我国智能高铁自动驾驶技术应用进展

通过对国内外运营自动化级别、高速铁路列控系统自动驾驶技术发展现状进行分析,明确自动驾驶和无人驾驶的概念,结合高铁自动驾驶关键技术研究进展情况进行分析,高速铁路自动驾驶功能应用范围是高速铁路正线,列车进出动车运用段(所)是在ATP安全监控下,由司机人工驾驶进、出动车运用段(所);提出现阶段对我国高速铁路自动驾驶ATO系统进行分级设计的实施技术方案,分级原则以地面设备为基础,车载设备与地面设备统一设计,高速铁路自动驾驶ATO系统能根据高速铁路不同的线路情况,实现相适应的ATO功能;探讨实现高铁无人驾驶功能需要信号、通信、站台门等进行技术方面的适应性升级措施;自动驾驶技术作为智能高铁的重要创新点之一,其应用探讨对后续智能高铁工程项目建设有借鉴意义。     

CTCS-3级列控ATP车载设备升级自动驾驶的扩展技术研究

随着我国高速铁路CTCS-3级列控系统的广泛应用,其功能扩展变得十分迫切,而现阶段的核心任务为扩展自动驾驶(ATO)功能。列控车载ATP设备为支持自动驾驶功能,必须在既有运行防护基础上进行功能扩展。针对CTCS-3级列控ATP车载设备承载自动驾驶功能的需求,对ATP设备的相关扩展技术进行研究,以实现自动驾驶业务中与ATP设备关联的关键功能。重点对扩展自动驾驶功能要求、扩展ATO功能的ATP系统结构、扩展列车接口功能、分组域无线通信功能、车门防护功能、人机显示扩展功能、通信与接口、双机热备等方面进行阐述。     

基于在线一致性测试理论的CBTC车载ATO功能测试研究

自动列车驾驶系统(ATO)是CBTC系统的重要组成部分,验证测试其控制功能逻辑的正确性和安全性至关重要。介绍了ATO控制原理和功能,分析了CBTC中典型的两车追踪控制运行场景控制流程,得到了该场景下的列车运行安全需求。结合时间自动机理论,建立了包含列车动力学、车载ATO、ZC以及时钟控制器的两车追踪场景时间自动机网络模型,验证了模型中安全需求的正确性;基于一致性测试理论,定义了被测车载ATO软件与测试环境的可观测输入/输出接口,利用UPPAAL-TRON工具设计了被测车载ATO软件的一致性测试框架,并进行了一致性测试分析。在此基础上,采用变异测试,针对典型的车载ATO软件功能实现错误(错误的安全距离、静态限速、功能逻辑以及命令丢失等)进行了安全性验证。结论表明:该在线一致性测试方法能够及时发现车载ATO软件行为与规范模型的不一致,有效提升了车载ATO功能测试的检错能力。     

城际列车车辆与ATO系统信号接口设计

针对城际列车的特点,从列车自动驾驶、自动开关门及屏蔽门联动、自动折返3个方面阐述了城际列车增加ATO功能的必要性。对城际列车增加ATO后,车辆和ATO之间所需要增加的信号接口进行了分析、梳理和归纳,对车载信号系统为配合ATO功能所新增的设备进行了分析和描述。该接口设计已经在实际项目的试验中得到很好的验证。     

全自动驾驶技术分类及系统设备等配置要点

ATO自动驾驶技术可以细分为DTO、STO、UTO(FAO)3类,简单介绍自动驾驶的分类以及UTO模式系统设备配置要点,供全无人自动驾驶设计时参考。     

CTCS2+ATO列控车载设备安全性及人机职责研究

概述CTCS2+ATO列控系统的总体结构和设备主要功能;结合安全完整性等级要求,对车载设备引入ATO后的安全性进行分析;引入城市轨道交通自动化等级的定义,确定CTCS2+ATO列控系统的自动化等级,对自动驾驶相关功能的人机职责进行划分,为设备的运用维护和后续发展提供参考。     

哈尔滨地铁1号线ATO驾驶模式下列车停车精度问题

哈尔滨地铁1号线一、二期工程列车最高驾驶等级模式为点联式下的自动驾驶模式(ATO)时,出现过对标异常的故障。以哈1线为例通过实例分析,讲解车载ATO停车原理及电、空转换时的转换机制,分析产生对标准的具体原因,提出解决方案。     

车载ATO运行等级模式曲线的计算模型研究

车载ATO的运行等级模式曲线计算是车载ATO的重要功能之一.本文通过分析车载ATO自动调速功能,确定了ATO运行等级模式曲线的设计需求.针对设计需求,结合列车运行状态转移模型,以准点、舒适、节能等为速度控制目标,对不同的城轨列车运行计划(包括运行时间和运行路径)建立了车载ATO运行等级模式曲线的计算模型.通过仿真验证,本文建立的运行等级模式曲线计算模型基本满足车载ATO自动调速功能的设计需求,为自动调速模块提供控制目标曲线.     

