列车自动驾驶系统 3
高铁自动驾驶系统存在问题及发展方向
高铁自动驾驶系统存在问题及发展方向发布时间：2021-06-23T15:00:57.393Z 来源：《建筑科技信息》2020年11期作者：王超[导读] 随着时代的不断发展,地铁无人驾驶技术的发展将越来越成熟,自动控制技术对其发展具有积极的推动作用。
通过选择自动控制系统的不同参数和组件,地铁自动驾驶技术可以更准确,安全,高效地运行,并提供更舒适的乘坐环境。
摘要:随着时代的不断发展,地铁无人驾驶技术的发展将越来越成熟,自动控制技术对其发展具有积极的推动作用。
通过选择自动控制系统的不同参数和组件,地铁自动驾驶技术可以更准确,安全,高效地运行,并提供更舒适的乘坐环境。
未来,地铁驾驶的发展方向必须朝着智能化发展的方向发展,同时要满足方便快捷的乘客需求。
改善自动火车操作系统中自动控制技术的控制性能优化仍然是我们努力工作的方向。
关键词:自动驾驶;自动控制;发展1 引言ATO系统,即火车自动驾驶子系统,主要实现“地面到车辆的控制”,模拟最佳驾驶员驾驶,在正常条件下实现高质量的自动驾驶,使火车高效运行,并提高火车乘坐期间的舒适度运行并节省能源。
ATS子系统是ATC的核心功能,它可以自动或手动控制路线,执行交通调度命令,并向交通管制员和外部系统提供信息。
它可以实现对火车运行的监督和控制,并协助火车调度员管理全线的火车运行。
ATP子系统根据地面传输的信息计算出运行过程中列车的允许安全速度,从而保证了列车的间隔时间,从而实现了超速保护。
具有科学,先进,合理,可调的特点;然后,它在法律上具有权威和连续性;在建设方面,具有资金保障,技术先进,时机适中的特点。
具有现代化,高效,低成本,管理反应强烈的特点。
在自动驾驶系统(ATO)上,国外对高密度城市轨道交通的火车驱动系统进行了研究,并在城市轨道交通系统中得到了广泛的应用。
我国对此技术的研究很少。
为了减少对地铁的投资,拥有独立产权并适合城市轨道交通的城市自动火车驱动系统是当务之急。
城市轨道交通-ATO功能和操作
2．车门控制和停站
车载ATO系统通过轨旁通信环线从轨旁ATC系统接收到传 送给车辆的开门指令，通过要求车载ATP系统开启车门来启动开 门程序。驾驶员按下开门按钮打开车门。
轨旁ATC系统累计停站时间。在正常情况下，停站时间结 束后轨旁ATC系统会传送关门命令。车载ATO系统接收命令后及 时励磁关门列车线。驾驶员按下关门按钮关门。
当从本地或中心接收指令时，轨旁ATC系统会向车辆传送 一个停放制动命令。在这种情况下，车载ATO系统通过从车地通 信系统传来的命令控制车门开闭，但在相应的停放制动缓解以及 从轨旁接收到命令之前不允许列车从该站发车。
3．折返
在运营终点车站，当驾驶员按下发车按钮，ATO系统将自动 驱动列车进入折返轨，并在折返点执行精确停车。驾驶员必须关 闭本端驾驶室的钥匙（司控器），并启动离去端驾驶室，打开司 控器开关，建立ATO模式。轨旁进路开放后，驾驶员按下发车按 钮，ATO系统将驱动列车进入第一个运营车站O系统可实现列车在车站站台区精确对位停靠，有效提高 列车运营效率，有利于引导乘客上下车。 4．列车自动折返
列车在ATO运行模式下，可实现在运营线路两端实现列车自 动折返作业，控制列车回到下一个运营作业的站台区。
5．执行跳停和扣车功能 1）跳停
跳停作业是指在线路上运营的列车，在某一指定车站不停车， 而以规定的速度通过该车站。ATO系统接收到ATS系统发出的跳 停指令后，完成跳停作业。
ATO系统基本功能
二、 ATO系统基本功能
1．车站发车控制功能 列车在ATO模式下运行时，列车驾驶员按压发车按
钮启动列车运行，ATO系统根据ATP系统发给的控制速度 和ATS系统发送的运行等级，自动运行到下一车站。
在ATO自动模式下，列车必须具备一定条件才能从 车站出发。具体条件如下。
(知识扩展)ATC系统认知
器发送默认报文。
2）.车载设备 （1）车载查询器天线 置于列车底部，是一
个双工收发天线。 一方面连续向地面发
送高频电磁能量，以 激活地面应答器； 另一方面接收地面应 答器发送的报文数据。
（2）车载查询器主机 车载查询器检查、校验、解码和传送收到的报文，选择激活
控制的，一般设置在信号机或道岔旁，用于向列车传送实时可 变信息，如信号机显示、临时限速、道岔位置等。
一般情况下，无源应答器用于定位，有源应答器用于将地面 变化的列车控制信息传送给列车。
有源应答器又分为信号机应答器和进路应答器。 • 信号机应答器安装于信号机旁与信号机相联锁； • 进路应答器安装于道岔前，指示是否需要侧向速度通过道岔。 美式信标一般分为静态信标和动态信标。
ATC系统选用原则
装备ATC的自动闭塞分为： 固定闭塞式ATC系统 准移动闭塞式ATC系统 移动闭塞式ATC系统
根据实际情况，因地制宜选择三种不同制式的ATC系统
2019/12/21
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三、列车运行控制系统与车辆段信号控制系统的关系
（一）车辆段/场与ATS 中央ATS系统通过通信传输网，与车辆段/场调度员室和信号楼
间相对制约关系的系统，具有高可靠性、高安全性和可维护 性。
