地铁列车自动驾驶(ATO)系统信号控制策略优化

1

作者 张国浩 《人民公交》 2024年第16期186-188,共3页

地铁列车的运行中高度依赖于ATO(列车自动驾驶系统),该系统在支持及作用下,能够实现地铁列车的自动控制、自动驾驶及车门控制。作为地铁交通信号系统的重要组成部分,ATO系统的信号控制直接关系到地铁列车自动驾驶的智能性、高效性和安全... 地铁列车的运行中高度依赖于ATO(列车自动驾驶系统),该系统在支持及作用下,能够实现地铁列车的自动控制、自动驾驶及车门控制。作为地铁交通信号系统的重要组成部分,ATO系统的信号控制直接关系到地铁列车自动驾驶的智能性、高效性和安全性,因此,对ATO系统信号控制进行深入研究与优化至关重要。在地铁ATO系统信号控制中,应高度关注自动驾驶、精确停车、自动发车及无人折返这四大关键场景,以充分发挥ATO系统的主要功能。 展开更多

关键词 地铁列车 ato系统 自动驾驶 信号控制

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城市轨道交通CBTC关键技术——列车自动驾驶(ATO)子系统 被引量：6

2

作者 徐杰 郜洪民 张楚潘 《现代城市轨道交通》 2012年第1期1-3,7,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 基于通信的列车控制 列车自动驾驶子系统(ato) 紧凑型PCI

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基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略 被引量：15

3

作者 王龙生 徐洪泽 +1 位作者 张梦楠 段宏伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期53-60,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 列车自动驾驶ato 模型预测控制 分段仿射系统 混合系统

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列车自动驾驶调速系统自适应模糊控制 被引量：12

4

作者 董海荣 高冰 宁滨 《动力学与控制学报》 2010年第1期87-91,共5页

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,... 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. 展开更多

关键词 列车自动驾驶(ato)系统 调速制动 变论域收缩因子

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基于MATLAB的磁浮列车自动驾驶控制系统的仿真 被引量：10

5

作者 杨光 唐祯敏 《铁路计算机应用》 2007年第6期49-51,共3页

论述一种基于MATLAB的SIMULINK工具箱的磁浮列车自动驾驶控制系统的仿真方法。分别建立磁浮列车自动驾驶控制系统的模型,对其进行仿真分析。分析结果表明这种方法的优越性。

关键词 磁浮列车 自动驾驶系统(ato) MATLAB 仿真

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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 被引量：2

6

作者 王锡奎 黄克勇 李亚楠 《铁路计算机应用》 2023年第10期1-6,共6页

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 Trai... 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。 展开更多

关键词 比例微分积分(PID) 迭代学习控制(ILC) 列车自动驾驶(ato) 曲线跟踪算法 跟踪误差

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城际铁路列车自动驾驶速度控制算法优化方案 被引量：3

7

作者 刘仲龙 《铁道通信信号》 2023年第4期27-31,共5页

对城际铁路CTCS2+ATO车载设备运用初期偶发停车“出窗”问题进行详细分析,总结对停车精度的影响因素;针对列车制动性能波动和车站坡度对列车精确停车的影响,提出改进的速度自动控制算法。通过车站坡度补偿计算列车惰行减速度,对制动工... 对城际铁路CTCS2+ATO车载设备运用初期偶发停车“出窗”问题进行详细分析,总结对停车精度的影响因素;针对列车制动性能波动和车站坡度对列车精确停车的影响,提出改进的速度自动控制算法。通过车站坡度补偿计算列车惰行减速度,对制动工况下的列车制动力进行在线学习,进而调整施加和缓解制动力的时机,实现停车制动距离的动态调整。车站坡度补偿优化方案已在现场应用,解决了由于坡度造成的停车出窗问题;制动力在线学习方案已通过实验室验证,后续需通过现场试验进一步验证其改进效果。 展开更多