面向高速铁路的CTCS+ATO列控系统研究

为提高高速铁路运输效率和自动化程度,根据珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统的运用经验,提出高速铁路引入自动驾驶(ATO)的方案。方案采用CTCS+ATO系统结构,根据系统配置分为CTCS+ATO-PFC(Partial Function Configuration)和CTCS+ATO-FFC(Full Function Configuration)两个等级。分别对每个等级的系统功能、地面和车载设备配置进行定义,并提出系统分级实施方案。CTCS+ATO列控系统方案综合考虑我国列控系统的现状和发展方向,为我国高速铁路引入自动驾驶提供参考依据。     

无线CBTC系统列车自动停站对位分析

介绍了ATO硬件设备及ATO连续制动定位停车原理,从车载ATO和轨旁ATP硬件设备以及软件角度深入分析了车站定位停车的各个操作状态(制动、预对准、停站等)和判定机制。此外,简要介绍了信号系统实时控制列车运行的自适应PI控制器算法。     

城市轨道交通CBTC关键技术——列车自动驾驶（ATO）子系统

围绕城市轨道交通CBTC信号系统需求并基于列车运行流程,描述了ATO子系统所具备的列车自动驾驶、自动折返等关键功能及其工作原理。提出了基于紧凑型PCI工业计算机总线架构的ATO核心硬件设计方案,分析了包括操作系统和应用软件流程在内的ATO软件设计思路。     

中低速磁悬浮列车信号系统

主要介绍了适用于中低速磁悬浮列车的信号系统的构成、工作原理和功能.该信号系统采用一体化的设计思想,集自动闭塞、计算机联锁控制和列车控制与防护功能于一身,暂不设置列车自动监控(ATS)和列车自动运行(ATO)子系统.列车自动临控(ATS)的基本功能由联锁工作机代替,列车驾驶采用人工驾驶模式.经过3年多的运用表明该系统的开...     

北京地铁14号线全自动车辆段设计及应用

为解决传统车辆段既有接发车模式中接发车效率低、调度人员工作量大等问题,并降低由此产生的因操作失误而导致事故发生的概率,北京地铁14号线车辆段配置具有列车自动控制系统(ATC)的全自动运行区域,列车在全自动区域升级至基于通信的列车控制系统(CBTC)级别后可实现列车自动防护(ATP)、列车自动操作(ATO)功能以及列车自动监控(ATS)功能,由信号系统防护列车运行安全,并能够以ATO模式自动完成进出段场的运行功能。全自动车辆段作为未来可推广的车辆段建设管理模式,对现行实施的有关全自动车辆段系统功能、系统配置以及运作方式将具有重要的参考意义。     

成都地铁2号线ATO模式下列车停车精度的提高

成都地铁2号线列车运行是基于移动闭塞信号车载系统控制的,具有列车自动驾驶功能。结合运营中出现的列车停站精度较差情况,综合分析系统运行数据与设计文件,提出改进、测试方案,并对测试结果进行分析,进行列车的制动能力验证。     

轨道交通列车自动运行仿真平台的开发研究

为了研究轨道交通列车自动运行(ATO)系统,需建立一个通用的ATO系统仿真平台,用来对ATO进行研究,以解决企业和学校的培训、教学成本高昂的困难。从体系结构软件开发的四个阶段阐述ATO系统的仿真平台开发过程,并运用UML建模语言,选用Rose可视化建模工具,采用迭代和增量的设计,对ATO仿真平台进行建模,为轨道交通控制系统的培训和教学提供有力保障。     

浅析无人驾驶系统

简要介绍城市轨道交通中的自劝驾驶系统，包括有人监督自动驾驶和无人驾驶系统，并重点分析了无人驾驶系统的特点和运营模式。     

一种基于策略梯度强化学习的列车智能控制方法

近年来,我国已初步建成巨大的城市轨道交通和高速铁路网络,逐步开始走向提升整体运营效率的新阶段。城市轨道交通系统的大规模和高密度运营,使得系统能耗急剧增长。现有的自动驾驶控制方法基于已有的模型,能够完成在正常场景下的自动驾驶。基于现有列车自动驾驶技术的控制原理和优秀司机的驾驶经验,提出一种列车智能控制方法,以减小列车的牵引能耗。首先,建立列车控制专家系统,能满足乘客舒适度要求;在此基础上,利用神经网络作为列车驾驶控制器,设计了一种基于策略的强化学习算法,优化神经网络的参数,以适应变化的运营场景。基于地铁现场运行数据仿真结果表明,该智能算法比现有算法具有更好地节能效果和准时性。     

城市轨道交通降级信号系统下的点式列车自动运行防护

当列车与轨旁通信丢失,或者信号系统转换进入后备控制模式时,列车无法进行自动驾驶,因而影响了运营性能。介绍一种降级信号系统下的点式ATO(列车自动运行)防护方法,可在后备控制模式下使列车实现自动驾驶,因而降低了司机的工作强度、提高了列车运营效率。