍列车自动防护系统如何控制列车运行速度时,需在介绍列车自动防护系统如何控制列车运行速度时,需要简单了解列车如何起动和停车要简单了解列车如何起动和停车(tng ch),以及列车常用制,以及列车常用制动和列车紧急制动的基本概念。动和列车紧急制动的基本概念。 (1) (1)列车起动和停车列车起动和停车 列车在人工驾驶列车在人

4、工驾驶(jish)(jish)时,列车驾时,列车驾驶驶(jish)(jish)员操作驾驶员操作驾驶(jish)(jish)手柄,通过列车的牵引系统施加手柄,通过列车的牵引系统施加牵引力使列车向前加速行驶,或通过列车的制动系统施加制动力牵引力使列车向前加速行驶,或通过列车的制动系统施加制动力使列车减速行驶。列车驾驶使列车减速行驶。列车驾驶(jish)(jish)手柄平常放中间位置,将驾手柄平常放中间位置,将驾驶驶(jish)(jish)手柄从中间位置向前推时,列车向前加速行驶,越往手柄从中间位置向前推时,列车向前加速行驶,越往前推施加的牵引力越大;将驾驶前推施加的牵引力越大;将驾驶(jish)(

5、jish)手柄从中间位置向后推手柄从中间位置向后推时,列车减速行驶,越往后推施加的制动力越大,这时列车在制时,列车减速行驶,越往后推施加的制动力越大,这时列车在制动力的作用下减速运行,如图动力的作用下减速运行,如图8 8一一l l所示。所示。第2页/共50页第三页,共50页。2022-6-194图图81 列车驾驶室牵引列车驾驶室牵引(qinyn)制动制动 手柄和紧急制动按钮手柄和紧急制动按钮驾驶室驾驶室 驾驶室内景驾驶室内景(nijng) 第3页/共50页第四页,共50页。2022-6-195 (2) (2)列车列车(lich)(lich)常用制动和紧急制动常用制动和紧急制动 列车列车(lic

6、h)(lich)常用制动就是常用制动就是列车列车(lich)(lich)在正常行驶过程中,由列车在正常行驶过程中,由列车(lich)(lich)的制动系统施加给列车的制动系统施加给列车(lich)(lich)的制动。的制动。 列车紧急制动就是列车紧急制动就是(jish)列车在超速行驶,或列车在超速行驶,或遇到其他不正常会危及列车行遇到其他不正常会危及列车行车安全的情况时,对列车施加车安全的情况时,对列车施加的制动。列车紧急制动时所产的制动。列车紧急制动时所产生的制动力,是列车的制动系生的制动力,是列车的制动系统所能提供的最大制动力。列统所能提供的最大制动力。列车紧急制动的响应时间比列车车紧急制

7、动的响应时间比列车常用制动的响应时间要短;一常用制动的响应时间要短;一旦对列车施加了紧急制动,只旦对列车施加了紧急制动,只能通过特殊处理才能将紧急制能通过特殊处理才能将紧急制动从列车上解除。动从列车上解除。第4页/共50页第五页,共50页。2022-6-196第5页/共50页第六页,共50页。2022-6-197 (3) (3)速度限制速度限制 城市轨道交通中,列车在轨道线路上行驶时,受轨城市轨道交通中,列车在轨道线路上行驶时,受轨道线路弯道、坡道、列车自身构造以及运营需求等因素的影响,列车只道线路弯道、坡道、列车自身构造以及运营需求等因素的影响,列车只能在规定的速度范围内运行,如果列车运行速

8、度比规定的最大速度值高能在规定的速度范围内运行,如果列车运行速度比规定的最大速度值高,则会危及到列车的行车,则会危及到列车的行车(hngch)(hngch)安全,导致列车相撞、出轨或颠覆安全,导致列车相撞、出轨或颠覆等事故的发生。为确保列车行车等事故的发生。为确保列车行车(hngch)(hngch)安全,列车必须在所规定的安全,列车必须在所规定的速度范围内运行,以防止安全事故的发生。速度范围内运行,以防止安全事故的发生。 列车自动防护系统在每列车列车自动防护系统在每列车上都装有速度传感器,速度传感上都装有速度传感器,速度传感器安装在列车的车轴上,如图器安装在列车的车轴上,如图8 82 2所示,

9、对列车的运行速度所示,对列车的运行速度进行实时测定,并把速度值传送进行实时测定,并把速度值传送(chun sn)(chun sn)给列车自动防护系给列车自动防护系统主机,由列车自动防护系统主统主机,由列车自动防护系统主机对速度进行分析和处理。机对速度进行分析和处理。图图82速度速度(sd)传感器传感器第6页/共50页第七页,共50页。2022-6-198第7页/共50页第八页,共50页。2022-6-199 (4) (4)列车自动防护系统与列车自动防护系统与列车之间的接口列车之间的接口 列车自动列车自动防护系统主机是列车自动防防护系统主机是列车自动防护系统的核心控制部分,列护系统的核心控制部分

10、,列车自动防护系统主机与列车车自动防护系统主机与列车自身的牵引系统和制动自身的牵引系统和制动(zh (zh dn)dn)系统由专门的接口电路系统由专门的接口电路连接,连接,如图如图8 83 3所示。列车自动防护系统主机实时接收从地面信号传来的信号,通所示。列车自动防护系统主机实时接收从地面信号传来的信号,通过实时分析和计算,实时向列车的牵引系统或制动系统发出控制过实时分析和计算,实时向列车的牵引系统或制动系统发出控制(kngzh)(kngzh)指指令,列车的牵引系统或制动系统在接收到控制令,列车的牵引系统或制动系统在接收到控制(kngzh)(kngzh)指令后,对列车施加指令后,对列车施加牵引

11、力或制动力,以控制牵引力或制动力,以控制(kngzh)(kngzh)列车的运行速度,使列车在允许速度的范列车的运行速度,使列车在允许速度的范围内运行。列车自动防护系统主机安装在驾驶室内。围内运行。列车自动防护系统主机安装在驾驶室内。图图83列车列车(lich)自动防护系统与列车自动防护系统与列车(lich)之间的接口关系之间的接口关系第8页/共50页第九页,共50页。2022-6-1910 2 2列车列车(lich)(lich)自动防护系统基本原理自动防护系统基本原理 列车自动防护系统控制列车运行速度有两种基本方式:点式叠列车自动防护系统控制列车运行速度有两种基本方式:点式叠加方式和速度距离模

