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。     

珠三角城际轨道交通ATO系统车门与站台门联动优化设计研究

珠三角城际轨道交通采用CTCS-2+ATO列车运行控制系统，ATO最主要的功能之一是满足列车车门与站台门系统的联动控制，实现站台门的防护。介绍现有珠三角城际轨道交通动车组类型、站台门现状、车门与站台门系统的联动条件、接口原理。针对珠三角城际公交化运营开行4辆编组动车的需求，基于不同编组、不同车门类型、不同运行交路情况下对车门与站台门联动控制提出3种优化设计方案。从规范符合性、运营使用习惯、既有线改造可实施性等角度对3种方案进行深入比较分析，对新建和既有运营线路分别提出推荐方案。研究结论满足珠三角城际轨道交通开行4辆编组动车的需求，并为其他城际铁路、市域铁路提供参考。     

CTCS-2+ATO系统技术现状与发展展望

介绍CTCS-2+ATO系统的由来、珠三角城际CTCS-2+ATO系统需求、功能及主要技术指标;比选车地通信方案,提出提高列车站内对位停车精度的措施,研究针对CTCS-2+ATO新设的CCS设备的配置原则及TCC、CTC、联锁等设备配套方案;针对CTCS-2+ATO技术特点分析其市场应用前景和需要进一步改进的技术内容,改进技术包括车地通信多样化,提高自动折返效率,降低股道长度,冗余配置LKJ、ZPW-2000轨道电路改进,与站台门接口改进等方面内容。     

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。     

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。     

基于地面应答器的市域（郊）铁路列控系统总体技术方案

当前我国正在积极推动市域（郊）铁路建设，除新建市域（郊）铁路外，鼓励优先利用既有线铁路，通过优化运输组织等创造条件开行市域（郊）列车。针对市域（郊）铁路运营需求特点和既有线铁路CTCS-0级列控系统存在的不足，在CTCS技术体系框架下，提出基于地面应答器的市域（郊）铁路列控系统总体技术方案，重点对主要技术设计原则、系统总体方案、功能实现、典型运营场景，以及车门/站台门联动控制和自动折返作业等ATO功能扩展方案进行论述。经过多项试验验证，表明该总体方案具有技术可行性，能够更好地满足利用既有线开行市域（郊）列车的运营需求，提高了现有CTCS-0级列控系统的安全性和运行效率。     

莞惠铁路屏蔽门与信号系统接口设计的研究

莞惠铁路为ATO系统在城际铁路上的首次应用,其中的动车组车门与屏蔽门具备了联动功能。本文结合莞惠铁路的设计实例,对信号系统与屏蔽门系统的相关控制原理、接口电路进行分析研究,针对城际铁路CTCS2+ATO信号系统及地铁中CBTC信号系统与屏蔽门接口设计的不同之处进行讨论,并对运营过程中屏蔽门系统出现的相关问题,提出了合理可行的解决方案。     

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。     

CTCS-2级＋ATO列车运行控制系统方案研究

CTCS-2级列车运行控制系统主要应用于国铁客专线路,ATO系统主要应用于地铁线路。但随着城际铁路的大量建设,广东珠三角城际线路拟采用CTCS-2级＋ATO控制系统。主要分析研究了其系统构成及功能需求。     

城际铁路CTCS2+ATO系统自动折返能力提升方案研究与验证

针对城际CTCS2+ATO系统不具有自动折返功能，人工折返用时较长，折返效率低，造成城际线路行车间隔难以缩短的瓶颈问题，通过研究列控车载信号系统在折返站自动驾驶的逻辑及流程，提出并实现了提升城际CTCS2+ATO系统自动折返能力的整体技术解决方案；重点解决了司机人机界面修改、列车双端数据交互、车辆接口适配等问题；完成包括室内仿真测试和现场测试验证在内的系统综合测试验证；最终于珠三角广清、广州东环城际铁路工程现场进行了真实运营场景下的系统功能演示。试验表明：该方案能够实现列车原地换端自动折返和站后自动折返，在对既有城际CTCS2+ATO系统影响较小的情况下，有效地缩短列车折返作业时间，提升折返效率。     

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。     

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。     

CBTC信号系统与列车车门和站台屏蔽门的控制原理

主要论述CBTC信号系统在列车车门和站台屏蔽门的控制原理。列车车门和站台屏蔽门的安全监督、控制分别由ATP/ATO来完成,即ATP负责开/关安全门的安全监督、ATO负责安全门与车门的同步开/关控制。当列车车门和站台屏蔽门异常或信号系统收不到该信息时,列车将不允许进站停车或离站(除非此时列车车门和站台屏蔽门系统不与信号系统处于联锁状态,即采取特殊的措施,解除了列车车门和站台屏蔽门与信号系统的联锁检查)。     

ATO技术在城际铁路中应用方案的探讨

根据城际铁路特点,分析了ATO技术在城际铁路中的应用,提出城际铁路需增加ATO功能模块,以对现有CTCS-2级信号系统进行升级改造,从而构建城际铁路信号系统结构。     

城际客运专线CTCS-2+ATO列控系统关键技术探讨

CTCS-2+ATO列控系统将在珠江三角洲城际客运专线首次应用,列车自动运行(ATO)功能的应用将大大提高列控系统技术水平。分析和研究影响CTCS-2+ATO列控系统研发及功能应用的关键问题,有助于在前期建设阶段理清其运营需求与建设关系,并为总体原则的确定提供借鉴,为后续工作打好基础。     

西安地铁2号线信号系统与屏蔽门系统接口分析

西安地铁2号线实现了信号系统对屏蔽门的状态监督与开/关控制。重点描述了信号系统和屏蔽门系统接口的设计原则、功能以及信号系统(CBTC)与站台屏蔽门系统之间的安全控制与联锁关系。信号系统与屏蔽门系统接口的合理设计与运用,确保了列车在站台精确停车,实现了屏蔽门、车门的联动。对于实现行车与乘客乘降的安全,提高地铁运营效率与服务质量具有重要作用。     

CTCS-2在城际铁路中的适应性研究

研究目的:在城际铁路技术标准尚未形成的前提下,提出将CTCS-2应用于城际铁路信号系统的设计思路,为城际铁路列控系统体系构建提供参考。研究结论:(1)对CTCS-2体系进行优化和少量改造,可满足城际铁路的运输需求,将CTCS-2应用于城际铁路方案可行。(2)对CTCS-2的优化方案:将CTCS-2应用于城际铁路,由于站间距较小,工程投资较大,采用多站合用一套联锁设备和列控中心设备的方式,可有效降低工程投资。(3)改造方案:通过增加车载ATO单元和少量地面应答器,对CTCS-2的地面和车载设备进行适当改造,能够实现ATO相关功能。     

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。     

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.