第06章列车自动驾驶(ATO)系统.ppt

第6章列车自动驾驶(ATO)系统
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。
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。
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。
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。
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。
基本控制功能及原理

列车自动驾驶控制功能,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。
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
。
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;当列车收到站台标志器送来的校正信息时,即转入停车模式,产生第四制动模式曲线,列车再次缓解制动控制。经多次制动、缓解控制,确保列车定位停车的精度控制在规定的范围之内,当车载定位天线与地面定位天线对齐时,立即实施全常用制动,将车停住。