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。     

全自动驾驶车辆段总体布局方案设计

从全自动驾驶车辆段典型的运营场景入手,分析倒装与顺装方案对全自动驾驶车辆段的影响,总结出全自动驾驶模式下车辆段的特点,结合运营场景提出总体布局的设计思路。如在车辆段新增全自动运行区域,由信号系统实现列车的全自动驾驶功能;行车综合自动化系统增加与车辆段通信、信号、视频监控、火灾报警等系统接口,实现各系统的联动等。分析表明,全自动驾驶车辆由于其自动运行区和非自动运行区的划分,以及转换轨位置的不同,与传统车辆段总体布置有着较大的不同,在设计全自动驾驶车辆段总体布局时要充分考虑自动运行区的划分和车辆调车方式的不同,以及开通初期人工驾驶模式到全自动驾驶模式的平滑过渡。     

干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的方案研究

研究目的:随着珠三角城际铁路的开通,自动驾驶首次在大铁领域得到应用,它能实现列车运行自动控制,提高系统自动化程度和运输效率。由于干线铁路状况更加复杂,如何在干线铁路中应用自动驾驶尚未有明确的技术方案。基于此,本文主要分析干线铁路的特点和自动驾驶的需求,提出干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的技术方案。研究结论:(1)干线铁路应用自动驾驶最可行的自动化等级应为GoA 2级,即半自动化驾驶运行模式;(2)干线铁路应实现的自动驾驶功能主要为区间自动驾驶、区间运行自动调整、进站对标停车和车门防护;(3)考虑干线铁路的特点和既有设备的变动要求,干线铁路C2系统融合ATO在工程实施中推荐采用基于司机估值的技术方案;(4)本研究成果可为干线线路列控系统引入自动驾驶提供一定的借鉴。     

德国进行纽伦堡地铁全自动化改遣

自动化地铁具有节省人力和车辆成本、优化列车运营、吸引客流以及运营安全可靠的特点。为此，德国纽伦堡计划将既有的人工操作的地铁改造为全自动化的地铁，并于2006年春正式运营。     

上海城市轨道交通旅行速度影响因素分析及对策

目前，上海城市轨道交通中有近80%线路的实际旅行速度低于设计旅行速度，为了进一步提升上海城市轨道交通的运营效率，从旅行速度设计流程的角度出发，研究分析旅行速度的成因，以及在各阶段中影响旅行速度的主要因素。结果表明，影响旅行速度的因素主要有列车最高运行速度、平均站间距、限速曲线段数量、列车运行自动化等级和开关门时间等。以上海轨道交通12号线为例，采用控制变量法对各类影响旅行速度的因素进行计算分析，研究其对旅行速度的影响程度与主次关系。结果表明，按影响程度排序，5个因素的影响重要程度依次为平均站间距、列车最高运行速度、列车门与站台门的自动化程度、列车运行自动化等级和限速曲线段数量。基于上述研究结果，提出旅行速度优化策略：(1)在线路设计阶段，线路应尽量使曲线半径、缓和曲线长度与行车速度相匹配，列车最高运行速度与平均站间距相匹配；采用全自动驾驶线路可以大幅度减少司机人为工作量，以有效降低停站时间中的司机操作时间。(2)在线路运营阶段，应将司机作业标准化，缩小实际停站时间与设计停站时间之间的差距，以提升线路旅行速度的综合整体效能。     

全自动驾驶系统FAO中清客控制功能设计及实现

随着城市轨道交通的飞速发展,城市轨道交通中的全自动驾驶线路将迎来爆发式增长,目前国内已有多条全自动驾驶线路处于建设阶段。在全自动驾驶系统 FAO 中,系统自动控制列车完成在终端站、回库站、临时下线站等需要进行上下客作业站台的清客确认,是必须解决的问题。文章从全自动驾驶系统实际运营需求考虑,主要从系统架构、功能原理、控制方案等方面对全自动驾驶系统中的清客控制功能进行研究,提出一套满足全自动驾驶中清客控制管理的设计方案。     