12、式曲线加方式和速度距离模式曲线(qxin)(qxin)方式。方式。 (1) (1)点式叠加方式点式叠加方式 列车自动防护系统以点式叠加方式控制列列车自动防护系统以点式叠加方式控制列车运行速度,其速度距离曲线车运行速度,其速度距离曲线(qxin)(qxin)呈阶梯状,称为阶梯曲线呈阶梯状,称为阶梯曲线(qxin)(qxin),如图,如图8 84 4所示。所示。图图84阶梯阶梯(jit)曲线曲线 图中横坐标表示距离值,纵坐标表示列车图中横坐标表示距离值,纵坐标表示列车运行速度值。运行速度值。 图图8 84 4中列车受到制动力的作用,减速运行。列车中列车受到制动力的作用,减速运行。列车从某点从某点O

13、 O处以不超过处以不超过S S1 1的速度值运行,在运行到的速度值运行,在运行到D D1 1点时,对列车施加一定的制动力,使列车允许运行的最点时,对列车施加一定的制动力,使列车允许运行的最大速度值从大速度值从S S1 1速度值降为速度值降为S S2 2速度值;列车从速度值;列车从D D1 1点运行点运行到到D D2 2点处,在这一区间,列车运行的最大允许速度点处,在这一区间,列车运行的最大允许速度值为值为S S2 2; ;在在S S2 2点,再次对列车施加制动力,使列点,再次对列车施加制动力,使列车减速运行。车减速运行。第9页/共50页第十页,共50页。2022-6-1911 列车运行在列车运

14、行在O OD1D1区段,允许区段,允许(ynx)(ynx)运行的最高速度为运行的最高速度为S1S1;在;在D1D1D2D2区段,允许区段,允许(ynx)(ynx)运行的最高速度为运行的最高速度为S2S2;在;在D2D2 D2D2区段,允许区段,允许(ynx)(ynx)运行的最高速度为运行的最高速度为S3S3。图图84阶梯阶梯(jit)曲线曲线第10页/共50页第十一页,共50页。2022-6-1912 在每个区段,如果列车运行速度超过了在该运行区段所对应的最大速在每个区段,如果列车运行速度超过了在该运行区段所对应的最大速度值,列车自动防护系统会向列车的制动系统发出度值,列车自动防护系统会向列车

15、的制动系统发出(fch)(fch)常用制动命令常用制动命令,列车的制动系统对列车施加制动力,使列车,列车的制动系统对列车施加制动力,使列车运行速度在系统所设定的时间内,降到允许的运行速度范围内,以保证列运行速度在系统所设定的时间内,降到允许的运行速度范围内,以保证列车安全运行;如果列车运行速度持续超过该运行区段所对应的最大速度值车安全运行;如果列车运行速度持续超过该运行区段所对应的最大速度值,在持续的时间超过系统设定的时间,在持续的时间超过系统设定的时间后,列车自动防护系统将对列车实施紧急制动,强制列车停车,以防止意后,列车自动防护系统将对列车实施紧急制动,强制列车停车,以防止意外事故的发生。

16、外事故的发生。第11页/共50页第十二页,共50页。2022-6-1913 阶梯曲线阶梯曲线(qxin)(qxin)控制速度的方式所需要的硬件结构简单,容易实控制速度的方式所需要的硬件结构简单,容易实现。在图现。在图8-48-4中列车以不超过中列车以不超过S1S1速度值运行,运行速度从速度值运行,运行速度从S1S1变为变为S2S2时,时,使得列车的运行速度发生突变,这时强烈的减速会给列车上的乘客一种使得列车的运行速度发生突变,这时强烈的减速会给列车上的乘客一种冲击,容易产生不适感。速度变化越大,冲击感越强,不利于旅客乘车冲击,容易产生不适感。速度变化越大,冲击感越强,不利于旅客乘车的舒适度。的

17、舒适度。图图84阶梯阶梯(jit)曲线曲线第12页/共50页第十三页,共50页。2022-6-1914 (2) (2)速度距离速度距离(jl)(jl)模式曲线模式曲线 列车受到制动力的作用,使列车减速运列车受到制动力的作用,使列车减速运行,速度一距离行,速度一距离(jl)(jl)图形曲线形状是连续平滑的曲线,这种列车速度控图形曲线形状是连续平滑的曲线,这种列车速度控制方式称为速度距离制方式称为速度距离(jl)(jl)模式曲线方式,如图模式曲线方式,如图8-58-5所示。所示。 图中横坐标表示距离图中横坐标表示距离(jl)(jl)值,纵坐标表示列车运行速度值。值,纵坐标表示列车运行速度值。图图8

18、5速度速度(sd)距离模式曲线距离模式曲线第13页/共50页第十四页,共50页。2022-6-1915 图图8 85 5中,列车自动防护系统根据运营计划中,列车自动防护系统根据运营计划(jhu)(jhu),使列车从,使列车从O O点减速运行到点减速运行到D1D1点。列车自动防护系统根据各种数据,计算出列车点。列车自动防护系统根据各种数据,计算出列车从从O O点运行到前方点运行到前方D2D2点的区段内,各处所需的运行速度,并向列车的点的区段内,各处所需的运行速度,并向列车的牵引和制动系统发出指令,控制列车按照速度距离模式曲线所绘制牵引和制动系统发出指令,控制列车按照速度距离模式曲线所绘制的速度值

19、平滑稳定地从在的速度值平滑稳定地从在0 0点减速运行到前方点减速运行到前方D2D2点。点。图图85速度距离速度距离(jl)模式曲线模式曲线第14页/共50页第十五页,共50页。2022-6-1916 在上图模式曲线的每点,都对应有一个速度值,如果列在上图模式曲线的每点,都对应有一个速度值,如果列车运行速度超过了在该点所对应的速度值,列车自动防护系车运行速度超过了在该点所对应的速度值,列车自动防护系统实时向列车的制动系统发出常用制动命令,对列车施加制统实时向列车的制动系统发出常用制动命令,对列车施加制动力,使列车运行速度降到模式曲线的下方,保证动力,使列车运行速度降到模式曲线的下方,保证(boz