2019/12/21
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城市轨道交通信号控制系统的组成
列车在车辆段/停车场的作业主要有： • 出入段/场的列车作业、段/场内的调车作业、试车线的试
车作业。 车辆段/停车场的所有作业均由联锁系统控制。 • 车辆段/停车场试车作业须在信号楼控制室与试车线控制室
列车自动控制系统ATC系统基本原理教学课件
列车制动控制原理
列车制动控制 原 理 是 ATC 系 统的核心部分， 负责控制列车 的制动和加速。
列车制动控制 原理包括制动 力分配、制动 力控制和制动 力释放三个部
分。
制动力分配是 根据列车的载 重、速度、坡 度等因素，合 理分配制动力， 保证列车的平
稳运行。
制动力控制是 根据列车的运 行状态，实时 调整制动力， 保证列车的安
全运行。
制动力释放是 在列车停车后， 释放制动力， 保证列车的平
稳启动。
Part Four
列车自动控制系统 ATC系统应用
ATC 系 统 在 城 市 轨 道 交 通 中 的 应 用
自动控制：实 现列车的自动 驾驶和自动调
ATC 系 统 在 磁 悬 浮 铁 路 中 的 应 用
磁悬浮铁路的特 点：高速、低噪 音、低振动
ATC 系 统 在 磁 悬 浮铁路中的作用： 保证列车安全、 高效运行
ATC 系 统 在 磁 悬 浮铁路中的功能： 自动控制列车速 度、自动调整列 车间距、自动控 制列车进站、自 动控制列车出站
ATC 系 统 在 磁 悬 浮铁路中的优势： 提高列车运行效 率、降低运营成 本、提高乘客舒 适度
案例分析：通过对某磁悬浮铁路ATC系统的应用案例进行分析，了解ATC系统在磁悬浮铁路中 的应用原理和效果。
案 例 四 ： 其 他 领 域 ATC 系 统 应 用 案 例 分 析
航空领域：飞机自动控制系统 航海领域：船舶自动控制系统 工业领域：自动化生产线控制系统 医疗领域：医疗设备自动控制系统
THANKS
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基于滚动优化的CTCS3+ATO目标速度曲线的研究
基于滚动优化的CTCS3+ATO目标速度曲线的研究基于滚动优化的CTCS3+ATO目标速度曲线的研究一、引言高速铁路的发展成为现代交通运输的重要组成部分，其中，列车的运行速度是关键指标之一。
随着自动列车运行技术（ATO）的发展，对列车运行速度的优化需求也日益增加。
目标速度曲线的好坏直接影响到列车运行的效率和运行质量。
因此，研究和优化目标速度曲线成为提高高速铁路运输能力的重要方面。
二、CTCS3+ATO系统的概述CTCS3+ATO系统是目前高速铁路列车自动运行的主要标准之一。
该系统通过集成列车控制系统（CTCS）和自动列车运行系统（ATO）实现列车的自动驾驶，提高运行的安全性和效率。
在CTCS3+ATO系统中，列车运行时，系统会根据列车所处位置、运行状态以及列车的进站和出站需求等信息，生成一条目标速度曲线。
目标速度曲线指导列车的运行速度，使列车能够在限定的时间内安全平稳地到达目的地。
三、目标速度曲线的构成与优化目标速度曲线是根据列车的进站和出站需求以及列车的技术特性等因素进行构建的。
一般来说，目标速度曲线由起始速度、中间速度和停车速度三个阶段组成。
起始速度和停车速度是根据站点之间的距离、信号系统等因素确定的，而中间速度则是根据列车所处段位的特点进行优化得出的。
优化目标速度曲线是提高列车运行效率的关键。
优化的目标是使列车在不超过限定运行时间的条件下，达到目标站点，既要保证安全性，又要提高运行效率。
目标速度曲线由速度与时间的函数关系构成。
优化的目标是通过最小化目标速度曲线与实际速度曲线之间的差距，从而提高列车的运行效率。
四、基于滚动优化的思路为了达到优化目标速度曲线的目的，我们可以采用基于滚动优化的方法。
基于滚动优化的思路是将目标速度曲线在列车运行过程中进行滚动调整，以适应列车所处段位的特点和实际运行情况。
具体实施上，可以将目标速度曲线分为若干个时间段，每个时间段内根据实际运行情况对目标速度进行滚动优化。
列车自动驾驶的英文缩写
列车自动驾驶的英文缩写随着交通技术的不断发展，列车自动驾驶的技术也应运而生。
自动驾驶的列车拥有更高的效率、更安全的行车性能和更便捷的出行方式，在现代的世界里已经成为了交通运输的一种重要形式。
同时，它也被称为自动驾驶列车（ATO。
自动驾驶列车在英文中通过ATO（Automatic Train Operation 缩写）来表示，ATO是一种基于技术、计算机系统和无线通信系统的列车检测和控制系统，能够实现列车在规定的时间、空间和距离上自动行驶。
ATO利用距离控制系统（DCCS）和信号转换控制系统（STC）来帮助进行定位和控制，以实现安全的列车行驶。
ATO的主要功能是实现安全驾驶，其机制主要包括以下几点：首先，引导车辆实时跟踪，确保车辆在行驶时和其他车辆进行安全距离保持；其次，避免列车的前行驶速度过快；第三，在拐弯时，保证车头的最大加速度和最大减速度，以及确保车辆能走出正确的轨道；最后，自动驾驶控制系统还需要实现正确的停车位置，以确保安全的行车状况。
