智能高速铁路ATO列车计划传输方案研究

在智能高速铁路系统中,CTC系统向车载ATO设备下达智能高速铁路ATO列车计划,实现对列车的自动控制,提高列车自动驾驶的准点率,降低列车运行能耗。分析智能高速铁路ATO列车计划的传输途径,明确ATO列车计划的数据类型。通过阐述前方车站判断、站车计划一致性保持2项智能高速铁路ATO列车计划传输关键技术,制订完整的ATO列车计划传输流程,分为计划生成、计划发送、计划更新、计划完成4部分。该智能高速铁路ATO列车计划传输方案已经实际应用于京张智能高速铁路系统中,经过实践检验,可以确保ATO列车计划内容发送的准确性与实时性。

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。

基于提高地铁列车ATO模式运行停车精度的研究

为降低列车自动驾驶系统(automatic train operation,ATO)过标对北京地铁4号线-大兴线造成的延误和影响,本文对列车ATO模式运行停车原理以及列车ATO模式进站精确停车的影响因素进行研究,结合ATO对标原理对现场过标数据进行收集,经过海量数据分析以及多种施工方案对比,最终决定对站台接近盘进行改造,改造方案确定后经过多次试验及现场实践,在保证设备运行安全的前提下以最小的施工难度和最低的成本投入,解决了北京地铁4号线-大兴线列车ATO模式进站过标问题,从而改善列车进站对标成功率,提升信号设备运行表现,改善乘客乘车舒适度。

基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略

本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块化技术和显式模型预测控制,降低算法的计算量,以提高硬件实现的可行性。前者通过固定一定时间段内的控制量,对输入序列进行分块化,降低控制器的自由度;后者通过离线设计和在线综合的方法减少算法的在线计算时间。最后利用Matlab仿真软件环境下的MPT 3.0扩展工具箱对所提控制策略进行数值仿真。结果表明:该控制器能在列车运行安全约束下,合理分配动车组各车厢的牵引力和制动力,保障列车准时及节能高效地运行,同时所提出的改进算法能有效降低计算量。

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。

列车自动驾驶调速系统自适应模糊控制

列车自动驾驶(ATO)系统停车前采取一级调速制动,本文采用自适应模糊控制对ATO系统的速度进行控制.利用变论域收缩因子优化模糊控制器的量化因子,模糊推理实现比例因子的自调整.通过仿真表明,该算法能够有效改善速度控制的快速性与精度,提高乘客舒适性与运行效率,从而完成定位停车任务.

城市轨道交通列车自动驾驶各阶段速度控制算法的研究

本文介绍列车自动驾驶(ATO)的基本功能,重点描述列车速度调节和控制功能。将列车自动驾驶过程划分为车站发车、速度跟踪、目标制动3个阶段,对每个阶段的目标速度曲线、速度控制策略和计算算法进行了分析,提出了速度跟踪阶段采用的速度离散化PID控制方法并对其进行了重点研究。

城轨列车自动驾驶广义预测控制器的算法研究

近年来,轨道交通发展非常迅速,其中ATO设备负责列车的牵引和制动,这直接影响城轨运行的安全和效率。已有的城轨ATO控制方法由于控制算法过于复杂,或者需要迭代求解且计算时间不确定等,因而仅具有理论意义,难以在工程上实现。广义预测控制算法就是一种简单高效、易于工程实现的控制算法,但是其设计之初并没有考虑ATO控制的特殊需求。通过改进广义预测控制算法,在优化目标中增加了超调抑制项,重新推导预测输入表达式,并增加输入饱和约束,设计了采用二次曲线的平滑的牵引和制动目标曲线,从而保障乘客乘车的安全性和舒适性。通过仿真,证明算法的易用性、安全性和有效性。

高速铁路ATO系统人机界面的新特征

高速铁路列车自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)系统由列车自动防护(Automatic Train Protection,ATP)系统保证行车安全,由ATO系统实现自动驾驶,是一种既安全又高效的列车运行控制系统。新增自动驾驶功能后,人机界面(Driver Machine Interface,DMI)设备的显示和操作也随之发生变化。在介绍高速铁路ATO系统的基础上,阐述增加ATO功能后,DMI设备在图标显示、文本提示和控车提示3方面发生的变化,并对每种信息的含义及使用方法进行详细解读。

高速铁路ATO线路站间时间分配优化方法

为了优化站间时间分配,提高高速铁路ATO线路多个车站"通过"的场景下列车运行的准点率,在阐述ATO准点运行功能的基础上,分析计划运行时间执行存在的问题,从"发车"到"停车"的整个运行区间作为整体进行考虑,将中间各"通过"车站的时刻范围作为约束条件,建立包含列车动态模型、线路数据库、ATO控制模型3部分的站间时间分配优化模型,将运行计划和线路数据等信息带入模型进行计算,获得中间各车站的优化后的"通过"计划时刻,经实验测试验证,可以使高速铁路自动驾驶列车运行更加平稳、节能、准点,为高速铁路ATO的高效运行提供保障。

