列车自动驾驶系统控制算法综述
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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地铁列车全自动驾驶浅析
地铁列车全自动驾驶浅析发表时间：2018-01-23T11:05:03.803Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第24期 作者： 李炎龙[导读] 近年来，国内较多城市轨道交通线路开始尝试全自动驾驶技术。
摘要：地铁列车全自动驾驶是一种将列车驾驶员执行的工作完全由自动化的、高度集中的控制系统所替代的列车运行模式。地铁列车全自动驾驶系统的出现，不仅避免了人为操作带来的诸多不利影响，还提升了地铁列车的运营效率，降低了风险，改善了列车运行的舒适性。为此，本文首先阐述了当前地铁列车全自动驾驶的发展现状，分析了地铁列车ATO全自动驾驶系统的运行原理，并以深圳城市地铁11号线的自动驾驶系统为例进行探讨。 关键词：地铁列车；全自动驾驶；ATO系统
1.地铁列车全自动驾驶发展现状 近年来，国内较多城市轨道交通线路开始尝试全自动驾驶技术，2016年年底开通的香港南港岛线是中国第一条正式运营的GOA4等级的全自动无人驾驶线路，今年开通的北京燕房线、上海8号线三期等计划在通车后实现“全自动运行”，南京7号线也按照全自动驾驶设计。
轨道交通自动驾驶技术已相对成熟，截止2016年7月，全球37个城市55条线路采用全自动驾驶，运营里程达803公里，车站848座；即全球157个轨道城市中近四分之一的城市至少有一条线路以全自动模式运行，运营里程占全部里程的6%，预计到2025年全自动驾驶轨道交通线路里程将超过2300公里。 2.地铁列车自动驾驶系统分析 2.1列车自动控制系统概述 当前地铁列车的运行中，要想保证城市地铁列车交通系统的高效率与高密度，列车自动控制系统（ATC）是必不可少的，ATC系统包括：列车超速防护子系统（ATP）、列车自动驾驶子系统（ATO）及列车自动监控子系统（ATS），其中ATO子系统根据ATS提供的信息，在ATP正常工作的基础上，实现最优驾驶、提高舒适度、降低能耗、减少磨损。 2.2 ATO系统的作用 从运行中所起作用来说，ATO主要实现驾驶列车的功能，能进行车速的正常调整，给旅客传送信息，进行车门的开关作业，但这只是执行操作命令，不能确保安全，这就需要ATP来进行防护。ATP起监督功能，对不符合安全的情况给予防护，保证列车不超速，车门不误动。由此可见ATP系统是列车运行时必不可少的安全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行水平（准点、平稳、节能）的技术措施。在任何时候，只要ATP系统正常的话，就应让其执行防护工作，以确保行车安全。 2.3 ATO系统的运行原理 由于地铁列车的运行密度越来越大，安全性要求越来越高，所以要求有ATS系统，以使列车按照设计好的时刻表准确有序地运行，并监视列车运行状态实现智能调度。ATS设在地铁线路中较大的车站，控制中心与各站连锁设备间的联系由遥控系统来完成。ATO从ATS处得到列车运行任务命令，信息是与地面线路信息一起组成报文，通过轨道电路传送，由车载ATP统一接收。ATP将处理过后的对ATO有用的信息传给ATO，并显示相关信息，且不断地监视ATO的工作。ATO获得有用信息后，并根据实际运行速度和ATP的最大允许速度，计算运行速度，得出控制量并执行控制命令。巡航/惰行模块由独立的控制器来辅助完成，定点停车采用站内交叉环线实现。到站后ATO通过列车位置识别系统（PTI）的天线向地面发送列车信息，并传到ATS，以便识别列车的位置。ATS根据此列车信息确定列车的新任务后再次通过轨道电路传送给ATO。在区间运行时，每进入新的轨道区段，ATO便接收新的地面信息，以便进行速度调整。在运行过程符合ATO条件时，允许灵活地切换到ATO模式。ATO的工作原理图如图1。 3.深圳地铁11号线的自动驾驶分析 深圳地铁11号线建成线路全长51.936公里，在地铁建设的过程中，本人全程参与了新线建设，主要负责车载信号CC设备静调、动调及轨旁数据校核测试等工作，其于2016年6月28日开通，是首条时速达120KM/H的大编组地铁。
城市轨道交通列车自动控制原理简述
城市轨道交通列车自动控制原理简述作者：李翔来源：《科学与财富》2017年第20期（浙江众合科技股份有限公司信号事业部浙江杭州 310000）摘要：在城市轨道系统中，列车运行的自动控制是整个机电系统中最核心的部分之一。
本文将从城市轨道交通信号系统的角度简要描述列车自动控制的主要元素和实现方式。
同时，简单指出在列车的自动控制过程中需要注意的其它问题。
关键词：城市轨道；交通列车；自动控制1列车自动控制的主要元素：信号系统为了按照运营需求实现列车运行的自动控制，主要需要以下几个要素：列车当前的速度列车当前的位置列车当前的目标停车点1.1列车当前的速度列车通过读取轮轴上安装的速度传感器直接获得实时速度。
