第06章 列车自动驾驶(ATO)系统
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2城际ATO系统需求分析2.1.城际铁路ATO功能需求分析根据上文城市轨道交通ATO系统提及的功能,下文主要进行城际线ATO的功能需求分析。
(1)列车自动驾驶功能本文提及的城际线最高运行速度为200km/h,线路长度一般在100km左右。
和城市轨道交通类似,城际轨道交通也存在客流量巨大,站站停车的情况,这就要求列车频繁地进行启动、加速、制动、减速等操作,同时还需要满足准点、舒适、节能运行,这些对驾驶要求极高,使司机承受很大的体力、精神压力。
因此完全有必要研发城际线列车自动驾驶系统,取代司机驾驶列车运行,一方面减轻司机工作压力,同时也提升列车运营能力。
可通过对增加ATO车载设备,同时在CTC S-2列控系统地面应答器组内增加相关线路数据报文,实现列车自动驾驶功能。
(2)列车精确停车功能城际铁路站台上也设有屏蔽门,因此,列车驾驶必须要实现精确停车。
城际铁路站间距离短,运量大,频繁起停车,仅靠司机人工驾驶很难保证精确停车。
因此,ATO系统的精确停车功能显得极其重要可以在车站股道内适当距离进行应答器布置,提高ATP系统的测距精度,提升对停车点的控制精度,实现列车精确停车功能。
(3)列车车门管理功能和地铁类似,城际铁路车运行控制系统具有车门监控功能。
通过ATP 和ATO系统与车辆系统的联动,对车门实现安全控制。
列车车门管理功能应在ATP的监控之下实现,通过ATO子系统请求指令控制车门打开。
2.2. ATO系统定义列车自动驾驶子系统ATO ( Automatic Train Operation )是ATC系统的重要子系统,它完成列车的自动调速包括牵引、巡航、惰性、制动、停车以及车门开关的控制功能,实现正线、折返线以及出入段(场)线运行的自动控制,实现区间运行时分的调整控制。
ATO系统按照系统设定的运行曲线,根据ATS系统的指令选择最佳运行工况,确保列车按运行图运行,实现列车运行自动调整和节能控制。
ATO系统功能依靠ATO系统自身及信号各子系统协调共同完成。
简述ato的功能
ATO (Automatic Train Operation) 是一种自动驾驶系统,主要
用于铁路和地铁等铁路交通工具中。
ATO的功能是自动化驾
驶列车的运行,通过使用传感器、计算机和通信技术等,实现列车的自动控制和管理。
ATO的主要功能包括以下几个方面:
1. 自动速度控制:ATO可以根据信号系统和区段的限制,自
动控制列车的速度,确保列车能够按照预定的时间表和规定的速度行驶。
它可以准确地控制列车的加速、减速和制动过程,以提高运行的平稳性和安全性。
2. 自动车间距控制:ATO可以通过与前方列车的通信和控制,自动调整车间距,确保列车之间的安全间隔。
它可以根据列车的速度、加速度和制动性能等因素,自动计算和控制车辆之间的距离,以避免碰撞和事故的发生。
3. 自动列车运营管理:ATO可以自动管理列车的运营,包括
车辆的开关门控制、站台对接和乘客信息的显示等。
它可以根据乘客的需求和站台情况,自动控制车门的开关和列车的对接,以确保乘客的安全和便利。
4. 自动列车故障诊断:ATO可以监测列车的状态和性能,并
通过故障诊断系统及时检测和报告列车的故障情况。
它可以自动分析故障原因,并提供故障处理建议,以减少列车故障对运营的影响。
总之,ATO的功能是实现列车的自动化驾驶和运营管理,以提高列车运行的安全性、可靠性和效率。
它可以减少人为驾驶错误和操作失误,提高列车运行的精确性和准时性,同时也为乘客提供更加舒适和便利的出行体验。
2城际ATO系统需求分析2.1.城际铁路ATO功能需求分析根据上文城市轨道交通ATO系统提及的功能,下文主要进行城际线ATO 的功能需求分析。
(1)列车自动驾驶功能本文提及的城际线最高运行速度为200km/h,线路长度一般在100km左右。
和城市轨道交通类似,城际轨道交通也存在客流量巨大,站站停车的情况,这就要求列车频繁地进行启动、加速、制动、减速等操作,同时还需要满足准点、舒适、节能运行,这些对驾驶要求极高,使司机承受很大的体力、精神压力。
因此完全有必要研发城际线列车自动驾驶系统,取代司机驾驶列车运行,一方面减轻司机工作压力,同时也提升列车运营能力。
可通过对增加ATO车载设备,同时在CTC S-2列控系统地面应答器组内增加相关线路数据报文,实现列车自动驾驶功能。