20、hng)列车以允许的速度运行,确保列车安全运行;如列车以允许的速度运行,确保列车安全运行;如果列车运行速度持续超过模式曲线所规定的速度值,运行在果列车运行速度持续超过模式曲线所规定的速度值,运行在模式曲线的上方,若所持续的时间超过系统设定的时间,列模式曲线的上方,若所持续的时间超过系统设定的时间,列车自动防护系统将对列车实施紧急制动,强制列车停车,以车自动防护系统将对列车实施紧急制动,强制列车停车,以防止意外事故的发生。防止意外事故的发生。第15页/共50页第十六页,共50页。2022-6-1917 速度距离模式控制速度的方式,需要比较复杂的软件和速度距离模式控制速度的方式,需要比较复杂的软件

21、和硬件支持,系统调试过程比较复杂。列车平滑减速硬件支持,系统调试过程比较复杂。列车平滑减速(jin s)(jin s)运行,运行速度没有发生突变,列车运行速度控制稳定,可运行,运行速度没有发生突变,列车运行速度控制稳定,可以有效提高列以有效提高列车乘客的舒适度。车乘客的舒适度。 防止列车超速运行是列车自动防护系统最重要的功能,防止列车超速运行是列车自动防护系统最重要的功能,也是城轨信号系统保障列车运行安全的核心。列车自动防护也是城轨信号系统保障列车运行安全的核心。列车自动防护系统对列车速度的有效控制,保持列车速度运行不超过所允系统对列车速度的有效控制,保持列车速度运行不超过所允许的许的速度范围

22、,能有效降低列车驾驶员的劳动强度,提高作业效速度范围,能有效降低列车驾驶员的劳动强度,提高作业效率,避免人工操作带来的安全隐患保障列车安全运行。率,避免人工操作带来的安全隐患保障列车安全运行。第16页/共50页第十七页,共50页。2022-6-1918 二、列车自动防护系统主要二、列车自动防护系统主要(zhyo)(zhyo)功能功能 列车自动防护系统不仅能控制列车运行速度,还有其他许列车自动防护系统不仅能控制列车运行速度,还有其他许多重要功能,它们是列车安全稳定运行的可靠保障。多重要功能,它们是列车安全稳定运行的可靠保障。 列车自动防护系统主要功能包括有:列车自动防护系统主要功能包括有: 1

23、1防止运营列车超速运行防止运营列车超速运行 运营列车在线路上运行有多种速度限制,列车运行速度不运营列车在线路上运行有多种速度限制,列车运行速度不能超出速度限制值。能超出速度限制值。 (1) (1)防止运营列车超过线路限制速度超速运行防止运营列车超过线路限制速度超速运行 城市轨道城市轨道交通中,线路在曲线段或坡道处,往往有速度限制,运营列车交通中,线路在曲线段或坡道处,往往有速度限制,运营列车不能超过线路限速运行,否则容易出现列车脱轨或颠覆事件。不能超过线路限速运行,否则容易出现列车脱轨或颠覆事件。 (2) (2)防止运营列车超过列车允许最高速度超速运行防止运营列车超过列车允许最高速度超速运行

24、车辆车辆的自身构造决定了车辆所能运行的最大速度,超过这个的自身构造决定了车辆所能运行的最大速度,超过这个(zh (zh ge)ge)速度值,列车可能会出现故障,危及车辆和行车安全。速度值,列车可能会出现故障,危及车辆和行车安全。第17页/共50页第十八页,共50页。2022-6-1919 (3) (3)防止运营列车超过道岔弯轨限制速度超速运行防止运营列车超过道岔弯轨限制速度超速运行 城城市轨道交通中,线路上设有道岔,在列车通过道岔弯轨时,市轨道交通中,线路上设有道岔,在列车通过道岔弯轨时,不能超过道岔弯轨限制速度超速运行。不能超过道岔弯轨限制速度超速运行。 (4) (4)防止运营列车超过限速区

25、段超速限速城市轨道交通防止运营列车超过限速区段超速限速城市轨道交通中,线路上有故障中,线路上有故障(gzhng)(gzhng)或作业需或作业需要运营列车限速行驶,列车应按运营规定运行。要运营列车限速行驶,列车应按运营规定运行。 (5) (5)防止运营列车超过临时限速城市轨道交通中,线路防止运营列车超过临时限速城市轨道交通中,线路上有临时作业,需要运营列车限速行驶,列车应按运营规定上有临时作业,需要运营列车限速行驶,列车应按运营规定运行。运行。 (6) (6)防止运营列车超过其他限速防止运营列车超过其他限速 城市轨道交通中,运城市轨道交通中,运营作业需要任何限速的地方,列车应按运营规定运行。营作

26、业需要任何限速的地方,列车应按运营规定运行。第18页/共50页第十九页,共50页。2022-6-1920 2 2接收和处理来自地面的信息接收和处理来自地面的信息 列车运行在轨道上,地面轨道电路或地面的其他设备,将列车运列车运行在轨道上,地面轨道电路或地面的其他设备,将列车运行所需的信息发送出去,安装在列车车体上的列车自动行所需的信息发送出去,安装在列车车体上的列车自动(zdng)(zdng)防护防护系统设备会实时接收这些信息,并对这些信息进行实系统设备会实时接收这些信息,并对这些信息进行实时分析和处理,以及时对列车的运行状态和运行速度进行控制。通常时分析和处理,以及时对列车的运行状态和运行速度

27、进行控制。通常这些信息中包含有列车允许运行的最大速度值、线路位置等。这些信息中包含有列车允许运行的最大速度值、线路位置等。第19页/共50页第二十页,共50页。2022-6-1921 3 3防止列车相撞防止列车相撞 城市轨道交通中,在某条线路上,往往会有很多列车同时运营作城市轨道交通中,在某条线路上,往往会有很多列车同时运营作业,列车自动防护系统可以防止列车相撞,为这些平行作业业,列车自动防护系统可以防止列车相撞,为这些平行作业(pngxng zuy)(pngxng zuy)的实施提供了安全保障,它有效提高了城市轨道交的实施提供了安全保障,它有效提高了城市轨道交通线通线路的利用效率,增强了城市

