重载组合列车自组织自动运行控制:模型,算法及验证

重载列车的自动运行控制对于提高铁路运输的安全性和效率具有重要意义。基于此,提出了一种重载列车自组织自动追踪控制方案。首先,建立了重载组合列车的信息物理模型,其中物理层模拟列车的纵向动态特性,而信息层利用图论表示列车的通信拓扑结构。其次,设计了一种自动运行控制规则,以实现速度一致性并保持相邻列车之间的安全距离。最后,仿真结果表明所提方案具有较好的跟踪效果和较高的列车运行效率。

铁路客运站列车运行图资料自动编制方法与应用

随着中国铁路的高速发展,铁路运能的利用越来越精细化,国铁集团对站段列车运行图调整优化提出了更高的要求。目前,基层客运站主要采用人工编制核对列车运行图资料,存在工作量大、效率低、易出错且文档不规范等问题。如何提高铁路列车运行图资料编制效率,保证结果的准确性,是目前客运站从业人员面临的一项重要挑战。基于VBA,使用excel工具实现客运站列车运行图资料的自动编制,包括列车时刻表自动编制、列车时刻表新旧对比、动车组接发列车固定股道表自动编制及基本进路图自动编制4个功能。结果表明,借助自动编制软件生成的运行图相关资料不仅正确率为100%,工作效率提高98%以上,而且能够保证各个车站编制资料的规范化和标准化,具有一定的应用价值。

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。

基于大数据分析的城市轨道列车运行速度自动化控制系统设计

为提升城市轨道列车的运行效率,该文设计基于大数据分析的城市轨道列车运行速度自动化控制系统。利用云计算框架搭建自动化控制系统,采集列车的速度、位置信息后传送至控制层,控制层的智能控制部分利用K-means聚类算法对城市轨道列车运行数据聚类处理,构建列车运行速度自动化控制优化模型,识别列车运行状态,计算列车的最佳速度曲线。利用灰色速度控制器,控制列车的执行机构输出理想速度。系统测试结果表明,采用该系统自动化控制列车运行速度,列车的停车时间误差低于10 s,停车距离误差低于15 cm,满足列车高效率运行需求。

地铁列车自动驾驶(ATO)系统信号控制策略优化

地铁列车的运行中高度依赖于ATO(列车自动驾驶系统),该系统在支持及作用下,能够实现地铁列车的自动控制、自动驾驶及车门控制。作为地铁交通信号系统的重要组成部分,ATO系统的信号控制直接关系到地铁列车自动驾驶的智能性、高效性和安全性,因此,对ATO系统信号控制进行深入研究与优化至关重要。在地铁ATO系统信号控制中,应高度关注自动驾驶、精确停车、自动发车及无人折返这四大关键场景,以充分发挥ATO系统的主要功能。

面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行仿真研究

城市轨道交通是解决城市交通拥堵问题最强有效的绿色交通方式,其高峰期客流激增且客流时空分布不均,而面向虚拟连挂的城轨列车动态灵活编组和群组追踪运行能有效满足复杂多变的城轨运营需求。本文剖析面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行过程,给出虚拟连挂列车群组最小安全追踪距离计算公式;以单列标准车长的线路路段为一个元胞单元,设计速度及位移更新规则,构建基于元胞自动机的城轨列车群组追踪运行仿真模型;以某市地铁2号线为背景,多角度仿真刻画面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行性能。仿真结果表明:面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行模型能有效缩短列车最小安全追踪间隔时间,城轨线路通过能力较移动闭塞制式提高78.4%;头车延迟引起的后续列车晚点总数量及总晚点时间更小,呈现出更佳的抗干扰性与恢复性能,且宜采用小编组列车实现虚拟连挂;动态混合编组的城轨列车群组追踪运行性能最佳,单一小编组的次之,大编组列车群宜在小编组列车群前面运行;城轨列车群组旅行速度总体上与平均站间距呈正相关;当列车发车间隔大于延迟时间时,平均站间距对列车群组的延迟影响不敏感,相反,则影响较为显著。研究结论能够为面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行决策提供技术支撑。

