市域铁路CTCS2+ATO列控系统自动折返功能的优化研究

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统，提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为实现市域铁路3 min追踪间隔的目标，市域铁路列控系统需要增加自动折返功能，并将站后自动折返间隔时间压缩到3 min以内。分析市域铁路系统需求，提出一种基于成熟的CTCS2+ATO列控系统开发适用于市域铁路的列控系统，并增加自动折返功能。详细阐述站后自动折返过程，包括驶入折返线流程、自动换端流程和驶出折返线流程。为实现系统支持自动折返功能，对车辆、车载设备和地面设备进行功能分配，并给出可行的技术方案。搭建市域铁路半实物仿真平台，进行站后无人自动折返仿真验证实验，验证站后自动折返功能和站后自动折返时间。通过实验证明对车辆、车载设备和地面设备进行的功能分配可支持CTCS2+ATO列控系统实现自动折返功能；提出的自动折返流程能够实现安全、高效的无人自动折返，在保证行车安全的情况下，提高站后自动折返效率；采用本文提出的优化方案和技术可将站后自动折返过程总时间压缩到160 s以内，能够满足市域铁路3 min自动折返时间要求。     

珠三角城际轨道交通信号系统功能优化探讨

为适应珠三角城际轨道交通高密度、公交化、通勤化的运营特性需求，在总结已开通运营的珠三角城际线路CTCS2+ATO列车运行控制系统功能的基础上，从自动折返、4辆编组列车车门与站台门联动、通信控制服务器移交、CTCS2+ATO车载加装LKJ等4个方面探讨珠三角城际轨道交通信号系统功能优化方案，为珠三角城际轨道交通新建、改建项目实施，以及其他采用CTCS2+ATO列控系统的城际、市域铁路提供一定的借鉴。     

简析高速铁路ATO系统与城际铁路CTCS2+ATO系统的区别

高速铁路ATO系统成功完成在京沈综合试验段现场试验,将在后期新建高速铁路和改造线建设中得到广泛应用。高速铁路ATO系统的发展离不开城际铁路CTCS2+ATO系统在珠三角城际的成功示范性应用,分析高速铁路ATO系统与城际铁路CTCS2+ATO系统的区别,并提出高速铁路ATO系统的特点与优势。     

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。     

珠三角城际铁路折返方案探讨

在城际铁路CTCS2+ATO列控系统技术方案基础上,通过对几种折返作业方式进行分析、比较,探讨适合珠三角城际铁路的折返方案。     

CTCS2+ATO城际铁路列控系统总体技术研究

城际铁路列控系统用于保障城际铁路列车行车安全、提高铁路运输效率,是城际铁路系统的重要组成部分。提出CTCS2+ATO的城际铁路列控系统,介绍系统结构、主要运营场景和系统优势。采用该系统有利于提高铁路运输和控制的智能化、自动化,在保障行车安全、提高运输效率、降低司机劳动强度等方面将发挥重要作用。     

都市圈城际铁路折返能力研究

为满足都市圈城际铁路公交化运营要求,需实现设计折返能力.以现状技术条件下双司机作业、单线折返为基本方案,提出基于CTCS2+ATO(中国列车运行控制系统二级结合列车自动运行)列车运行控制系统的折返间隔计算方法.研究增加折返线、优化折返作业组织对提高折返能力的效果,并进一步探讨采用两线交替折返方案及单线折返方案来实现设计折返能力的技术条件和相关数值规律.研究结果表明:在单折返线条件下,折返线作业时间阈值为64 s,可作为自动折返技术条件下折返线作业时间优化目标值;在双折返线交替折返条件下,折返线作业时间阈值为244 s,可按此制定自动折返技术调试期折返作业规程.     

基于CTCS2+ATO的市域铁路LTE移动通信业务承载解决方案研究

对于部分市域铁路信号系统采用CTCS2+ATO制式、移动通信系统采用LTE制式的全新组合模式,有必要根据其车地无线通信业务需求,分析研究LTE集群调度通信实现方式、系统架构,以及实现调度命令、ATO信息、无线车次号校核信息传送等业务功能的解决方案。通过分析LTE系统集群调度通信的主流实现方式,根据市域铁路车地无线通信主要业务需求,对于正在建设的市域铁路推荐采用条件相对成熟的B-TrunC架构LTE系统。重点研究基于BTrunC架构的LTE系统实现行车相关调度通信业务的工作流程,市域铁路列车信号车载设备在自动折返情况下通信车载台同步换端、车次号与IP地址转换的解决方案,对此类型的市域铁路工程建设、列控系统车地安全信息传送和运营维护方面具有指导作用。     

城际铁路列车自动驾驶速度控制算法优化方案

对城际铁路CTCS2+ATO车载设备运用初期偶发停车“出窗”问题进行详细分析，总结对停车精度的影响因素；针对列车制动性能波动和车站坡度对列车精确停车的影响，提出改进的速度自动控制算法。通过车站坡度补偿计算列车惰行减速度，对制动工况下的列车制动力进行在线学习，进而调整施加和缓解制动力的时机，实现停车制动距离的动态调整。车站坡度补偿优化方案已在现场应用，解决了由于坡度造成的停车出窗问题；制动力在线学习方案已通过实验室验证，后续需通过现场试验进一步验证其改进效果。     