28、轨道交通的运营能力。列车自动防护系统路的利用效率,增强了城市轨道交通的运营能力。列车自动防护系统可以防止列车相撞包括以下内容:可以防止列车相撞包括以下内容: 1) 1)防止运营防止运营(ynyng)(ynyng)列车撞上前列车撞上前面的列车;面的列车; 2) 2)防止运营防止运营(ynyng)(ynyng)列车进入未列车进入未开通的进路;开通的进路; 3) 3)防止运营防止运营(ynyng)(ynyng)列车冲出尽列车冲出尽头线;头线; 4) 4)防止运营防止运营(ynyng)(ynyng)列车进入封列车进入封锁区段;锁区段; 5) 5)防止运营防止运营(ynyng)(ynyng)列车进入发列

29、车进入发生故障的进路等。生故障的进路等。第20页/共50页第二十一页,共50页。2022-6-19224 4车辆安全停靠站台车辆安全停靠站台(zhnti)(zhnti) 城市轨道交通中,列车停靠站台城市轨道交通中,列车停靠站台(zhnti)(zhnti)时,需要列车完全停稳时,需要列车完全停稳不动,确保乘客安全上下车。列车自动防护系统会检测列车的速度和不动,确保乘客安全上下车。列车自动防护系统会检测列车的速度和列车所处的位置,保证列车在站台列车所处的位置,保证列车在站台(zhnti)(zhnti)区域内安全停靠。区域内安全停靠。第21页/共50页第二十二页,共50页。2022-6-1923 5

30、 5列车列车(lich)(lich)车门控制车门控制 城市轨道交通中城市轨道交通中,列车,列车(lich)(lich)左右左右两侧都有车门,列车两侧都有车门,列车(lich)(lich)停靠站台后停靠站台后,列车,列车(lich)(lich)自动自动防护系统会控制列车防护系统会控制列车(lich)(lich)开启靠近站开启靠近站台的车门,保证乘客台的车门,保证乘客安全上下车。安全上下车。第22页/共50页第二十三页,共50页。2022-6-1924 6 6空转、打滑防护空转、打滑防护 列车在线路上正常运行时,列车车轮在钢轨上滚动运行列车在线路上正常运行时,列车车轮在钢轨上滚动运行,因某种原因,

31、列车车轮会发生空转,或列车车轮在线路上,因某种原因,列车车轮会发生空转,或列车车轮在线路上滑动运行,这种情况一方面会对车辆的车轮造成损伤,另一滑动运行,这种情况一方面会对车辆的车轮造成损伤,另一方面会危及列车行车安全。列车自动防护系统会实时检测列方面会危及列车行车安全。列车自动防护系统会实时检测列车空转和打滑情况,并及时采取措施,控制列车运营状态。车空转和打滑情况,并及时采取措施,控制列车运营状态。 7 7防止列车发生溜车防止列车发生溜车 列车如果在线路的坡道处停车或在站台处停车,列车自列车如果在线路的坡道处停车或在站台处停车,列车自动防护系统会给列车施加一定的制动力,保证列车不会发生动防护系

32、统会给列车施加一定的制动力,保证列车不会发生溜车现象溜车现象(xinxing)(xinxing),防止发生安全事故。,防止发生安全事故。 列车自动防护系统除了以上的重要功能外,根据城市轨列车自动防护系统除了以上的重要功能外,根据城市轨道交通信号系统的配置情况和复杂程度,还可以有一些其他道交通信号系统的配置情况和复杂程度,还可以有一些其他功能,如控制列车的运行方向,提供驾驶员操作接口界面等功能,如控制列车的运行方向,提供驾驶员操作接口界面等。第23页/共50页第二十四页,共50页。2022-6-1925 三、列车自动防护系统车载三、列车自动防护系统车载(ch zi)(ch zi)设备组成设备组成

33、 列车自动防护系统所包含的设备分别安装在列车上和地面上。列车自动防护系统所包含的设备分别安装在列车上和地面上。安装在列车上的设备,简称为车载设备;安装在地面的设备简称为安装在列车上的设备,简称为车载设备;安装在地面的设备简称为地面设备。地面设备。 1 1、车载设备主要组成、车载设备主要组成 列车自动防护系统的车载设备主要包括有车载主机、驾驶员状列车自动防护系统的车载设备主要包括有车载主机、驾驶员状态显示单元态显示单元(dnyun)(dnyun)、速度传感器、列车地面信号接收器、列车、速度传感器、列车地面信号接收器、列车接口电路、电源和辅助设备等,如图接口电路、电源和辅助设备等,如图8 86 6

34、所示。下面分别介绍有关所示。下面分别介绍有关设备的情况。设备的情况。 图图86车载主要车载主要(zhyo)设备设备第24页/共50页第二十五页,共50页。2022-6-1926(1)(1)车载主机车载主机 列车自列车自动防护系统的车载主机动防护系统的车载主机由各种印刷电路板、输由各种印刷电路板、输人输出接口板、安全人输出接口板、安全继电器和电源继电器和电源(dinyun)(dinyun)等设备组成等设备组成。这些设备分层放在机。这些设备分层放在机柜中,各板利用机柜上柜中,各板利用机柜上的总线进行通信。的总线进行通信。列车定位:测速电机(TACHO)多普勒雷达(DopplerRadar)绝对位置

35、(wizhi)信标(APR)。第25页/共50页第二十六页,共50页。2022-6-1927(2)(2)状态显示单元状态显示单元 状态显示单元是车载系统与列车驾驶人状态显示单元是车载系统与列车驾驶人员之间的人机界面,可以显示列员之间的人机界面,可以显示列 车当前运行速度车当前运行速度(sd)(sd)、列车、列车到达某点的目标速度到达某点的目标速度(sd)(sd)、列车到达某点的走行距离、列车的、列车到达某点的走行距离、列车的驾驶模式和有关设备的运行状况等与行车直接相关的信息;还设驾驶模式和有关设备的运行状况等与行车直接相关的信息;还设置有一些按钮,用于驾驶员操作,控制列车运行。在下面详细介置有