为了获得更为准确的速度值，一般情况下，速度传感器都安装在非动力轴上以防止突然的制动或牵引可能引起的打滑或空转对速度探测准确性的影响。
即便如此，因为各种原因，列车非动力轴的打滑和空转仍旧不可避免。
因此，信号系统一般仍旧会通过加速度计或者雷达等设备对上述情况下的速度进行补偿已保证速度探测的准确性。
1.2列车当前的位置在整条线路的设计之初，设计单位根据线路情况会定义本条线路的设计0点，以此为基础使用公里标来定义轨道线路上相关元素的位置。
例如：某站台的停车位置为12KM+456.34M。
列车确定当前位置的常用方法是通过读取线路上按照一定规则布置的位置信标来获取基准位置，在此基础上通过实时速度的积分运算来更新实时位置。
1.3列车当前的目标停车点列车的目标停车点由信号系统的其它部分通过整个轨道系统的整体情况实时计算得出，并通过网络发送至列车。
一般情况下，列车的目标停车点都为下一站的站台位置。
在站台出现问题或前方轨道有列车占用等情况下，列车当前的目标停车点有可能会被设置在区间。
2列车自动控制的实现方式：信号系统的主要目标之一就是根据时运营需求来控制列车。
其实在安全前提下，以最高的效率使列车运行至下一停车点是自动控制核心任务，完成这个任务需要三个步骤：采集相关信息得到目标运行曲线；控制车辆以目标曲线完成运行；站台精确停车。
概括五种列车驾驶模式以及运用条件
概括五种列车驾驶模式以及运用条件概括五种列车驾驶模式以及运用条件引言：列车驾驶模式是指列车驾驶员在驾驶列车过程中所采用的控制模式。
随着科技的发展和交通运输的进步，现代列车驾驶模式也不断演进和创新。
针对不同的运行环境和条件，目前存在着多种列车驾驶模式。
本文旨在深入探讨五种常见的列车驾驶模式，以及它们的运用条件。
一、手动驾驶模式手动驾驶模式是最传统也是最基础的驾驶模式。
在手动驾驶模式下，驾驶员需要亲自掌握控制手柄、踏板等控制装置，对列车进行驾驶和操作。
此模式适用于交通运输量较小、运行速度较慢的情况下。
手动驾驶模式的主要优点是驾驶员拥有全面的控制权和决策权，但同时也存在人为因素导致的风险和误操作。
二、半自动驾驶模式半自动驾驶模式是在手动驾驶模式基础上引入了部分自动驾驶技术的一种驾驶模式。
在半自动驾驶模式下，驾驶员仍然需要参与列车的操作和驾驶，但某些功能由自动化系统控制，如自动制动、自动加速等。
这种驾驶模式可以提高运行的效率和安全性，同时也减轻了驾驶员的负担。
半自动驾驶模式的典型应用场景包括高速列车、磁悬浮列车等。
三、全自动驾驶模式全自动驾驶模式是指列车完全由自动化系统进行操作和控制，驾驶员不需要参与具体的驾驶过程。
这种驾驶模式适用于运行速度较快、运输量较大的情况下。
全自动驾驶模式可以通过激光雷达、相机等传感器获取列车周围的信息，并通过实时计算和决策来进行驾驶。
全自动驾驶模式的优点是提高了运行的安全性和稳定性，但也存在技术成本高和系统失效等风险。
四、备用驾驶模式备用驾驶模式是指在正常驾驶模式出现故障或意外情况时，列车可以切换到备用驾驶模式。
备用驾驶模式可以通过备用控制系统或备用传感器来实现列车的驾驶和操作，以确保列车的安全性和稳定性。
备用驾驶模式的运用条件是在存在备用系统或设备的情况下，并要求备用系统与正常驾驶系统具备协同性。
五、人机共驾模式人机共驾模式是指驾驶员与自动化系统进行协同驾驶的一种模式。
在人机共驾模式下，驾驶员仍然保留一定的控制权和决策权，但自动化系统能够提供实时的助力和决策支持。
自动驾驶车辆轨迹规划问题研究综述
G要：通过对自动驾驶汽车层级决策系统的解读，提出轨迹规划问题的定义及其与路径规划问题的区别。
探讨各类轨迹规划算法的基本原理和实际应用，将其根据不同的基本原理划分为四大类，分析了这些算法的优势和不足。
并基 于换道场景下对于轨迹规划算法要求进行分析，对该场景下采用的轨迹规划算法给出推荐。
最后对未来自动驾驶车辆 轨迹规划算法的发展趋势进行展望。
Abstract: Definition of trajectory planning problem and the difference between it and the path planning problem were proposedthrough the interpretation of the hierarchical decisioaking system of the autonomous vehicle. The basic principles and practical applications of various trajectory planning algorithms were discussed. They were divided into four categories according to different basic principles, and the advantages and