列车运行自动控制(ATO)算法的研究

通过分析列车自动控制算法所面临的问题 ,提出了具有自适应、智能化的列车自动驾驶算法及推理机结构。

国内首列全自动无人驾驶中国标准地铁列车到达徐州

3月29日,中车浦镇造徐州地铁6号线一期工程首列全自动无人驾驶电客车顺利到达汪庄车辆段。该列车是国内首列支持GoA4(无人干预列车运行)全自动运行的列车,采用的是系列化中国标准,列车设计速度为80 km/h,车辆为地铁B型车。

全自动运行线路智能运控系统设计方案

[目的]随着城市轨道交通装备产业技术的快速发展和应用的不断成熟,城市轨道交通运营自动化程度不断提升。全自动运行系统因其具有高安全、高可靠、高效率的优势正被很多城市采用。全自动运行系统在提升运营安全与效率的同时,对行车调度员在融合分析与智能决策、应对复杂运营场景能力、扩展段场管理职责等方面提出了全新要求。为辅助行车调度员更快速、更高效地获取信息并作出决策,需对ATS(列车自动监控)系统进行智能化功能扩展。[方法]基于全自动运行线路安全智慧化运营、智能应急决策、智能应急处置等运营需求,提出了全自动运行线路智能运控系统。介绍了智能运控系统的方案构建,系统架构及系统外部接口,并对行车融合信息拓展、供电臂行车卡控、全自动运行图编辑、客流分析与行车评估、故障及应急指挥以及段场智能协同等功能模块的性能优化设计进行了深入分析。[结果及结论]深圳地铁16号线智能运控系统运用实践表明,对全自动运行线路ATS系统进行智能化功能扩展后,不仅提升了线路运营效率,更增强了全自动运行系统的安全性和可靠性,显著提升了运营管理智能化水平、系统对复杂运营环境的适应能力和对突发事件的快速反应能力。

基于CTCS2+ATO的市域铁路列车追踪间隔时间研究

基于CTCS2+ATO的市域铁路,综合考虑列车长度、运行速度、列车类型、道岔限速、到发线布置、信号系统、车载ATP控车模型、车站作业时间等因素影响,对列车区间追踪间隔、车站追踪间隔和折返追踪间隔进行研究计算,为系统设计能力指标、相关工程行车组织设计和列车运行图编制提供理论研究支撑。

基于全自动运行系统下自动跳跃功能设计与实现

在城市轨道交通全自动运行系统中,由于制动故障时或轨道条件恶劣等特殊情况,列车进站不能对标停车,导致无法开门,维护人员不能登车处理故障。通过站内自动跳跃功能,控制列车进行短距离的移动,以使列车对标开门,方便维护人员进行故障处理。对以上场景的自动跳跃功能进行设计,针对不同的故障场景,分别使用Bangbang控制和轻级制功能,并且在全自动运行系统项目上得到测试及使用,停车精度满足ATO站台精确停车的指标要求,提升故障场景下的处理能力。

全自动运行背景下综合监控系统研究

为提高地铁列车的运行管理效率,以某地铁线路为例,根据全自动运行线路的救灾、维护、服务等系统需求,对各专业车载系统接口功能与综合监控系统组织构架进行了详细介绍,对车载ISCS功能设计进行了研究,详细设计了不同使用场景中ISCS的应用功能,并对全自动运行系统进行了优化设计,将远程控制与联动功能加入ISCS系统中,以在一定程度上提高列车全自动运行的速度。

城市轨道交通全自动运行列车唤醒场景动态测试需求探讨

介绍了有人驾驶列车出库前动态测试的具体情况,分析了上海和南宁轨道交通FAO(全自动运行)列车在唤醒场景下系统自检的流程及步骤。通过对比两地FAO列车动态测试功能需求,结合上海轨道交通10号线的运营现状,佐证了动态测试需求的非必要性。

城轨全自动运行线路ATS自动洗车功能设计与实现

自动洗车是城市轨道交通全自动运行线路的一项必备功能。为提高全自动运行项目自动洗车设计效率,减少软件开发成本,提出一种基于序列化动作的自动洗车设计方案。通过分析不同项目自动洗车需求,识别项目之间的共性和区别;设计一套ATS系统洗车流程数据配置模板,通过修改数据配置即可实现新项目的洗车功能需求;软件采用状态设计模式开发实现,仅需进行一次开发,即可根据数据配置和设备状态自动执行洗车流程。该方案在成都、上海、深圳、郑州等多条全自动运行线路的成功实践,可为类似的全自动功能设计提供思路。