面向机车自动驾驶系统的预存数据处理技术研究

研究机车自动驾驶系统旨在用其替代司机的操纵,在保证列车安全平稳运行前提下,实现列车运行准点、节能等目标。为了支撑机车自动驾驶系统精准的优化控制策略,收集了大量优秀司机的经验操纵数据为系统控车提供科学指导,同时也收集了实际运营线路的特殊区段数据为系统控车提供基础导航依据。为了能够实时将这些数据提供给自动驾驶装置,文章研究并实现了基于列车运行监控记录装置LKJ2000的预存数据处理技术,该技术输出预存数据的正确率为100%,并且已在多个铁路局的机车自动驾驶系统中得到应用和验证。试验结果表明,该技术可为机车自动驾驶系统提供可靠的预存数据,满足实际应用需求。     

司机视角下的无线CBTC系统列车运行控制

无线CBTC信号系统经过多年发展,列车运行控制的自动化等级不断提高,但其功能和人机接口却不尽相同。这里从司机的视角分析无人值守、无人驾驶、列车自动运行等各种驾驶模式下的自动控制和人工操作,描述ATO速度曲线、ATB控制电路原理、ATP速度曲线等区间相关功能,以及目的地管理、车门开关、发车授权等车站相关作业,针对某些车载功能的不足提出了建议,有助于业内正在推进的不同线路列车的司机驾驶操作程序统一工作。     

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。     

无人驾驶公共客运系统

作者提出新老线路实现自动化,这对于解决公共运输日益增长的需求和大卫星城市许多公共运输系统超载问题是可行的办法.自动化表明,无人自动驾驶是一种使公共运输系统适应性更强、更具吸引力的恰当途径.它能显著地使老线扩容,有助于客源增加.无人驾驶能降低费用,省下的费用足以补偿自动化系统的初期投资.除了讨论自动化的可能性和机遇,还从车辆制造商观点详细地介绍了设计原理,以及必须满足特殊安全要求的部件.     

基于CSS技术的列车辅助防撞系统设计与研究

城市轨道交通列车在运行过程中,由列车自动保护系统ATP(Automatic Train Protection)来保障所有列车的运行安全。在ATP系统失效时,列车由自动防护控制转换为人工控制,在这种情况下,由于缺乏设备层面的安全保障,运营人员疏忽或误操作将会大大增加列车碰撞的风险。基于线性调频扩频(CSS)测距技术,运用SDSTWR算法,研究并设计出适用于人工驾驶模式下的列车辅助防撞系统,提高了城市轨道交通运行的安全性与可靠性。     

ETCS系统应用ATO技术发展综述

为提高干线铁路的运输效率和能力,欧洲铁路部门开始研究欧洲列控系统(ETCS)应用自动驾驶(ATO)的可行性。通过分析ETCS系统应用自动驾驶(ATO over ETCS)的研究背景和过程,阐述系统架构、工作原理、自动驾驶的功能需求以及系统规范的架构体系。同时介绍即将投入运营的ETCS系统应用自动驾驶实例,并分析它们的结构和基本原理。     

旅客自动运输系统(APM)全自动驾驶应用解析

全自动无人驾驶系统使完全自动化计算机代替了驾驶员所有的工作,再配合综合监控系统和通信系统,可以使OCC(运营控制中心)调度员轻易地了解列车内所有的信息及列车状态。结合北京地铁APM(旅客自动运输)线、广州珠江APM线等无人驾驶线路,介绍了APM的功能、特点、发展趋势,并从系统设计、运营模式、开关门时间等几个方面与地铁、轻轨等城市轨道交通系统进行了对比分析,提出现阶段APM系统适合中等运量、高密度运营需求的线路使用。     

CBTC信号系统中列车自动监控运营调整

从信号系统的操作角度出发,分析基于通信的列车控制(CBTC)信号系统中列车自动监控(automatic train supervision,ATS)的多种运营模式,包括时刻表运营、固定间隔运营、运行线运营、人工运营,并依照列车运营过程来说明不同模式的运营组织方式。按照自动化程度的不同,定义ATS中的各类运营调整活动,包括自动调整、半自动调整、人工调整。详细阐明自动调整的算法,重点介绍调整策略、交会模式等半自动调整命令,概述各类人工调整命令,包括自动运营、人工调整、人工调车、车次号管理。     