关键词 城际铁路 CTCS2+ato车载设备 速度自动控制 精确停车 列车自动驾驶

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列车自动驾驶系统的滑模PID组合控制 被引量：23

8

作者 杨艳飞 崔科 吕新军 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期61-67,共7页

停车精度高、舒适平稳、响应速度快是衡量列车自动驾驶系统控制性能的重要指标。本文针对城市轨道列车模型具体参数未知,因设备老化及环境变化造成的列车性能变化,及存在外界干扰等问题,设计了基于曲线跟踪的滑模PID组合控制器。基于滑... 停车精度高、舒适平稳、响应速度快是衡量列车自动驾驶系统控制性能的重要指标。本文针对城市轨道列车模型具体参数未知,因设备老化及环境变化造成的列车性能变化,及存在外界干扰等问题,设计了基于曲线跟踪的滑模PID组合控制器。基于滑模控制技术,该控制器能驱动列车运行状态,使其达到事先指定的滑动超平面,使得列车能够跟踪理想目标运行曲线,完成站间运行并精确停车。系统仿真研究及实际应用表明,滑模PID组合控制渐近稳定,且对列车系统参数不确定性和外界干扰具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 (ato) 城市轨道列车 滑模控制 PID控制

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城市轨道交通列车自动驾驶各阶段速度控制算法的研究 被引量：6

9

作者 徐杰 郜洪民 孟军 《铁路计算机应用》 2012年第11期50-53,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 列车自动驾驶子系统(ato) 速度离散化PID控制 能量守恒 运行指标

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基于TAG定位的列车自动驾驶系统应用研究

10

作者 王鹏 陈志强 +1 位作者 葛鹭明 李玲玉 《铁路通信信号工程技术》 2019年第11期17-21,共5页

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。

关键词 列车自动驾驶(ato) 电子信标(TAG) 列车定位

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城轨列车自动驾驶广义预测控制器的算法研究 被引量：5

11

作者 赵文天 郜春海 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第21期259-264,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 列车自动驾驶系统(ato) 城市轨道交通 广义预测控制器 超调抑制 输入约束 平滑目标曲线

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列车自动驾驶的仿真实现 被引量：9

12

作者 黄志平 康熊 周忠良 《铁道机车车辆》 2001年第6期3-7,共5页

针对ATO实现的难点,提出了一种ATO的解决方案,并在牵规电算软件的基础上编程,仿真列车运行的过程,实现了列车的自动驾驶。通过与实际案例的对比分析,证明了该方案的可行性,对进一步研究ATO技术有现实意义。

关键词 列车自动驾驶 人工智能 预测控制 仿真 ato 模型 行车规则 自动控制 列车运行自动化

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基于模糊预测控制的城轨列车自动驾驶 被引量：2

13

作者 何坤 肖壮 +1 位作者 朱宇清 毛畅海 《现代计算机（中旬刊）》 2017年第12期28-34,共7页

为了满足城市轨道交通对安全、高效、舒适日益增长的需求,研究能有效提升列车运行的安全性、追踪性、准点性、停车精确性、旅客的舒适性和节能性等性能指标的列车自动驾驶技术。首先针对列车自动驾驶的6个性能指标建立对应的模糊隶属度... 为了满足城市轨道交通对安全、高效、舒适日益增长的需求,研究能有效提升列车运行的安全性、追踪性、准点性、停车精确性、旅客的舒适性和节能性等性能指标的列车自动驾驶技术。首先针对列车自动驾驶的6个性能指标建立对应的模糊隶属度函数,然后总结城轨列车的人工驾驶策略,在此基础上,建立相应的模糊控制规则。以基于惰行节能优化算法生成的优化曲线为跟踪目标,采用模糊预测控制算法能够有效跟踪目标速度,实现城轨列车的自动驾驶。 展开更多

关键词 城轨列车 自动驾驶系统ato 模糊预测控制 隶属度函数

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高速铁路自动驾驶系统方案设计研究 被引量：7

14

作者 李一楠 郑理华 徐效宁 《铁道运输与经济》 北大核心 2018年第10期56-60,共5页

在高速铁路技术中,列车运行控制系统是核心装备,是我国高速铁路行车运行的重要安全保障装备。针对铁路运输需求的日益增长,高速铁路需要一种更高效和自动化的系统支持,而高速铁路列车自动驾驶(ATO)系统是一种融合了高速铁路和城市轨道... 在高速铁路技术中,列车运行控制系统是核心装备,是我国高速铁路行车运行的重要安全保障装备。针对铁路运输需求的日益增长,高速铁路需要一种更高效和自动化的系统支持,而高速铁路列车自动驾驶(ATO)系统是一种融合了高速铁路和城市轨道交通各自特点的控制系统,在具备安全性保障的前提下,能够利用自动化控制技术提高运输效率,提高自动化程度。对高速铁路ATO系统的方案进行设计研究,分析系统功能和系统应用情况,为高速铁路自动驾驶技术研究提供支持。 展开更多