36、一些按钮,用于驾驶员操作,控制列车运行。在下面详细介绍状态显示单元各个表示单元和按钮。绍状态显示单元各个表示单元和按钮。列车列车(lich)司机显示屏(人机界面)司机显示屏(人机界面) 显示屏显示屏 第26页/共50页第二十七页,共50页。2022-6-1928(3)(3)速度传感器速度传感器 信号系统通常在列车信号系统通常在列车上装有一个或多个速度传感器,安装上装有一个或多个速度传感器,安装在列车的车轴上,用于计算列车的运在列车的车轴上,用于计算列车的运行速度和列车运行距离及列车运行方行速度和列车运行距离及列车运行方向的判定。列车的运行速度,还可以向的判定。列车的运行速度,还可以用雷达进行用

37、雷达进行(jnxng)(jnxng)测定,但速度传测定,但速度传感器技术成熟,测速精度高,安装使感器技术成熟,测速精度高,安装使用简单方便,因此被广泛使用。用简单方便,因此被广泛使用。第27页/共50页第二十八页,共50页。2022-6-1929(4)(4)列车地面信号接收器列车地面信号接收器 列车地列车地面信号接收器,安装在列车底部,用面信号接收器,安装在列车底部,用于接收从轨道上传来的信息,这些信于接收从轨道上传来的信息,这些信息可以由地面轨道电路发送,或由安息可以由地面轨道电路发送,或由安装在地面的专门设备如应答器发送给装在地面的专门设备如应答器发送给列车。列车地面信号接收器,根据所列车

38、。列车地面信号接收器,根据所接收的信息格式、容量和处理速度等接收的信息格式、容量和处理速度等因素,可以设计为感应因素,可以设计为感应(gnyng)(gnyng)线线圈,或其他形式,以保证列车在一定圈,或其他形式,以保证列车在一定的运行速度下能及时接收和处理所收的运行速度下能及时接收和处理所收到的信息。列车地面信号接收器的性到的信息。列车地面信号接收器的性能要求:抗机械冲击能力强,有很好能要求:抗机械冲击能力强,有很好的抗电磁干扰能力,信息接收误码率的抗电磁干扰能力,信息接收误码率低,不丢失信息。低,不丢失信息。应答应答(yngd)查询器查询器 B型应答器型应答器第28页/共50页第二十九页,共

39、50页。2022-6-1930(5)(5)列车接口电路列车接口电路 列车自动防护系统的车载设备通过车载主列车自动防护系统的车载设备通过车载主机与列车进行接口,车载主机将控制信息通过接口电路传送给机与列车进行接口,车载主机将控制信息通过接口电路传送给列车,同时车载主机通过接口电路从列车获得列车运行的状态列车,同时车载主机通过接口电路从列车获得列车运行的状态信息。信息。 列车接口电路使用的继电器,根据使用的环境列车接口电路使用的继电器,根据使用的环境(hunjng)(hunjng),需要体积小、力学性能好的继电器,一般使用弹簧继电器。,需要体积小、力学性能好的继电器,一般使用弹簧继电器。 (6)(

40、6)电源和辅助设备等电源和辅助设备等 列车为列车自动防护系统车载设备提列车为列车自动防护系统车载设备提供所需的电源,列车上还有列车运行模式选择开关,各种电源供所需的电源,列车上还有列车运行模式选择开关,各种电源开关,和其他一些辅助设备等。开关,和其他一些辅助设备等。第29页/共50页第三十页,共50页。2022-6-1931 2 2状态显示单元状态显示单元(dnyun)(dnyun) 列车上的状态显示单元列车上的状态显示单元(dnyun)(dnyun),作为车载系统与列车驾驶员的,作为车载系统与列车驾驶员的人机界面,可以使用触摸屏,或使用面板的形式,来实现列车状态信息人机界面,可以使用触摸屏,

41、或使用面板的形式,来实现列车状态信息的显示和对列车进行操控。其面板或触摸屏上的主要内容一般包括操作的显示和对列车进行操控。其面板或触摸屏上的主要内容一般包括操作按钮部分、信息显示部分、表示灯和报警器,如图按钮部分、信息显示部分、表示灯和报警器,如图8-78-7所示。所示。 图图87 面板状态面板状态(zhungti)显示单元显示单元 第30页/共50页第三十一页,共50页。2022-6-1932下面对面板状态显示单元各部分进行介绍。下面对面板状态显示单元各部分进行介绍。 (1) (1)按钮部分按钮部分 以面板型的状态显示单元为例,其按钮一般包以面板型的状态显示单元为例,其按钮一般包括有发车按钮

42、、慢速前行按钮、调光按钮、灯泡按钮、内容切换括有发车按钮、慢速前行按钮、调光按钮、灯泡按钮、内容切换按钮等。其中发车按钮和慢速前行按钮用于操纵列车运行,其他按钮等。其中发车按钮和慢速前行按钮用于操纵列车运行,其他几个按钮用于对面板亮度几个按钮用于对面板亮度(lingd)(lingd)调整、显示内容的切换和自检调整、显示内容的切换和自检等。等。 列车发车按钮。列车发车按钮。 列车发车按钮通常带有灯光,当列车发车列车发车按钮通常带有灯光,当列车发车按钮灯光点亮时,列车驾驶员按压列车发车按钮,起动列车向前按钮灯光点亮时,列车驾驶员按压列车发车按钮,起动列车向前运行。如果列车这时处于自动驾驶模式下,列

43、车将按运行。如果列车这时处于自动驾驶模式下,列车将按照行车作业要求自动运行;若列车处于列车自动防护系统控制模照行车作业要求自动运行;若列车处于列车自动防护系统控制模式下,人工驾驶,列车驾驶员操纵牵引制动手柄,控制列车运式下,人工驾驶,列车驾驶员操纵牵引制动手柄,控制列车运行。行。 列车发车按钮灯光熄灭时,按压列车发车按钮,属于无效操列车发车按钮灯光熄灭时,按压列车发车按钮,属于无效操作。作。第31页/共50页第三十二页,共50页。2022-6-1933 慢速前行按钮。列车处于列车自动防护系统控制模式下,当列车慢速前行按钮。列车处于列车自动防护系统控制模式下,当列车自动防护系统不能从地面收到信息