城轨全自动运行线路中心ATS系统智能提升方案研究

城市轨道交通全自动运行线路将列车司机的职能交由列车自动控制系统和控制中心相关系统共同完成,而运营控制模式也由传统的司机、控制中心调度员、车站值班员共同参与控制,转变为控制中心调度员直接面向列车运行进行控制。通过分析运营调度需求及既有运营调度痛点问题,针对新建线路和既有改造线路,分别提出控制中心ATS系统智能提升架构;从供电分区行车数量卡控、行车关键信息融合、全自动编图及行车评估、运维联动、故障及应急指挥等方面,提出具体实施方案,旨在提高全自动运行线路运营效率和故障处理能力。

全自动运行列车的逃生门功能检测及故障诊断方法

基于逃生门控制原理,阐述了逃生门功能检测及故障诊断的策略及具体实施方法。在全自动运行列车投入正线运营前,通过列车控制及诊断系统的软件逻辑控制,强制逃生门完成一次可锁闭和可打开的功能测试。通过硬线电路设计,在逃生门检测脉冲信号作用下使零速信号由旁路传递,从而区分开逃生门的打开和故障状态。基于逃生门电磁锁的状态反馈,实现对逃生门的功能检测和故障诊断。仿真验证结果表明,逃生门的功能检测可保证逃生门的功能完善,确保其在列车全自动运行中的可用性和可靠性。

跨坐式单轨无人干预列车运行(GOA4)级全自动运行系统安全风险管控研究

在系统识别和分析跨坐式单轨GOA4(无人干预列车运行)级FAO(全自动运行)系统安全风险的基础上,建立该系统安全风险管理体系。运用LC(风险矩阵)评价方法,研究跨坐式单轨GOA4级FAO系统安全风险管控问题,开展跨坐式单轨GOA4级FAO系统安全风险识别、安全风险分析与评价、安全风险控制及持续监控等实践活动,使跨坐式单轨GOA4级FAO系统的安全风险处于可控状态。

可靠性度量下的列车运行异常自动化预警技术

对于列车运行异常信号快速变化、且难以确认列车运行失效概率的情况,提出可靠性度量下的列车运行异常自动化预警技术。通过采集列车的运行状态数据,对数据进行去噪处理,可以减少噪声对数据的干扰。去噪处理后,将列车运行数据进行固有模态分解,分解为不同频率范围的子信号。根据子信号不同尺度的变换系数,实现列车状态运行数据重构,还原原始信号。通过对重构后的信号进行分析,获得列车运行状态数据的可靠性度量阈值,用于构建列车运行失效概率近似估计函数。构建估计函数时,通常使用增量系数分析不同列车运行特性和容忍度对可靠性的影响;当失效概率超过自动化可靠性阈值后,自动触发预警流程,实现列车运行异常自动化预警。实验结果表明,该技术应用后,随着列车运行状态数据量的不断增加,运行状态数据中夹杂的噪声数据较少,数据迭代次数增加后,预警时间短且检测结果与实际列车状态一致,可以保证列车运行可靠性。

车地和车车通信列车运行自动控制系统分析

本文旨在研究基于车地和车车通信的列车运行自动控制系统,以提高列车运行的安全性、效率和可靠性。通过对车地通信技术和车车通信技术在列车运行中的应用进行分析,探讨了两种通信技术在实现列车自动化控制和协同运行方面的优势。同时,对车地通信与车车通信系统的集成与优化进行了探讨,提出了优化通信协议、网络拓扑优化和能耗优化等方面的建议。此外,本文还重点分析了列车运行自动控制系统的安全性与可靠性,强调了安全性评估、安全规范和安全保护措施对于保障系统安全的重要性。同时,也提及了可用性评估、故障率分析和冗余设计对于提高系统可靠性的作用。

全自动运行线路列车广播对讲系统解决方案

乘客信息系统(Passenger Information System,PIS)是提高列车乘客服务质量的关键环节,列车广播对讲系统则是PIS系统的核心组成部分,负责地铁列车实时进出站广播、资信广播、紧急广播以及紧急对讲等。以南京地铁7号线为例,全面阐述了全自动运行线路无人驾驶列车对列车广播对讲系统的功能需求与解决方案。