disadvantages of these algorithms were further analyzed. And based onthe requirements for the trajectory planning algorithm in the lane change scenario, the trajectory planning algorithm used in the scenario was recommended. Finally, the future development trend of trajectory planning algorithm applied in autonomous vehicle was prospected.关键词：自动驾驶汽车，层级决策系统，轨迹规划算法Key words: autonomous vehicle; hierarchical decision-making system; trajectory planning algorithms1自动驾驶汽车的决策系统1.1自动驾驶汽车的层级决策系统在自动驾驶系统中，轨迹规划是其决策系统中一 个重要的模块，按照层级结构分为四大部分（如图1所示）o 最顶层路线规划出一条通过道路交通网络的路线；行为层将在遵守交通规则的基础上决定当前需要采取的驾驶行为（如停车、跟车以及换道等行为），以 使汽车正确地驶向目的地；运动规划层选择一条连续的路径通过当前驾驶环境，以完成局部导航任务；控制系统根据运动规划模块规划的参考轨迹相应地校 正误差输出转向' 油门以及刹车的指令，使汽车能够 到达最终目的地。
列车自动控制系统学习笔记
列车自动控制（A T C）系统第一节综述一、组成和功能列车自动控制（ATC Automatic Train Control）系统包括三个子系统：列车自动防护（ATP Automatic Train Protection）、列车自动运行（ATO Automanc Train Operation）、列车自动监控（ATS—Automatic Train Supervision）。
ATC系统包括五个原理功能：ATS功能、联锁功能、列车检测功能、ATC功能和PTI（列车识别）功能。
（1）ATS功能：可自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。
ATS功能主要由位于OCC（控制中心）内的设备实现。
（2）联锁功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安全准则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制，将进路、轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS 和ATC功能。
（3）列车检测功能：一般由轨道电路完成。
（4）ATC功能：在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实现列车运行的控制。
ATC功能有三个子功能：ATP／ATO轨旁功能——负责列车间隔和报文生成；ATP／ATO传输功能——负责发送感应信号，它包括报文和ATC车载设备所需的其他数据；ATP／ATO车载功能——负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。
（5）PTI功能：是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。
二、水平等级为确保行车安全和线路最大通过能力，根据国内外的运营经验，一般最大通过能力小于30对／h的线路宜采用ATS和ATP系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。
在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC（调度集中）系统。
最大通过能力大于30对／h的线路，应采用完整的ATC系统，实现行车指挥和列车运行自动化。
磁浮列车运行控制系统综述
磁浮列车运行控制系统综述摘要内容：运行控制系统是磁浮列车的重要安全保障。
列车的安全控制逻辑绝大部分由运行控制系统执行，目前国外发展较为成熟的运行控制系统为德国与日本设计。
本文阐述了德国与日本的运行控制系统，同时对国内的运行控制系统总结性的进行了一定的介绍。
关键词：运行控制系统分区运行控制车载运行控制磁浮列车0引言我国经济的区域性发展，人口聚集效应明显，但随之带来的是交通的拥堵，轨道交通已成为解决市内及城际间交通问题的有效手段。
随着轮轨列车逐渐达到速度极限，传统的动力方式已无法实现更高的速度要求，由此磁浮列车应运而生，磁浮列车采用抱轨运行方式，不存在列车脱轨风险，由于浮空运行，因此噪音极小。
目前磁浮交通已经在长沙、北京、上海等地相继开通，我国的磁浮交通行业开始进行实际运营阶段。