44、时,列车驾驶员按下慢速前行按钮自动防护系统不能从地面收到信息时,列车驾驶员按下慢速前行按钮,请求列车以不超过设定的速度值慢速前行。,请求列车以不超过设定的速度值慢速前行。 列车慢速前行设定的最高速度值,根据不同的运营需求,可以设列车慢速前行设定的最高速度值,根据不同的运营需求,可以设为为20km20kmh h,或其他值。这个速度值比列车正常运行的平均速度一般要,或其他值。这个速度值比列车正常运行的平均速度一般要小,慢速前行模式适合列车办理进出停车厂或小,慢速前行模式适合列车办理进出停车厂或车辆段作业时,控制列车慢速运行,遇到危险情况,可以采取措施,车辆段作业时,控制列车慢速运行,遇到危险情况,

45、可以采取措施,尽快让列车停车。尽快让列车停车。 显示模式按钮。面板上的显示模式按钮,用来在切换某些显示显示模式按钮。面板上的显示模式按钮,用来在切换某些显示区域内的不同信息,可以增加显示的信息容量。区域内的不同信息,可以增加显示的信息容量。 调光器按钮。按压调光器按钮,可以改变调光器按钮。按压调光器按钮,可以改变(gibin)(gibin)状态显示单状态显示单元显示屏和指示灯的亮度。元显示屏和指示灯的亮度。 灯光测试按钮。按压灯光测试按钮,可以执行显示屏、指示灯灯光测试按钮。按压灯光测试按钮,可以执行显示屏、指示灯和声音报警测试。和声音报警测试。第32页/共50页第三十三页,共50页。2022

46、-6-1934 (2) (2)信息显示部分信息显示部分 速度显示。触摸屏和面板上,一般把表示速度的区域放在屏或速度显示。触摸屏和面板上,一般把表示速度的区域放在屏或板的中央,便于直观显示列车运行速度值。速度显示同时用模拟方式板的中央,便于直观显示列车运行速度值。速度显示同时用模拟方式显示和数字方式显示,表示速度范围从零到显示和数字方式显示,表示速度范围从零到线路允许的最大值,并留有一定的余量。线路允许的最大值,并留有一定的余量。 图图8-78-7中,速度显示以中,速度显示以100km100kmh h作为最大允许运行速度值。中间的作为最大允许运行速度值。中间的方框用数字显示当前速度值;正围绕方框

47、的环上,标有刻度值,表示方框用数字显示当前速度值;正围绕方框的环上,标有刻度值,表示对应的列车速度值。通常用红色环指示列车当前允许运行的最大速度对应的列车速度值。通常用红色环指示列车当前允许运行的最大速度值,用绿色环表示列车当前的实际运行速度值。当绿色环超过红色环值,用绿色环表示列车当前的实际运行速度值。当绿色环超过红色环时,列出驾驶员可以直观看出时,列出驾驶员可以直观看出(kn ch)(kn ch),列车发生了超速,并有报警,列车发生了超速,并有报警提示,这时提醒列车驾驶员要采取措施,控制列车速度,将速度绿环提示,这时提醒列车驾驶员要采取措施,控制列车速度,将速度绿环降低到速度红环以内,保证

48、列车安全正常运行。降低到速度红环以内,保证列车安全正常运行。第33页/共50页第三十四页,共50页。2022-6-1935 两种不同颜色的速度环,直观的将列车的实际运行速度和两种不同颜色的速度环,直观的将列车的实际运行速度和当前允许运行的最大速度表示出来,可以方便列车驾驶员对列当前允许运行的最大速度表示出来,可以方便列车驾驶员对列车速度进行有效控制,提高作业效率,降低作业强度。车速度进行有效控制,提高作业效率,降低作业强度。 目标速度。在速度距离模式曲线目标速度。在速度距离模式曲线(qxin)(qxin)的系统中,可的系统中,可以显示列车从当前地点运行到下一目标处,所对应的目标处的以显示列车从

49、当前地点运行到下一目标处,所对应的目标处的速度值。如下一目标是在站台停车,则显示目标速度为零;如速度值。如下一目标是在站台停车,则显示目标速度为零;如果下一目标是通过站台,则显示允许通过站台的速度限制值。果下一目标是通过站台,则显示允许通过站台的速度限制值。 目标距离。在速度距离模式曲线目标距离。在速度距离模式曲线(qxin)(qxin)的系统中,可的系统中,可以显示列车从当前地点运行到下一目标处,列车所需走行的距以显示列车从当前地点运行到下一目标处,列车所需走行的距离值。离值。 时间。在速度距离模式曲线时间。在速度距离模式曲线(qxin)(qxin)的系统中,可以显的系统中,可以显示列车从当

50、前地点运行到下一目标处,列车所需运行的时间。示列车从当前地点运行到下一目标处,列车所需运行的时间。第34页/共50页第三十五页,共50页。2022-6-1936 (3) (3)指示灯指示灯 面板上或触摸屏上有多个指示灯,用来表示面板上或触摸屏上有多个指示灯,用来表示列车的运行状态。列车的运行状态。 超速指示灯。当列车运行速度超速指示灯。当列车运行速度(sd)(sd)超过当前的允许的超过当前的允许的速度速度(sd)(sd)值时,超速指示灯点亮。值时,超速指示灯点亮。 慢速前行指示灯。当慢速前行模式被激活时,慢速前行慢速前行指示灯。当慢速前行模式被激活时,慢速前行指示灯点亮。指示灯点亮。 列车自动

51、运行指示灯。当列车的模式选择开关放在列车自动运行指示灯。当列车的模式选择开关放在ATOATO挡位时,这时列车在自动运挡位时,这时列车在自动运行模式下运行行模式下运行(ATO(ATO模式模式) ),列车自动运行指示灯点亮。,列车自动运行指示灯点亮。 列车自动防护控制下的人工驾驶模式指示灯列车自动防护控制下的人工驾驶模式指示灯( (简称人工简称人工ATP)ATP)。当列车的模式选择开关放在。当列车的模式选择开关放在ATPATP挡位时,列车在列车自挡位时,列车在列车自动防护控制下,由列车驾驶员人工驾驶列车运行,这时该指示动防护控制下,由列车驾驶员人工驾驶列车运行,这时该指示灯点亮。灯点亮。第35页/

