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。     

基于UIO方法的列车自动驾驶信号故障检测研究

列车自动驾驶ATO(Automatic Train Operation)状态故障检测是实现CBTC(Communication BasedTrain Control)系统车载ATO控制功能可靠性的必要条件之一。针对影响列车自动驾驶功能与性能的速度、位置量测传感器故障及执行器故障进行故障建模,利用基于未知输入观测器UIO的故障检测方法对存在未知干扰与噪声情况下的ATO状态故障进行检测。通过构建残差与设置阈值来降低对未知干扰或噪声的敏感度,从而降低故障报错率。仿真结果表明,本文所提出的方法能够完成对列车控制状态3种故障模式的检测,该检测信息不仅能够给已经装备ATO的车辆提供实时优化曲线生成所需的参数,也可以为仍使用人工驾驶的列车进行预警,并为车辆维护业务提供有用信息。     

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。     

基于遗传算法列车自动运行速度曲线的优化

本文探讨了列车自动运行系统(ATO,Automatic Train Operation)中的列车自动运行速度曲线的优化问题.根据ATO控制指标的要求,建立了包含速度防护、舒适度、节能、精确停车等多个目标的列车运行控制模型;采用遗传算法对列车自动运行控制策略进行优化,验证和仿真了优化后的速度曲线,直观反映了列车自动运行的安全性,舒适性,高效性和停车精度等性能提高情况.     

高速铁路自动驾驶系统地面设备关键技术

为减轻司机劳动强度、进一步降低铁路运输成本,基于高速铁路的列车自动驾驶(ATO)技术应运而生。高速铁路ATO系统是在CTCS-2/3级列控系统的基础上,地面设备通过对既有临时限速服务器(TSRS)、调度集中系统(CTC)、列控中心(TCC)等进行软硬件改造使其具备相关ATO功能。TSRS通过ATO功能扩展具备了车地通信功能、运行计划转发、线路数据发送以及站台门联动;TCC通过继电接口实现对站台门的控制功能及开门防护功能;中心CTC新增运行计划下发及站台门状态显示功能。     

基于粒子群算法的隐式广义预测在ATO中的应用

由于列车运行速度的不断提高,对列车自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)系统提出更高的要求。针对隐式广义预测(Implicit Generalized Predictive Control,IGPC)控制器在ATO中难以获得最优预测控制输入的问题,运用一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的IGPC算法对ATO系统进行控制。为更进一步提高PSO算法的寻优能力,对基本PSO算法进行改进,从而有效提高系统的寻优精度和速度。并对有约束情况下的CRH2型车进行仿真验证,仿真结果显示PSO-IGPC比单纯IGPC对ATO的控制效果更优。     

基于货运机车ATO运行场景的专家系统PID控制算法应用研究

针对驾驶货运机车劳动强度大和操纵难等问题,提出一种分场景的目标曲线规划方法,设计专家系统比例积分微分(Proportion Integral Differential,PID)控制算法,实时跟随并迭代优化目标曲线,实现了货运机车自动驾驶(Automatic Train Operation, ATO)功能。针对试验中的重点难点控制场景进行了验证研究,结果表明控制方法安全有效。     

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。     

高速铁路ATO系统控车舒适度技术研究

研究目的:随着高速铁路在我国的广泛应用,在保证安全的前提下,如何进一步提高运输效率,实现智慧铁路,是铁路部门不断追求的目标。近年来,铁路部门开始将自动驾驶技术引入到高铁列车控制系统中,构成高速铁路ATO系统,在该系统中,由ATP保证行车安全,由ATO实现自动驾驶,实现安全和效率的有机结合。如何提高旅客乘车舒适度,是高铁自动驾驶系统的主要性能指标和研究热点之一。本文研究和给出了不同场景下提高ATO控车舒适度的方法。研究结论:(1)给出了提高启动、巡航、停车三个不同控速阶段控车舒适度的方法;(2)给出了提高过分相区舒适度的方法;(3)给出了提高舒适度的一般方法;(4)给出了舒适度的评价方法;(5)本研究成果可用于提高高速铁路ATO系统的控车舒适度。     

CTCS3+ATO高速列车自动驾驶系统关键设备研究

高速列车自动驾驶系统是我国"智能高铁"战略中智能装备的重要组成部分,CTCS3+ATO高速列车自动驾驶系统的研发以及未来在京张高铁的示范应用,对提升我国高速铁路智能化水平、引领世界高速铁路发展具有重要意义。从CTCS3+ATO系统的研发背景、功能需求与架构设计、关键技术、试验过程、研发成果等方面进行介绍,并重点阐述CTCS3+ATO系统的功能需求与特点、关键技术研究以及系统架构。     

