城际/市域铁路CTCS2+ATO系统自动折返技术研究

为解决城际/市域铁路运用CTCS2+ATO系统因折返时间过长难以满足公交化运营需求问题,主要对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能进行研究。首先,对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能的系统结构进行深入分析,明确系统各设备优化的功能;进而,对自动折返各场景下设备工作流程及信息交互进行详细设计,在选定车辆参数和线路参数条件下对自动折返各阶段耗时进行理论分析,计算得到站后自动折返理论总耗时152 s,满足公交化运营需求;最后,通过城际/市域铁路CTCS2+ATO系统实验室测试平台对自动折返功能进行测试验证,测试结果表明,本文所述自动折返方案有效,站后折返总耗时仅158 s,与理论计算耗时相近,且相对人工折返可大幅缩短折返时间,提高折返效率,对城际/市域铁路CTCS2+ATO系统满足公交化运营需求具有重要意义。

车载ATO系统记录板数据解析工具设计

为实现对列车记录数据的读取、解析与显示,便于数据分析和列控系统的后期维护,开发车载自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)系统记录板数据解析工具。在对车载ATO系统记录板数据解析工具需求规范进行深入分析的基础上,明确解析工具的各项具体功能,给出软件的总体设计思路及各功能的详细设计流程,最后介绍软件的使用方法,为后续用户使用提供指导。同时基于实测数据对软件功能进行测试验证。测试结果表明,所开发的解析工具可完全实现设计功能,且操作便捷。

高速铁路ATO系统增加自动折返功能的方案研究及实验验证

为进一步扩展高速铁路ATO系统的自动化范围,简要分析高速铁路自动折返运营场景,基于高速铁路ATO系统,提出一种增加自动折返功能的方案,并对地面设备、首端车载设备、尾端车载设备的接口及功能进行定义和分配,针对自动折返过程中的不同状态转换进行描述。基于半实物仿真平台,对方案进行实验验证,结果证明其有效性。

《京张高铁ATO系统全场景全要素试验大纲》通过评审

2023年1月4日,国铁集团科信部通过网络视频会议方式,组织召开了《京张高铁ATO系统全场景全要素试验大纲》评审会。与会专家听取了铁科院集团公司、北京局集团公司、长客公司等关于京张高铁ATO系统全场景、全要素试验大纲的汇报,经认真质询和讨论,形成意见如下。

拉动与推动混合供货方式下ATO系统的生产补货策略研究

考虑ATO系统由一个最终产品制造商与两个零部件供应商组成,供应商分别采用拉动式和推动式供货方式向制造商提供零部件,建立了相应的ATO系统生产、补货模型,运用逆向归纳法求得了系统最优解,并进行了理论分析、数值仿真和主要参数灵敏度分析。研究表明:ATO系统中处于主导地位的一方具有先动优势,能获得更多的利润;市场规模的变化对供应商和最终产品制造商利润的影响相同,且影响力与规模大小无关;产品销售价格的变化对企业利润的影响不相同,且销售价格越高影响力越小;生产成本的变化对企业利润的影响不同,对生产成本高的企业影响较大,对生产成本低的企业影响较小。

基于时间自动机的C3+ATO系统场景建模与验证

C3+ATO系统目前在我国处于试验发展阶段且具有自动化等级高、安全标准高等特点。为验证具体场景下高速铁路C3+ATO系统功能是否符合对应技术规范,提出一种基于时间自动机的形式化建模与验证方法。选取车站自动发车场景作为建模对象,提取C3+ATO系统规范中的功能需求,建立场景的时间自动机模型,生成对应流程的消息顺序图并对系统功能属性进行验证,在C3+ATO列控仿真平台仿真验证。仿真验证结果证明:模型满足C3 (10)ATO系统的安全功能属性和受限活性需求,为后续系统设计开发、实际应用及相关规范完善提供理论参考。

C3+ATO系统模式转换功能建模与仿真验证研究

C3+ATO系统在控制列车运行方面发挥重要作用且其功能关乎列车自动驾驶运行安全。为保障高速铁路C3+ATO系统功能安全,提出一种基于时间自动机的系统功能建模与仿真验证方法。以车载设备模式转换功能为例,根据C3+ATO系统规范中的功能需求,建立各组成设备的时间自动机模型,然后通过通信事件构成时间自动机网络模型;生成对应流程的消息顺序图并对系统安全性、可达性、存在性进行验证,并在C3+ATO系统仿真平台验证。仿真验证结果表明,该模型满足C3+ATO系统的功能属性要求,为后续C3+ATO系统设计开发、测试试验、实际应用及相关规范完善提供理论参考。