52、共50页第三十六页,共50页。2022-6-1937 旁路指示灯。当列车的模式选择开关,放在旁路挡位时,该列旁路指示灯。当列车的模式选择开关,放在旁路挡位时,该列车的车载信号系统被切除,这时旁路指示灯点春车的车载信号系统被切除,这时旁路指示灯点春 发车测试指示灯。列车在发车进入运营线路前,要进行信号车发车测试指示灯。列车在发车进入运营线路前,要进行信号车载系统静态测试,如果该测试失败或没有启动该测试,该指示灯熄灭载系统静态测试,如果该测试失败或没有启动该测试,该指示灯熄灭;如果测试成功该指示灯被点亮;如果测试正在进行中,该指示灯将;如果测试成功该指示灯被点亮;如果测试正在进行中,该指示灯将不断

53、闪烁。不断闪烁。 列车自动防护系统故障指示灯。当列车自动防护系统发生故障列车自动防护系统故障指示灯。当列车自动防护系统发生故障时,该指示灯点亮。时,该指示灯点亮。 运行方向指示灯。当列车自动防护系统知道列车运行方向,并运行方向指示灯。当列车自动防护系统知道列车运行方向,并且在列车对位停车时能够自动控制且在列车对位停车时能够自动控制(z dn kn zh)(z dn kn zh)车门时,该指车门时,该指示灯点亮。示灯点亮。 另外,还有一些指示灯,当列车处于自动驾驶另外,还有一些指示灯,当列车处于自动驾驶(AT0)(AT0)状态时,相状态时,相应的事件发生时,指示灯会点亮,如跳停指示灯和停站结束指

54、示灯等应的事件发生时,指示灯会点亮,如跳停指示灯和停站结束指示灯等。第36页/共50页第三十七页,共50页。2022-6-1938 (4) (4)报警器报警器 当列车当列车(lich)(lich)发生超速运行,或有设备故障,或目标发生超速运行,或有设备故障,或目标距离、速度参数发生变化时,报警器会发出报警声,提醒列车距离、速度参数发生变化时,报警器会发出报警声,提醒列车(lich)(lich)驾驾驶员注意。驶员注意。 图图87 面板状态显示面板状态显示(xinsh)单元单元 第37页/共50页第三十八页,共50页。2022-6-1939四、列车四、列车(lich)自动防护系统地面设备自动防护系

55、统地面设备 列车自动防护系统的核心列车自动防护系统的核心设备安装在列车上,它所需的设备安装在列车上,它所需的主要信息来自地面设备。根据主要信息来自地面设备。根据城市轨道交通信号系统的不同城市轨道交通信号系统的不同制式,列车自动防护系统地面制式,列车自动防护系统地面设备,可以设置点式应答器或设备,可以设置点式应答器或轨道电路,向列车传递有关轨道电路,向列车传递有关(yugun)信息,由安装在列车信息,由安装在列车上的设备接收和处理这些信息上的设备接收和处理这些信息。移动闭塞移动闭塞(bs)原理原理 第38页/共50页第三十九页,共50页。2022-6-1940 1 1点式应答器点式应答器 在速度

56、距离曲线为阶梯式的图形的信号系统中,经常会在线路在速度距离曲线为阶梯式的图形的信号系统中,经常会在线路上间隔一定的距离设置点式应答器。这些应答器向线路保存有列车上间隔一定的距离设置点式应答器。这些应答器向线路保存有列车的行车信息,在列车经过时,由安装在列车车底的感应接收装置从的行车信息,在列车经过时,由安装在列车车底的感应接收装置从中读取或接收信息,对这些信息进行综合分析处理。中读取或接收信息,对这些信息进行综合分析处理。 点式应答器中所包含点式应答器中所包含(bohn)(bohn)的信息,包括有线路位置、列车的信息,包括有线路位置、列车运行距离、基本线路参数、速度限制等信息,这些信息固化在应

57、答运行距离、基本线路参数、速度限制等信息,这些信息固化在应答器。应答器可分为有源应答器和无源应答器。有源应答器向线路实器。应答器可分为有源应答器和无源应答器。有源应答器向线路实时发送信息,由列车接收;无源应答器,只有在列车经过时,由列时发送信息,由列车接收;无源应答器,只有在列车经过时,由列车从应答器中读取信息。车从应答器中读取信息。 第39页/共50页第四十页,共50页。2022-6-1941 点式应答器安装在线路点式应答器安装在线路(xinl)(xinl)上,调试和安装工艺比较简单上,调试和安装工艺比较简单,容易实施,成本相对较低,应用广泛,如图,容易实施,成本相对较低,应用广泛,如图88

58、88所示。所示。图图88点式应答器点式应答器B型应答器型应答器A型应答器型应答器 第40页/共50页第四十一页,共50页。2022-6-1942 2 2轨道电路轨道电路 城市轨道交通信号系统,轨道电路除了具有表示列车是否占城市轨道交通信号系统,轨道电路除了具有表示列车是否占用轨道的功能外,还可以向线路上实时发送列车运营所需的信息用轨道的功能外,还可以向线路上实时发送列车运营所需的信息,由列车接收和处理。轨道电路所发送的信息,其容量大,有利,由列车接收和处理。轨道电路所发送的信息,其容量大,有利于列车的车载系统对列车进行实时控制。于列车的车载系统对列车进行实时控制。 因信号系统的处理能力和制式不

59、同,轨道电路所发送的信息因信号系统的处理能力和制式不同,轨道电路所发送的信息量可有所不同,一般来讲,轨道电路所发送的信息可以有以下内量可有所不同,一般来讲,轨道电路所发送的信息可以有以下内容:容: (1) (1)轨道电路基本信息轨道电路基本信息 如轨道电路的长度、坡道和曲线参如轨道电路的长度、坡道和曲线参数,所用数,所用(su yn)(su yn)的载波频率,轨道电路的编号等。的载波频率,轨道电路的编号等。 (2) (2)线路速度线路速度 是指该轨道区段线路上受坡道和曲线等因素是指该轨道区段线路上受坡道和曲线等因素的影响列车所允许运行的最大速度。的影响列车所允许运行的最大速度。第41页/共50