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。     

高速铁路既有ATP实现自动驾驶的技术方案研究

随着我国经济的快速发展,高速铁路的运输能力要求不断提高。为解决目前我国高速铁路装备CTCS-2/3级列控系统的动车组列车运行仍由司机人工驾驶操作,存在司机工作强度大、准点运行和停车定位对司机的驾驶经验要求高以及未考虑列车节能降耗需求等问题;基于高速铁路CTCS-2/3级列控系统和ATO方案的基础,利用计算机仿真技术和智能控制方法,提出高速铁路既有ATP实现自动驾驶的技术方案,并对高速铁路车载ATO系统扩展单元的关键技术进行重点设计。系统仿真测试和现场试验结果表明,该方案可满足高速铁路列控系统的自动驾驶功能需求,可为我国高速铁路自动驾驶的实现提供参考。     

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。     

基于模型驱动的高速铁路ATO系统TSRS设备软件开发

高速铁路ATO系统是在既有高速铁路列车控制系统基础上实现列车自动驾驶功能的列控系统,通过对ATO系统的地面关键设备TSRS进行软、硬件改造及升级,使其具备车-地通信功能,从而实现ATO系统的车站自动发车、区间自动运行、到站自动停车、车门开门防护、车门/站台门联动控制等智能化功能。本文研究了基于SCADE的模型驱动软件开发技术,并将其应用在车-地通信功能设计开发过程中。通过对模型进行验证、仿真测试和集成测试,最终验证了开发结果的正确性。     

高速铁路CTCS3+ATO列控系统技术研究

CTCS-3级列控系统包括列车自动防护(ATP)系统和无线闭塞中心(RBC),是保障列车在350km时速下安全运行的关键系统,结合列车自动驾驶(ATO)技术能够实现列车准时并高效到达的功能,可进一步提高高铁的竞争力并使其成为未来最高效的交通工具之一。对国内外高速列车ATO技术现状进行深入研究,着重阐述我国CTCS3+ATO系统技术特点与试验情况,并对我国高铁自动驾驶技术的下一步发展与演进进行展望,对我国智能铁路的发展具有重要参考意义。     

基于RM48的双机热备ATO设计

列车自动驾驶(ATO)是列车自动控制系统(ATC)的重要组成部分.本文根据全自动无人驾驶系统(FAO)中ATO的功能需求和RM48安全芯片的安全架构,提出了基于RM48的ATO双机热备结构设计方案.利用马尔科夫模型研究了双机热备ATO系统的可靠性,并且通过仿真工具分析了双机热备ATO和单机ATO的可靠性.仿真结果表明,双机热备ATO的可靠度比单机ATO具有明显的优势,完全可以满足全自动无人驾驶的可靠性需求.     

模糊预测控制在地铁舒适度方面的研究与仿真

针对地铁列车自行运行系统(Automatic Train Operation, ATO)舒适度方面进行研究,基于模糊预测控制理论设计了模糊预测控制器,在MATLAB平台上通过仿真模型建立,对模糊预测控制在ATO舒适度方面深入研究并进行仿真验证,表明ATO系统采用模糊预测控制算法在地铁舒适度方面有明显的改善,为地铁舒适度方面提供可行方案。     

上海地铁二号线车载ATC系统概述

ATC(Automatic Train Control,列车自动控制)系统广泛地应用在城市轨道交通系统中,它通常构成轨道交通信号系统的主体。列车车载ATC系统,是一套完整的控制、监督系统,确保列车的运行安全,完成列车速度和间隔控制,进行速度自动调整控制和车站定位停车控制。     

高速铁路ATP车载设备健康状态监测及智能诊断系统研究

为解决高速铁路列车自动防护（ATP,Automatic Train Protection）系统车载设备故障定位困难、人工检查任务繁重等问题,研制高速铁路ATP车载设备健康状态监测及智能诊断系统。该系统由轨旁检测设备、车载诊断记录单元和地面维护中心设备构成。车载诊断记录单元自动采集ATP车载设备各单元应用软件的日志数据及关键部件电气特征数据,并通过车–地无线传输通道将数据传输至地面维护中心;轨旁检测设备根据不同车型,准确地采集动车组车外ATP车载设备的图像及安装测量数据。该系统能够自动识别ATP车载设备的外观缺陷和安装异常,提供ATP车载设备健康状态监测和故障分析诊断功能,有助于提高ATP车载设备维护效率。     

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...