国产化城市轨道交通ATO系统设计

文中描述了轨道交通ATO(列车自动驾驶)系统结构设计和工作原理。针对列车车载设备安装空间小、电磁环境复杂、抗振动要求高的特点,设计了基于CPCI总线技术的加固型自散热ATO机箱。介绍了ATO系统的组成及功能,并通过模糊控制算法对列车运行控制进行仿真,表明该ATO系统在列车运行控制及定点停车精度指标上满足工程任务的要求。

广义预测控制算法在ATO系统中的研究仿真

对广义预测控制(GPC)算法进行了研究,并将GPC算法应用在自动运行(ATO)系统中。通过该算法的使用,列车能较好地跟随目标曲线运行,由于目标曲线是根据列车牵引计算得到的最优的列车运行曲线,从而保证列车安全、平稳、正点地自动运行,同时也确保列车进站停车的精确性。

基于PID算法ATO系统的仿真研究

基于现有列车运动模型,设计了列车速度闭环仿真模型,其中控制器采用PID控制算法,当系统输入波浪形V-S曲线时,在PID控制器控制参数设置恰当的情况下,系统输出的V-S曲线具有较为满意的跟随性,在输出的加速度曲线中在列车的启动阶段和中间速度波动阶段会有尖峰波动现象。针对基于PID控制算法的ATO系统出现的问题进行了分析。

广义预测控制算法在ATO系统中的研究仿真

对广义预测控制（GPC）算法进行了研究，并将GPC算法应用在自动运行（ATO）系统中。通过该算法的使用，列车能较好地跟随目标曲线运行，由于目标曲线是根据列车牵引计算得到的最优的列车运行曲线，从而保证列车安全、平稳、正点地自动运行，同时也确保列车进站停车的精确性。

ATO系统速度控制的BP-FIPID算法

针对列车自动运行(Automatic Train Operation,ATO)系统控制算法的稳定性与智能性需求,以及比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制算法的拓展优化,结合BP(Back Propagation)神经网络算法和模糊免疫PID(Fuzzy Immune PID,FIPID)控制算法,提出一种基于BP神经网络的免疫控制参数自适应调整的模糊免疫PID控制算法(BP-FIPID)。以列车运行控制模型为控制对象,分别采用阶跃信号和列车运行目标速度曲线对传统FIPID以及BP-FIPID进行仿真检验。测试结果显示,与FIPID算法相比,BP-FIPID算法具有更好的阶跃响应和抗干扰性能,针对复杂工况的速度-时间曲线同样体现出理想的追溯性。免疫控制参数的自适应调整有助于改进FIPID的性能,两种算法均可作为实践参考。

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。

城轨ATO系统子空间预测控制方法

为提高城市轨道交通列车自动驾驶(automatic train operation,ATO)系统跟踪给定运行曲线的精度,基于子空间辨识方法,利用列车运行的历史数据,建立与实际运行状态相吻合的非线性子空间预测控制模型,设计子空间预测控制器,实现模型辨识数据和参数在线更新。运用MATLAB软件对比分析传统动力学模型与子空间预测控制模型的跟踪能力。结果表明:子空间预测控制模型在速度、位移、加速度的跟踪精度上有明显优势,牵引/制动特性更加缓和。子空间预测控制模型可以保证列车运行安全、准时,并提高乘客乘坐舒适性。

城轨线路ATO系统控车策略优化

针对ATO控制列车制动的算法策略,首先介绍目前ATO控车策略的研究现状与列车制动系统。然后阐述基于追赶时间计算控制的列车制动控制策略。最后分析本控制策略在合肥3号线列控系统的应用,验证ATO控制列车进站制动过程中的舒适度与停车精准度的效果,对列车智能化控车策略的研究具有重要意义。

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。

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ETCS的ATO系统工作模式研究

为提高干线铁路的运输效率,近年来欧洲铁路部门(ERA)开始研究基于ETCS的自动驾驶系统(ATO over ETCS)。介绍基于ETCS的ATO系统研究背景和总体架构,分析ATO工作模式及转换条件,为国内铁路自动驾驶技术发展提供一定的参考。

ATO系统在广州地铁1号线的应用

本文主要从ATO系统的环境结构和功能两个方面分析讲解其在广州地铁1号线中的应用。