60、页第四十二页,共50页。2022-6-1943 (3) (3)目标速度目标速度 列车到达下一目标时,列车的运行速度。列车到达下一目标时,列车的运行速度。 (4) (4)运行距离运行距离 列车到达下一目标时所需走行的距离。列车到达下一目标时所需走行的距离。 (5) (5)列车运行方向列车运行方向(fngxing) (fngxing) 指明列车上行运行或下行运行。指明列车上行运行或下行运行。 (6) (6)载波频率载波频率 列车接收下一个信息的载波频率。列车接收下一个信息的载波频率。 (7) (7)道岔定反位道岔定反位 列车前方经过道岔的定位或反位。列车前方经过道岔的定位或反位。 (8) (8)列

61、车停站信号列车停站信号 指示列车处于停站状态。指示列车处于停站状态。 (9) (9)备用信息位备用信息位 预留用作其他的信息使用。预留用作其他的信息使用。 这些信息以数字编码的方式,顺序排列,放在一个信息包里。列这些信息以数字编码的方式,顺序排列,放在一个信息包里。列车收到信息后进行译码和实时处理,实时控制列车运行状态。车收到信息后进行译码和实时处理,实时控制列车运行状态。第42页/共50页第四十三页,共50页。2022-6-1944五、列车五、列车(lich)自动防护系统小结自动防护系统小结 列车自动防护系统从广义上讲,应包括处理列车自动防护系统从广义上讲,应包括处理(chl)(chl)列车

62、行车安全逻列车行车安全逻辑的所有设备,因此其地面设备包括联锁设备,也可以归结为列车自动防辑的所有设备,因此其地面设备包括联锁设备,也可以归结为列车自动防护系统范畴,它们与车载设备一起完成对列车护系统范畴,它们与车载设备一起完成对列车的控制和安全防护功能。的控制和安全防护功能。休息休息(xi xi)、休息休息(xi xi)第43页/共50页第四十四页,共50页。2022-6-1945 项目实施项目实施 任务一认识列车自动防护系统车载任务一认识列车自动防护系统车载(ch zi)(ch zi)设备设备 1 1目标目标 1) 1)熟悉列车自动防护系统车载熟悉列车自动防护系统车载(ch zi)(ch z

63、i)设备的安装位置设备的安装位置。 2) 2)掌握列车自动防护系统车载掌握列车自动防护系统车载(ch zi)(ch zi)各个设备的功能各个设备的功能。 3) 3)掌握驾驶员显示单元的使用方法。掌握驾驶员显示单元的使用方法。 2 2设备设备 一列完整的车辆编组、速度传感器、地面信号接收设备、一列完整的车辆编组、速度传感器、地面信号接收设备、驾驶员显示单元、列车牵引制动操纵手柄、紧急停车按钮等驾驶员显示单元、列车牵引制动操纵手柄、紧急停车按钮等。 3 3实作内容实作内容 1) 1)闭合列车自动防护系统电源,启动系统。闭合列车自动防护系统电源,启动系统。 2) 2)在列车自动防护系统控制模式下,启

64、动慢速前行模式,在列车自动防护系统控制模式下,启动慢速前行模式,观察驾驶员显示单元上各指示信息的变化。观察驾驶员显示单元上各指示信息的变化。 3) 3)控制列车,分别用常用制动和紧急制动使列车停车。控制列车,分别用常用制动和紧急制动使列车停车。 4) 4)试验开关车门作业。试验开关车门作业。第44页/共50页第四十五页,共50页。2022-6-1946任务二认识列车自动防护系统地面设备任务二认识列车自动防护系统地面设备 1 1目标目标 1) 1)掌握列车自动防护系统地面设备所发送信息的主要内容。掌握列车自动防护系统地面设备所发送信息的主要内容。 2) 2)掌握列车自动防护系统地面设备的安装掌握

65、列车自动防护系统地面设备的安装(nzhung)(nzhung)和设置方式。和设置方式。 2 2设备设备 轨道电路、应答器、便携式计算机、串行接口、示波器、电源。轨道电路、应答器、便携式计算机、串行接口、示波器、电源。 3 3实作内容实作内容 1) 1)安装安装(nzhung)(nzhung)连接地面设备。连接地面设备。 2) 2)在列车上用串行接口将便携式计算机与车载系统相连。在列车上用串行接口将便携式计算机与车载系统相连。 3) 3)起动列车和启动便携式计算机。起动列车和启动便携式计算机。 4) 4)列车运行到轨道电路处,在便携式计算机上观察所接收到的信息码列车运行到轨道电路处,在便携式计算

66、机上观察所接收到的信息码。第45页/共50页第四十六页,共50页。2022-6-1947 拓展与提高拓展与提高 一、列车线一、列车线 列车自动防护系统车载设备列车自动防护系统车载设备(shbi)(shbi)与列车之间的电气连接,通与列车之间的电气连接,通过接口电路实现,每个接口电路对应某个功能,接口连接线用硬线过接口电路实现,每个接口电路对应某个功能,接口连接线用硬线连接,简称为列车线。下面介绍常用的列车线。连接,简称为列车线。下面介绍常用的列车线。 1 1前进前进 列车由该列车线向信号车载系统发送列车状态运行信号,表示列车由该列车线向信号车载系统发送列车状态运行信号,表示列车处于前进状态。列车处于前进状态。 2 2后退后退 列车由该列车线向信号车载系统发送列车状态运行信号,表示列车由该列车线向信号车载系统发送列车状态运行信号,表示列车处于后退状态。列车处于后退状态。 3 3无驱动无驱动 列车由该列车线向信号车载系统发送列车状态运行信号,表示列车由该列车线向信号车载系统发送列车状态运行信号,表示列车没有施加牵引和制动。列车没有施加牵引和制动。 4 4无摩擦制动故障无摩擦制动故障 无摩擦

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