基于PID型迭代学习控制的列车自动驾驶曲线跟踪算法研究

针对基于比例微分积分(PID,Proportional Integral Derivative)控制的列车速度跟踪算法在跟踪进度、收敛性和稳定性等方面存在的不足,提出一种基于PID型迭代学习控制(ILC,Iterative Learning Control)的列车自动驾驶(ATO,Automatic Train Operation)曲线跟踪算法。通过迭代学习控制,优化跟踪过程,减小跟踪误差,缩短收敛时间;设置典型场景对所设计的算法进行仿真试验,并将仿真结果与基于PID控制算法的跟踪效果进行对比分析。结果表明,PID型ILC算法对列车目标速度和目标位移具有较高的跟踪精度,能够在有限的迭代次数内实现精确跟踪,验证了所提算法的有效性。

高速铁路ATO系统运行计划的应用研究

高速铁路增加列车自动驾驶系统(ATO),提高了高速铁路的运行效率及智能化水平,通过对车载ATO设备的功能分析,提出CTC运行计划的应用方法,实现列车自动驾驶功能。

基于城际铁路CCS和高铁ATO系统TSRS的ATO技术探讨

列车自动驾驶(ATO)技术是提高运营效率的重要技术手段。2016年珠三角城际铁路首次实现CTCS-2级列控系统下的自动驾驶功能,2018年原中国铁路总公司组织实施京沈综合试验段高铁ATO列控系统试验,两者在不同级别列控系统下分别实现了自动驾驶。回顾城际铁路CTCS2+ATO技术体系中通信控制服务器的系统设计方案,比较分析高铁ATO系统临时限速服务器针对ATO功能实现方案的差异及背景原因,总结设备开发的思路变化及其带来的趋势影响,探讨高铁ATO技术的发展方向。

自适应模糊控制在ATO系统中的应用研究

采用自适应模糊控制方法对ATO系统进行应用研究,通过参数的在线自适应调整,克服列车模型不精确的问题,通过大连实测数据的分析以及同普通模糊控制方法的对比,验证此方法能准确跟踪运行曲线,达到精确停车的目的。

基于TAG定位的列车自动驾驶系统应用研究

提出一种基于电子信标(TAG)定位的列车自动驾驶系统(ATO)的设计方案。对系统结构、车地通信、精确定位的进行原理分析与描述,对既有铁路增加ATO功能的升级提供实现思路。

面向虚拟编组的列控技术研究

虚拟编组(Virtual Coupling)是近年来欧洲铁路部门提出的一个新理念,它使用无线通信代替机械联挂,实现不同型号列车的虚拟编组。列车虚拟编组后,行车间隔极大缩短,能够进一步提高线路的运输能力。介绍虚拟编组的研究背景和基本理念,分析既有欧洲列控系统(ETCS)在应用该技术时面临的问题,旨在提出面向虚拟编组的列控技术实现方案。根据列车间隔控制是否由列控系统进行防护,提出两种方案,并描述它们的基本原理和既有ETCS规范需要变动的内容。在基于列控系统防护的方案中,引入相对制动距离的概念,并提出一种基于相对制动距离的限速曲线计算方法,为下一代列控系统的研究提供参考。

面向高速铁路的全自动运行系统应用

为提高高速铁路自动化、智能化程度,以高速铁路列车自动驾驶(ATO)系统替代司乘人员工作,减轻司机劳动强度、降低运行能耗,首先,结合自动化等级(GOA)分类,介绍我国高速铁路列车自动驾驶系统现状;然后,从系统架构、运行工况、车辆接口及运营管理需求4个方面,分析高速铁路列车自动驾驶系统与城轨全自动运行(FAO)系统的差异;最后,探讨高速铁路实现全自动运行的可行性。结果表明:全自动运行系统是中国列车运行控制系统(CTCS)的必然发展趋势,可进一步提升高速铁路ATO系统的自动化等级。

智能高速铁路信号系统一体化技术发展方向探讨

为使高速铁路信号系统更好地满足新形势下智能高速铁路的建设及运营维护需求,更好地与智能高速铁路技术体系架构相协调,文章分析我国高速铁路主要信号系统的智能化、一体化现状,并在此基础上梳理《智能高速铁路1.0技术体系架构》中智能建造、智能装备、智能运营中与信号系统相关的内容,对我国高速铁路主要信号系统智能化、一体化技术发展方向进行探讨,提出体系架构标准的发展建议,以期为信号系统一体化方案更好地与智能高铁技术体系架构融合发展提供借鉴。

PTI发送器在地铁屏蔽门控制中的应用原理

本文通过对德国西门子公司的列车自动运行系统ATO中的感应信息传输系统IMU100信号的采集及分析,就研制一种便携式PTI发送器,替代原有的列车感应信息传输系统发送设备,并就地铁屏蔽门的控制应用原理,方便铁屏蔽门系统的检修和应急处理等进行了论述。