基于车辆深度融合的列车自动运行系统

[目的]传统ATO(列车自动运行)系统与车辆牵引系统/制动系统之间并没有建立直接、实时、双向的数据交互,在控车过程中无法获取车辆的牵引/制动状态和能力信息,进而导致ATO系统发出的控制指令可能与车辆实际能力不匹配、控制周期长、停车精度低等问题,需要将ATO系统和车辆系统进行深度融合。[方法]阐述了传统ATO系统的工作原理及存在不足。提出了基于车辆深度融合的列车自动运行系统(以下简称“融合ATO系统”),论述了融合ATO系统在系统架构、信息传输、车辆接口及系统功能等方面的融合优化措施。将传统ATO系统和融合ATO系统进行对比,对融合ATO系统的优势进行了分析。[结果及结论]融合ATO系统取消了ATO系统与车辆牵引系统/制动系统之间的中转环节,减少了通信链路,使得二者之间的信息传输更加丰富和透明。融合ATO系统可充分发挥车辆系统和信号系统各自的特性和优势,增强ATO系统与牵引系统/制动系统间的配合度,提高整体控车效果。     

基于MSTS的ATO系统功能模块仿真研究

基于MSTS微软火车模拟器开发的开源软件OR的研究基础,结合ATC系统结构框架,对列车运行三维视景系统仿真平台进行了研究,设计出基于MSTS的ATO系统功能模块仿真。运用.Net平台中的Socket网络通信技术建立的ATO系统功能模块仿真,实现了远程控制OR列车客户端运行的功能,整合后的控制模式为ATO系统的扩展性功能提供了通信接口和自动运行的控制基础,提高了列车运行三维仿真系统整体的真实性。对后期完善整个系统仿真平台具有重要的意义,达到了预期的设计目标和效果。     

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.     

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.     

基于模糊自适应PID控制的ATO系统控制算法

为了研究ATO系统控制算法的智能性和高效性,在传统PID算法的基础上,充分考虑到列车系统的非线性和复杂性,结合模糊控制理论能进行实时非线性调节的优点,提出了模糊自适应PID控制算法。并在Matlab/Simulink中建立了ATO系统的仿真模型和算法控制模块。将两种算法分别运用到ATO系统中,对目标速度曲线进行跟踪,从停车精度、追溯性、准时性、节能性、舒适性五个方面对二者的控制性能进行比较分析。仿真结果表明,将模糊自适应PID算法运用到ATO系统中,列车的控制性能能够很好地满足ATO系统的各个性能指标要求。     

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.     

高速铁路列车自动驾驶系统的研究和仿真实现

按照列车运行的启动、区间调速和定点停车3个阶段研究高速铁路的列车自动驾驶(ATO)系统.在满足时间性、停车精度、舒适性,安全性等性能指标的前提下,根据实际线路技术条件,提出ATO的控制算法,针对列车运行各阶段建立由最快加速策略,巡航和专家打分法及预测算法组成的数学模型,并对ATO系统进行仿真,效果理想.     

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。     

列车自动运行(ATO)系统在上海磁浮列车示范线的应用

介绍了上海磁浮列车示范线上使用的ATO的各项功能以及ATO系统与其他子系统的接口.对运行时刻表的编辑软件FALKO作了初步介绍.总结了ATO系统的使用程序.     

CTCS2+ATO城际列控系统与高速铁路ATO系统差异性及应用趋势探讨

阐述CTCS2+ATO城际列控系统、高速铁路ATO系统构成,从系统结构、系统功能及操作显示进行差异性分析,并对两种ATO系统应用趋势进行探讨.     

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。     

城际铁路C2+ATO互联互通测试关键技术研究

为了保证莞惠城际铁路多个厂家C2+ATO设备的正常运行,需对各厂家设备进行互联互通测试。研究莞惠城际铁路C2+ATO列控系统的实验室及现场互联互通测试的关键技术。首先分别对实验室互联互通试验环境的搭建、测试内容、测试方法这3部分内容进行详细分析;其次针对现场互联互通测试发现的问题,总结互联互通测试经验;最后探讨目前城际铁路C2+ATO列控系统技术规范方面的问题。     

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。     

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。     

ATO系统在城际客运专线列控系统的应用探讨

结合城际客运专线的运营需求,提出了其信号系统在既有客运专线CTCS-2级列控系统基础上扩展ATO功能的方案。简要说明了该CTCS-2级+ATO列控系统结构及ATO工作原理,主要分析研究了ATO系统在城际客运专线列控系统的功能实现。该方案的实施,有利于实现运输调度指挥和控制智能化、自动化,在保障运输安全、提高运输效率、优化运输组织方面发挥重要作用。     

城市轨道交通实现双向ATO运行的关键技术分析

近年来,城市轨道交通列车自动驾驶(ATO)系统在技术上日臻完善,已成为轨道交通的一个重要环节。单方向的ATO运营已不能满足用户的需求,研究双向ATO运营是大势所趋。通过介绍双向及单向ATO运营的系统原理,对这两种方式进行了比较分析。     

基于GA优化模糊PID控制的ATO算法研究

针对城市轨道列车的自动驾驶系统(ATO)传统PID控制方法适应性差和智能化不足的问题,基于该领域专家知识和驾驶司机的操作经验,将遗传算法优化的模糊PID控制算法运用在ATO的控制系统中,并运用MTALAB进行仿真。仿真结果表明,该控制算法优于传统的PID控制,能够满足ATO系统对不同工况下的适应性和智能性要求,可以达到精确停车和准点到站的目的,能够有效提高列车舒适性和降低列车能耗。     

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。