列车自动驾驶(ato)系统精要.ppt

信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 1第6章列车自动驾驶( ATO )系统信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 2 信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 3 ATO 系统的基本概念 ATO 系统为非故障一安全系统。系统主要目的是模拟最佳的司机驾驶,实现高质量的自动驾驶,控制列车自动运行,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。 ATO 系统接收前车信息、目标距离、轨道信息、坡度信息以及控制中心指令等所有信息,车载计算机对信息进行处理,以优化列车的控制。 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 ATS 系统接口,保证实现最佳的运行图控制。当列车处于自动驾驶模式时,车载 ATO 运用牵引和制动控制,实现列车的自动运行。信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 4 ATO 系统的设备组成 ATO 系统主要由轨旁设备和车载设备两部分组成。 ATO 系统轨旁设备通常兼用 ATP 轨旁设备, 接收与列车自动运行有关的信息。 ATO 系统车载设备由设在列车每一驾驶室内的 ATO 控制器(包括司机控制台)及安装在驾驶室车体下的两个 ATO 接收天线和两个 ATO 发送天线组成, 还包括一些其他 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柜内,车载单元采用非故障一安全的一取一配置方式。信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 5 ATO 系统具有一个地车双向通信系统,通过车载 ATO 天线和地面 ATO 环线, 使列车经控制中心与车站的 ATS 系统连接,接受控制命令(如列车的运行调整、目的地的变更命令等),实现列车的最佳运营控制,完成程序停车、运行图和时刻表调整、轨旁/列车数据交换、目的地和进路控制等 ATO 功能。 ATO 车载通信系统在所有驾驶模式中处于活动状态,向轨旁设备传输信息。信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 6 ATO 系统具有精确定位停车系统, 这个系统为列车提供精确的位置信息, 使列车实现精确停车。精确定位停车系统包括车底部的标志线圈和对位天线, 以及沿每个车站站台设置的一组地面标志线圈。 ATO 系统需要实现自动向列车内作目的地及其线路信息广播,并向车内显示屏提供车站信息。所以 ATO 系统设备还包括列车广播系统设备、车厢信息显示设备,以及提供车站标识和车站停车状态信息的 ATO 车辆报告系统设备等。信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 7 ATO 系统的功能及其工作原理 ATO 系统的功能分为基本控制功能和服务功能。基本控制功能包括:列车自动驾驶、自动折返和车门控制三个功能。其他辅助功能包括:列车定位修正、巡航/惰行、列车识别(PTI) 支持功能等。信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 8 基本控制功能及原理 ,就是实现列车自动驾驶模式下的列车启动、加速、制动,车站发车、定位停车,区间限速、临时停车和车门、屏蔽门开启的自动控制。 1)自动调整列车运行速度在列车自动驾驶模式下, ATO 车载控制器通过比较实际列车运行速度及 ATP 给出的最大允许速度及目标速度,并根据线路的情况,自动控制列车的牵引及制动,使列车在区间内的每个区段始终控制速度运行,并尽可能减少牵引、惰行和制动之间的转换。信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 9 2)定位停车点的目标制动在列车自动驾驶模式下,以车站停车点作为目标点,当停车特征被启动后, ATO 系统基于列车速度、预先决定的制动率和距停止点的距离计算出一个制动曲线,并采用最合适的减速度(制动率) 使列车准确、平稳地停在规定的停车点。与列车定位系统相配合,可使停军位置的误差降到 以下。信号与通信概论第6章列车自动驾驶系统 10 车站定点停车是靠一组地面标志线圈(或称标志器) 提供至停车点的距离信息,标志线圈(也是应答器) 设置的多少可视定位停车精度而异,一般为 3~4个, 图 6-3 为地面停车标志器布置示意图。当列车正向运行经过第一个标志线圈时,列车接收停车标志信息,启动定点停车程序,产生第一制动模式曲线,按此制动曲线停车,列车离定位停车点较远;当列车驶抵中间标志器时,产生第二制动模式曲线,并对第一阶段制动进行缓解控制,以使列车离停车点更近;当列车收到内方标志器传来的停车信息时,产生第三制动模式曲线,列车再次进行缓解控制,使列车离定位停车点的距离更近;当列车收