另外，ATO技术也可以用来帮助进行列车的维护和检查，例如列车停靠时检查车厢是否准确地停靠在指定的位置，以保证列车安全。
除了安全性受益于ATO技术，列车运营的效率也得到大大提升。
通过ATO系统，列车可以在安全的情况下，达到更快的行驶速度，在正常的情况下，行驶速度可以达到每小时60到80公里，极大地提高了运输效率。
此外，ATO技术还可以有效利用轨道资源，节省运行成本；在列车距离较远的情况下，ATO能够更有效地避免拥堵，减少不必要的停车时间。
在现代列车行业中，ATO技术已经成为列车系统中非常重要的一部分，它不仅提供了更高的运输效率，也确保了安全的行车能力，让乘客体验到更加舒适的出行过程。
因此，ATO的英文缩写（Automatic Train Operation）就成为表达列车自动驾驶的最直观的词汇。
城市轨道交通信号系统ATC
城市轨道交通信号系统ATC城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。
城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：— 列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）— 列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）— 列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。
一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。
2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
列车运行自动控制(ATC)系统 (2) ppt课件
ATC 系统的组成
ATC 系统的设备组成 现场轨旁设备、车载信号设备、控制中心及车站信
号设备 ATC系统的功能组成 ATO、ATS、ATP
ATC系统控制框图
ATS系统
监控作用，相当于控制中心本身，在出现故障时，由 控制中心替代 功能：收集，绘画列车运行信息
指挥列车运行，包括进路安排 调整列车运行
ATS子系统根据联锁信息，列车自动办理进路。用 以指挥和监督列车的运行。它根据列车运行计划， 制定实时运行图，指挥列车的运行，包括办理列 车进路，控制列车发车时间，改变运行区间的模 式等；同时实时收集列车运行信息及线路的各种 信息，包括车次号、目的地号。由控制中心计算 机系统进行实时跟踪，并显示在中心表示盘上。
ATP系统
防护作用 功能：监督列车运行速度，检查列车位置
监督车门和屏蔽门开关 道岔区段检查进路安全
ATO系统
自动运行 功能：自动运行
定点停车 开关车门
中央控制室
功能
（1）停车点防护 （2）速度监督与超速防护 （3）列车间隔控制 （4）测速与测距 （5）车门控制 （6）其他功能：紧急停车、给出发车命令、列车倒退控
转换 （8）记录运行信息
ATS——列车自动监控子系统
ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅 助行车调度人员对全线列车运行进行管理。
它给行车调度人员显示全线列车的运行状态，监 督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运 行图时及时做出反应（提出调整建议或者自动修 整运行图）。
通过ATO的接口，向旅客提供运行信息通报（列车 到达、出发时间、运行方向、中途停靠站名……）。
1.固定闭塞 2.准移动闭塞
3.移动闭塞
（1）固定闭塞ATC系统 固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动
第三讲-1列车自动控制系统(ATC)概述
1、ATS的作用
◆ 列车自动监控系统主要是实现对列车运行的监督， 辅助行车调度人员对全线列车运行进行管理。
◆ 自动显示列车车次，运行位置和信号设备状态，自 动或人工办理进路，编制和管理列车运行图，自动调 整运行计划，自动描绘列车运行实际，列车运行模拟 仿真，车辆维修周期管理，向旅客导向系统提供信息 ，对运行数据自动统计和制表。
谢谢观看
4.1 列车自动控制系统（ATC）
引子 （ATC）系统综述 4.1.1 列车自动防护系统(ATP) 4.2.2 列车自动运行系统（ATO） 4.3.3 列车自动监控系统（ATS） 4. 3. 4 （ATC）的分类
引子 列车自动控制系统 ATC综述
引子 列车自动控制系统 ATC综述
◆ 列车运行控制系统构成中最基本的是人工控制信号 ，叠加自动控制信号设备，再叠加行车的全自动控制 系统（ATC）。
◆ 在高级系统失灵时，低级系统仍能完成运转。
引 子 列车自动控制系统 ATC综述
一、城轨交通信号系统的构成 ◆城市轨道交通的信号系统通常由列车运
行自动控制系统（ATC）和车辆段信号控 制系统两大部分组成，用于列车进路控 制、列车间隔控制、调度指挥、信息管 理、设备工况监测及维护管理，由此构 成了一个高效的综合自动化系统。