燕房线车辆段全自动运行行车组织的实现

北京地铁燕房线车辆段实现列车全自动出入段、洗车,通过车辆段控制中心(DCC)调度员上传列车派班计划,列车按照时刻表自动触发进路、自动运行。停车列检库增设地下通道,实现对进入全自动运行区域作业人员的防护。信号系统设置行车综合自动化系统(TIAS),车辆配备休眠唤醒模块和辅助驾驶设备(AOM)达到远程控制目的。全自动运行减少了人工排列进路,不需人工整备列车,车辆段行车指挥人员减少8人,值守司机作业时间减少1 h。后续全自动运行车辆段建议在停车列检库A端与B端间平交道下建设地下通道,减少库内人员穿行对行车造成的影响。     

城轨信号系统接触网禁停区防护技术研究

针对城轨列车在接触网禁停区非预期停车可能导致接触网拉弧断电，继而引发线路停运事故的情况，信号系统根据供电专业的输入信息设置接触网禁停区域，对线路区间和站台不同区域的禁停区实现列车自动防护功能，防止列车在禁停区内停车。阐述在列车自动运行模式和列车自动防护手动驾驶模式下对应的禁停区防护功能；分析增加接触网禁停区防护后，对信号降级模式和高密度运营场景的影响；分别提出司机按辨识禁停标识驾驶和通过ATS的运营调整策略进行修正的应对策略，并进行仿真验证，结果表明折返间隔符合交路要求。接触网禁停区防护功能目前已在上海地铁6号、8号、9号线陆续上线，且运行稳定。     

既有CTCS-2高速铁路实现自动驾驶关键技术研究

为解决既有CTCS-2级高速铁路列车运行仍由司机人工驾驶操作的问题,高速列车自动驾驶技术应用是我国高速铁路列控系统发展的必然趋势。2016年,CTCS2+ATO系统在珠三角莞惠及广佛肇城际铁路上投入运营,成功实现了世界上首次将自动驾驶技术运用到200 km/h城际铁路。基于CTCS-2级列控系统的基础对CTCS2+ATO的技术路线、技术方案、ATO系统关键技术、系统测试和应用情况进行深入研究,并重点阐述车载ATO系统架构、ATO速度控制流程、自动驾驶控制模型、运行计划实时调整模型、列车定位技术、车地无线通信技术和车门/站台门联控技术等,研究成果对高速铁路广泛应用CTCS2+ATO列控系统,具有较好的参考价值。     

上海地铁十号线屏蔽门与信号系统接口设计

上海地铁十号线是全国第一条按全自动无人驾驶设计的线路。在该线路中屏蔽门与信号系统接口设计中,需要充分考虑全自动驾驶的下可靠安全运营的需求。该接口含有两个创新的设计。增加了列车在占道情况下才能允许操作就地控制盘打开屏蔽门的功能以及与列车门间的"门对门"的功能。使得线路在全自动运营的情况下能更加安全可靠的为乘客提供服务。     

列车自动驾驶系统(ATO)节能控制策略及工程实现

1北京地铁亦庄线ATO节能分析2011年春,为验证列车自动驾驶对系统运行能耗的影响,地铁运营公司在北京地铁亦庄线组织进行了2次全线全天耗电量统计,能耗数据见表1(全天耗电量数据来源于亦庄线供电站电表在一天内走过数值的累积)。表1中三月份的统计数据显示,在全天客流量基本相同的前提下,全天采用ATO自动驾驶比全天采用ATO辅助人工驾驶耗电要多;而四月份的统计数据显示,在全天客流量较小的前提下,全天采用ATO辅助人工驾驶却比采用ATO自动驾驶耗电要     

自动监测系统在地铁下穿既有线路工程中的应用研究

某新建地铁车站下穿既有地铁线路,为控制好沉降问题,采用自动监测系统实时反馈沉降变化规律并与人工监测结果进行对比分析,对自动化监测的准确性、稳定性进行验证。根据自动监测实时数据,开挖前注浆加固导致既有线路高程抬升9.373 mm,接近报警值10 mm,及时停止注浆后使抬升量满足设计要求。同时在施加千斤顶后,使得施工期间沉降总量控制在了2 mm以内,有效地控制了既有线路工程的沉降。结果表明:远程自动化监测能够及时准确地反映既有线高程变化,以将地表沉降控制在安全范围内,较好地指导工程施工,保证既有线路安全运营。