磁浮列车主要分为牵引、运行控制、线路、车辆等多个系统组成，其中运行控制系统对保障列车安全至关重要。
本文通过分析国内外的磁浮列车运行控制系统的技术特点，总结归纳了不同国家运行控制系统的发展情况。
1运行控制系统概述运行控制系统是磁浮交通的“大脑”，运行控制系统与多个系统耦合关联，包括车辆、牵引系统、线路系统等。
其将不同系统之间的数据进行判断整合、传输，实现系统间的通信及安全逻辑判断。
运行控制系统细分功能为：列车状态操作与显示、自动驾驶控制、驾驶模式转换、进路运行防护、道岔转辙防护、最大最小速度曲线监控、牵引安全切断控制、数据传输、制动触发等任务。
运行控制系统由中央控制CCS、分区控制DCS、车载控制VCS三部分构成。
中央运行控制系统是列车操作显示系统，主要包括三部分：自动运行控制、操作员终端系统、中央诊断系统。
车辆无线等系统将运行过程中的列车与线路状态实时反馈给中央操作员，中央操作员根据相关反馈手动完成磁浮列车运行时刻表的配置，设置列车数量、制动测试、线路信息添加、车辆控制等。
列车自动运行控制系统可对非CR校验指令进行自动排布，中央操作员根据实际运营经验对中央的指令按顺序进行设置，当执行时刻表时，自动运行控制系统将每条指令依次执行，充当操作员终端作用。
高速铁路技术中列车控制系统的使用教程
高速铁路技术中列车控制系统的使用教程随着科技的不断发展，高速铁路技术的应用变得越来越普遍。
高速铁路列车控制系统是确保高速铁路运行安全、高效的关键因素之一。
本文将为您详细介绍高速铁路技术中列车控制系统的使用教程，帮助您更好地了解和应用这一关键技术。
一、列车控制系统概述列车控制系统是高速铁路运行的核心组成部分，它通过各种传感器和控制器的配合，实时监测和控制列车的速度、位置、加速度等参数。
具体来说，列车控制系统主要包括列车自动保护系统（ATP）、列车自动控制系统（ATC）、列车自动驾驶系统（ATO）以及列车自动门系统等。
1. 列车自动保护系统（ATP）：该系统的主要作用是保证列车在运行过程中的安全。
它通过与信号系统和道岔系统的联动，监测列车的运行速度和位置信息，并在必要时采取紧急制动措施，确保列车的安全停车。
2. 列车自动控制系统（ATC）：ATC系统通过信号传输和处理，实现列车的自动控制。
它能够根据列车位置信息和线路环境条件，对列车速度进行调整和控制，以实现高速铁路的高效运行。
3. 列车自动驾驶系统（ATO）：ATO系统是高速铁路技术的一项核心功能，它可以代替司机控制列车的行驶。
ATO系统通过先进的计算机算法和传感器，精确控制列车的加速度、减速度和停车位置，确保列车运行更加平稳和高效。
4. 列车自动门系统：该系统可以自动控制列车车厢的门的开闭，确保乘客的安全和便利。
它能够根据列车运行状态和站台情况，自动打开和关闭车门，提供高效的上下车服务。
二、列车控制系统的使用步骤在高速铁路技术中，使用列车控制系统需要遵循一系列的步骤，确保系统的正常运行和安全性。
1. 启动系统：打开列车控制系统的开关，系统开始自检和初始化。
在此过程中，要仔细确认各个子系统是否正常运行，包括ATP、ATC、ATO以及车门系统等。
2. 输入列车信息：根据系统要求，输入列车的运行信息，包括起始站点、目的地、运行时间和站台信息等。
这些信息将作为控制系统的基础，确保列车按照设定的线路和时间表运行。
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列车自动驾驶系统控制算法综述
随着科技的发展，列车自动驾驶系统（ATP）已成为现代铁路运输中的一项重要技术。
ATP系统主要由控制算法、传感器和执行机构等部分组成，其主要功能是实现列车的自主运行和自动控制。
其中，控制算法是整个系统的核心部分，它通过对列车运行状态的实时监测和分析，提出相应的运行策略和控制指令，从而实现列车的安全、高效和可靠运行。
本文对列车自动驾驶系统控制算法的研究现状进行了综述。
首先介绍了ATP系统的基本原理和运行模式，然后重点介绍了ATP系统中常用的控制算法，包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法、模型预测控制算法等。
同时，还探讨了不同算法的优缺点，以及在实际应用中的适用范围和局限性。
在实际应用中，列车自动驾驶系统控制算法需要考虑多种因素，例如列车运行速度、曲线半径、坡度、信号状态等，同时还需要考虑安全和运行效率等方面的要求。
因此，算法设计和优化是一个复杂而又重要的问题。
本文通过对不同算法的对比分析和评估，为ATP系统的控制算法研究提供了一定的参考和指导。
总之，列车自动驾驶系统的发展离不开控制算法的支撑，控制算法的设计和实现是实现列车自动驾驶的关键。
未来，随着铁路运输的不断发展和智能化程度的提高，列车自动驾驶系统控制算法的优化和改进将会成为一个重要的研究方向。
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