4.1.4 ATC系统的分类
1.固定闭塞ATC系统：
按制动方式又可分为 （1）速度码模式（台阶式）点式：
◆ 每个分区只能传递一个速度码 ◆是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少， 对应每个闭塞分区智能传送一个信息代码，控制方式可 成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可以 分为有绝缘和无绝缘轨道电路。每个分区只能传递一个 速度码。轨道电路传输的信息及该区段所规定的出口速 度命令码。
列车自动驾驶（ATO）季节性调节方案探讨
列车自动驾驶（ATO）季节性调节方案探讨张 帆（卡斯柯信号有限公司，北京 100070）摘要：A T O目前已广泛应用到地铁列车的车载信号系统，提高地铁列车的运行效率，而列车的制动性能对ATO控制精准停车有比较大的影响。
列车制动性能，特别是气制动性能可能存在一定的不稳定性，对ATO发出制动指令的响应会出现较大的偏差，其中一个较重要因素就是季节以及气温的影响。
探讨针对列车制动季节性变化进行相应的优化、增加自动驾驶系统的自适应能力的方法。
结合制动性能变化，对每一个制动变化时段做出单独的制动驾驶控制策略组，在相应的时间段（或其他设定条件）自动切换、调节，使在不同的列车制动性能下，自动驾驶系统均能实现精准停靠站台，提高乘客上下车效率。
关键词：AT0；ATO控车方案；ATO停车精度季节性变化中图分类号：U231+.7 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2024)01-0087-05 Discussion on Seasonal Regulation Scheme of Automatic Train OperationZhang Fan(CASCO Signal Ltd., Beijing 100070, China)Abstract: Automatic Train Operation (ATO) has been widely applied to the onboard signaling system of subway trains, which improves the operation effi ciency of subway trains. The braking performance of the train has a greater impact on the precise stop controlled by ATO. The train braking performance, especially the air braking performance, may be unstable to a certain extent, and the response to ATO's braking command may have a large deviation. One of the more important factors is the infl uence of season and temperature. This paper explores the method of optimizing the seasonal deviation of train braking and adding the adaptive ability of ATO system. In combination with the braking performance change of a certain line, a separate braking control strategy group is made for each braking change period, and switch and adjust is conducted automatically in the corresponding time period (or other setting conditions), so that under diff erent train braking performance, ATO system can achieve precise stopping at the platform and improve the effi ciency of passengers getting on and off .Keywords: ATO; control strategy by ATO; seasonal variation of ATO stopping accuracyDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2024.01.016收稿日期：2022-12-23；修回日期：2023-12-04基金项目：卡斯柯信号有限公司工程项目（A5.AW115329）作者简介：张帆（1988—），男，工程师，本科，主要研究方向：ATC列车自动控制，邮箱：******************.cn。