(2)列车精确停车功能城际铁路站台上也设有屏蔽门,因此,列车驾驶必须要实现精确停车。
城际铁路站间距离短,运量大,频繁起停车,仅靠司机人工驾驶很难保证精确停车。
因此,ATO系统的精确停车功能显得极其重要可以在车站股道内适当距离进行应答器布置,提高ATP系统的测距精度,提升对停车点的控制精度,实现列车精确停车功能。
(3)列车车门管理功能和地铁类似,城际铁路车运行控制系统具有车门监控功能。
通过ATP 和ATO系统与车辆系统的联动,对车门实现安全控制。
列车车门管理功能应在ATP的监控之下实现,通过ATO子系统请求指令控制车门打开。
2.2. ATO系统定义列车自动驾驶子系统ATO ( Automatic Train Operation )是ATC系统的重要子系统,它完成列车的自动调速包括牵引、巡航、惰性、制动、停车以及车门开关的控制功能,实现正线、折返线以及出入段(场)线运行的自动控制,实现区间运行时分的调整控制。
ATO系统按照系统设定的运行曲线,根据ATS系统的指令选择最佳运行工况,确保列车按运行图运行,实现列车运行自动调整和节能控制。
ATO系统功能依靠ATO系统自身及信号各子系统协调共同完成。
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,由列车自动控制系统(Automatic Train Control,简称ATC)组成。
ATC系统共分三个子系统,分别是列车自动行车监控系统(ATS)、列车自动运行系统(ATO)、列车自动防护子系统(ATP),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。
其中ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。
ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控,实现以下基本功能。
1.通过ATS车站设备,能够采集轨道旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。
2.根据联锁表、计划运行图及列车位置,自动生成输出进路控制命令,传送至车站联锁设备,设置列车进路、控制列车停站时分。
3.列车识别跟踪、传递和显示功能。
系统能自动完成正线区段内列车识别号(服务号、目的地号、车体号)跟踪,列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改,也可由列车经车—地通信向ATS发送识别号等信息。
4.列车计划与实际运行图的比较和计算机辅助调度功能。
能根据列车运行实际的偏离情况,自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分,控制发车时间。
5.ATS中央故障情况下的降级处理,由调度员人工介入设置进路,对列车运行进行调整,由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制,由车站人工进行进路控制。
6.通过显示终端,能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视,能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。
在轨道交通调度指挥中心,整个大屏显示系统以ATS列车自动监控系统为主要人机界面,其全局信号显示方式经历了三个阶段。
第一阶段,传统的马赛克表盘显示方式,操作困难,显示不够灵活;第二阶段,计算机显示终端显示方式,往往因为分辨率不够导致无法完整显示整个系统;第三阶段,大屏可视化系统显示方式,可满足超大分辨率图像的高速显示。
ATO子系统基本原理ATO子系统(以下称为ATO系统)主要用实现“地对车控制”,即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制,包括列车自动折返,根据控制中心指令自动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动,送出车门和屏蔽门同步开关信号,使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运行。