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。     

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。     

莞惠城际铁路CTCS2+ATO列控系统应答器应用方案研究

莞惠城际铁路采用CTCS2+ATO列控系统实现站间自动运行、列车运行自动调整等功能。结合莞惠城际试验段的试验成果,对CTCS2+ATO列控系统应答器设置、报文定义和列控数据编制进行描述,用于指导莞惠城际铁路工程设计,并为其他同级别城际铁路提供参考。     

莞惠城际铁路信号系统集成技术

莞惠城际铁路采用CTCS2+ATO列控系统,是国内首条实现速度200 km/h自动驾驶功能的城际铁路。通过莞惠城际铁路科研开发和现场实施的系统集成新模式,经过信号系统集成的工程实践,提出信号系统的技术方案,形成城际铁路CTCS2+ATO列控系统创新成果。     

利用既有铁路开行市域(郊)列车信号制式研究

针对利用既有干线铁路开行市域(郊)列车,实现短追踪间隔公交化运营,同时兼顾地铁车辆跨线运营的实际需求,以北京铁路枢纽利用既有东北环铁路增建第二线开行市域(郊)列车典型工程为例,从满足中国铁路北京局集团有限公司负责运输管理、支撑公交化运营和国铁干线功能等多个方面对信号系统制式的选择,进行全面分析比选论证,提出采用CTCS-2级列控系统叠加自动折返功能ATO的信号系统设计方案,并对干线铁路、城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通融合发展的信号系统技术方案进行展望。研究表明,提出的CTCS-2+具备自动折返功能的ATO信号系统方案能满足本线市域(郊)列车公交化运行、保障国铁干线功能、实现北京地铁19号线跨线运营和调度指挥管理纳入中国铁路北京局集团有限公司的工程需要,并为干线铁路、城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通的融合发展提供了一种可供工程实施的信号系统技术方案。     

城际铁路CTC中自动折返功能设计与实现

针对提升城际铁路运营效率的迫切需求,在调度集中系统中叠加自动折返功能是一项关键优化内容。以珠三角城际铁路为背景,着重介绍了调度集中系统设计、优化阶段自动折返功能的具体思路与方案,详细描述了折返计划线绘制、车组管理、运营计划发送、折返进路自动办理、自动折返计划等关键环节的实现方法,对实际工程应用提供参考。     

高速铁路车载ATO工作模式

高速铁路列车自动驾驶（ATO）系统的标准性技术文件中，主要描述了列车超速防护（ATP）系统新增工作模式和系统使用操作，缺乏独立的ATO规范要素，如车载ATO工作模式、转换条件、功能边界等，容易导致标准条款在执行过程中一致性差、内容遗漏的问题，不利于系统互联互通及优化提升。为了完善标准体系中车载ATO功能规格，借鉴欧洲列车控制系统（ETCS）体系下ATO系统需求规范的描述方法和特点，研究和设计了满足中国列车控制系统（CTCS）要求的车载ATO工作模式，并以此为中心串联起状态、功能和流程等完整技术要求，最后从运营场景出发检验了设计的准确性和可行性，对产品研发、技术演进等方面具有重要参考意义。     

ATO系统在城际铁路的应用研究

阐述城市轨道交通基于CBTC系统的结构和ATO系统基本功能的实现方式,结合时速250 km以下城际铁路特点,研究城际铁路列车自动运行、精确停车、车门和屏蔽门联动及自动折返等基本功能实现的可行性,提出CTCS-2级列车运行控制系统增加ATO系统的系统结构.增加ATO系统的CTCS-2级列控系统可以实现列车自动运行、精确停车、车门和屏蔽门联动及自动折返等基本功能.     

珠三角城际CTCS2+ATO列控系统控车舒适性研究及案例分析

针对珠三角城际线上CRH6A-0405动车组装备的CTCS2-200K+ATO列控车载设备，在控制列车减速进站过程中舒适性欠佳问题，研究ATO系统的工作原理及其控车策略、ATO系统所使用的PID滑模控制器及其模型和相关参数，以及ATO系统控车舒适性的评价指标及影响因素。对列车进站进入降速区前存在异常加速而导致的冲击率过大问题，采取降低列车高速运行时的滑模增益系数避免控制命令饱和的优化方案；对站前减速过程速度与距离采用线性关系导致减速过程不平稳问题，提出将速度与距离关系按照二次函数进行映射的优化方案。现场验证表明：优化后的速度曲线更加平滑，减速过程更加连贯平稳。     

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。     

城际铁路列控车载系统功能的技术方案研究

为更好地适应城际轨道交通的需要,结合我国铁路信号系统应用现状和城际轨道交通用户需求,研究CTCS-2级列控系统+自动驾驶的总体技术方案,提出基于CTCS2-200C型ATP车载设备扩展ATO相关功能,实现城际铁路列控车载系统功能的技术方案。