关键词 高速铁路 列控系统 列车自动驾驶 CTCS2+ato CTCS3+ato

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地铁列车运行视景系统与ATO仿真模块的接口实现

15

作者 郭彦宏 郑杰良 《铁路计算机应用》 2018年第1期64-67,共4页

提出一种基于微软模拟列车(MSTS)平台的地铁列车运行视景系统,介绍了视景系统的工作流程,实现了视景系统和列车自动驾驶子系统(ATO)仿真模块的接口,利用接口实现了ATO仿真模块对视景系统地铁列车客户端运行的跟踪控制,为今后在视景系统... 提出一种基于微软模拟列车(MSTS)平台的地铁列车运行视景系统,介绍了视景系统的工作流程,实现了视景系统和列车自动驾驶子系统(ATO)仿真模块的接口,利用接口实现了ATO仿真模块对视景系统地铁列车客户端运行的跟踪控制,为今后在视景系统中对ATO进行的相关测试和研究提供了可能,同时也为城市轨道交通的相关研究提供了新思路。 展开更多

关键词 视景系统 微软模拟列车 列车自动驾驶子系统 仿真

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干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的方案研究 被引量：21

16

作者 徐效宁 李一楠 +1 位作者 刘磊 刘德超 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2017年第7期78-83,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 干线铁路 列控系统 列车自动驾驶(ato) CTCS2+ato

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ETCS系统应用ATO技术发展综述 被引量：22

17

作者 徐效宁 宋志丹 +2 位作者 易海旺 汪洋 倪一丹 《铁道标准设计》 北大核心 2018年第8期148-152,共5页

为提高干线铁路的运输效率和能力,欧洲铁路部门开始研究欧洲列控系统(ETCS)应用自动驾驶(ATO)的可行性。通过分析ETCS系统应用自动驾驶(ATO over ETCS)的研究背景和过程,阐述系统架构、工作原理、自动驾驶的功能需求以及系统规范的架构... 为提高干线铁路的运输效率和能力,欧洲铁路部门开始研究欧洲列控系统(ETCS)应用自动驾驶(ATO)的可行性。通过分析ETCS系统应用自动驾驶(ATO over ETCS)的研究背景和过程,阐述系统架构、工作原理、自动驾驶的功能需求以及系统规范的架构体系。同时介绍即将投入运营的ETCS系统应用自动驾驶实例,并分析它们的结构和基本原理。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 干线铁路 欧洲列车控制系统 ETCS应用ato 自动化等级

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面向高速铁路的全自动运行系统应用 被引量：3

18

作者 龙时丹 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期92-97,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 高速铁路 全自动运行(FAO) 列车自动驾驶(ato) 自动化等级(GOA) 中国列车运行控制系统(CTCS)

原文传递

智能高速铁路ATO列车计划传输方案研究 被引量：3

19

作者 高峰 桂乐琴 +2 位作者 宋鹏飞 许伟 王涛 《铁道运输与经济》 北大核心 2020年第8期20-24,32,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 智能高速铁路 ato列车计划 自动驾驶 CTC系统 信息传输

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高速铁路CTCS3+ATO系统优化方案研究 被引量：2

20

作者 何志彬 程林芳 +1 位作者 易海旺 汪洋 《铁道运输与经济》 北大核心 2021年第4期80-85,共6页

随着我国高速铁路网逐年扩大,对于自动驾驶的需求不断增加,为满足高速铁路高速度、高密度跨线运营需求,实现装备智能化,阐述高速铁路CTCS3+ATO系统结构及设备功能,分析高速铁路CTCS3+ATO系统需求,考虑到城际铁路CTCS2+ATO系统及高速铁路... 随着我国高速铁路网逐年扩大,对于自动驾驶的需求不断增加,为满足高速铁路高速度、高密度跨线运营需求,实现装备智能化,阐述高速铁路CTCS3+ATO系统结构及设备功能,分析高速铁路CTCS3+ATO系统需求,考虑到城际铁路CTCS2+ATO系统及高速铁路CTCS3+ATO系统实际运用情况,结合CTCS3+ATO系统技术特点,提出升级列车定位技术、改变区间闭塞制式、立即折返作业自动化、实现全自动无人驾驶等高速铁路CTCS3+ATO系统优化方案。该方案的实施及应用有助于在保障列车运行安全的前提下,提高自动化运行程度及运输效率。 展开更多

关键词 高速铁路 CTCS3+ato 列车自动驾驶 系统优化 自动驾驶等级

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