一、ATO系统基本概念ATO为非故障一安全系统,其控制列车自动运行,主要目的是模拟最佳司机的驾驶,实现正常情况下高质量的自动驾驶,提高列车运行效率,提高列车运行的舒适度,节省能源。
ATP系统是城市轨道交通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。
ATO系统采用的基本功能模块与ATP系统相同。
和ATP系统一样,ATO也载有有关轨道布置和坡度的所有资料,以便能优化列车控制指冷。
ATO还装有一个双向的通信系统,使列车能够直接与车站内的人TS系统接口,保证实现最佳的运行图控制。
当列车处在自动驾驶模式下,车载ATO运用牵引和制动控制,实现列车自动运行。
二、ATO系统的组成虽然各公司的ATO系统结构不尽相同,但ATO系统的基本组成是共同的。
ATO系统都由轨旁设备和车载设备组成。
ATO轨旁设备通常兼用ATP轨旁设备,接收与列车自动运行有关的信息。
ATO车载设备由设在列车每一端司机室内的ATO控制器(包括司机控制台)及安装在列车每一端司机室车体下的两个ATO 接收天线和两个ATO发送天线组成,还包括ATO附件,这些附件用于速度测量、定位和司机接口。
ATO车载设备通常和ATP车载设备安装在一个机架内。
ATO具有一个双向通信系统,通过车载ATO天线和地面ATO 环线允许列车直接与车站内的ATS连接,可以实现最佳的运营控制,完成下列ATO功能:程序停车、运行图和时刻表调整、轨旁/列车数据交换、目的地和进路控制功能。
ATO还具有定位停车系统,为列车提供精确的位置信息。
包括车底部的标志线圈和对位天线,以及每个车站ATC设备室内的车站停车模块和沿每个站台设置的一组地面标志线圈。
ATO是一种基于控制系统的列车自动驾驶技术,它通过使用先进的传感器、控制器和计算机程序来自动控制列车的运行,从而实现自动化驾驶。
ATO的主要功能包括以下三个方面:
1.自动驾驶:ATO可以使列车在既定路径上自动运行,包括根据预先设定的速度和路线行驶,以及根据路况和周围环境的变化进行调整。
ATO能够自动控制列车的加速、减速和制动,以确保列车在既定时间内安全、准确地到达目的地。
2.自动折返:ATO可以在列车到达终点站时自动控制列车进行折返,以便继续向相反方向行驶。
自动折返功能可以减少人工操作的时间和误差,提高列车的运行效率和安全性。
3.自动停车:ATO可以控制列车在指定的车站或区域自动停车,并确保列车停靠的位置与停车点精确对齐。
自动停车功能可以大大减少人工操作的困难和误差,提高列车的准确性和安全性。
城市轨道交通CBTC系统中车载ATO子系统的概述摘要:目前,我国城市轨道交通的速度和运营密度不断提高,在城市轨道交通系统的高效率、高密度要求下,列车自动控制是必不可少的。
列车自动运行(驾驶)系统ATO ( Automatic Train Operation )能自动完成驾驶列车的任务,根据OCC 的调整命令并考虑所有最严格的速度限制,向车辆发送牵引和制动命令。
ATO子系统可以平稳的驾驶列车以确保乘客的舒适度。
关键字:列车自动驾驶;CBTC ;ATOCBTC信号系统的关键是实现高层列车自动驾驶的系统功能,ATO利用先进的计算机技术计算列车运行过程并控制列车自动驾驶,不仅能做到降低驾驶人员的工作强度、提升旅客乘车的舒适性,还能有效地提高列车运行效率并节约能耗。
1、ATO子系统的构成从硬件来看,ATP/ATO系统是一个整体,无明显的硬件划分,软件安装在车载CC机架的CMP板内,CMP板上有两个不同的CPU子模块:一个用于安全软件应用,主要用于ATP软件应用;一个用于非安全软件应用,包括ATO。
构成ATO系统的四大模块:监控模块:处理乘客和司机可直接看见的所有功能:车门开/关、ATS信息管理、时间管理;定位模块:可安全定位轨道上的列车;时间调整模块:参考列车位置,时间调节模块可计算出最佳速度和加速度模式,从而可在最大限度节能的同时按时到站;驾驶模块:建立发送给车辆的ATO命令。
通过这四大模块,ATO功能能确保:预计与轨道设备有关的安全限制点:减速、阻挡信号、限速区段、车档等;根据列车目标请求、行驶和制动性能及其他相关列车特性进行与计算速度曲线相关的速度控制。
2、ATO自动驾驶列车自动驾驶是ATO的主要功能,ATO生成速度控制命令并发送到列车的牵引和制动系统,此功能可以确保:根据列车目标请求、牵引和制动性能及其他相关列车特性进行与计算速度曲线相关的速度控制,通过速度控制以免列车超速和超能;在车站精确平稳停车;根据列车前方的安全约束点控制列车运行。