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1、第26卷第3期北方交通大学学报Vol.26No.32002年6月JOURNALOFNORTHERNJIAOTONGUNIVERSITYJun.2002文章编号:100021506(2002)0320036204地铁列车自动驾驶系统分析与设计黄良骥,唐涛(北方交通大学电子信息工程学院,北京100044)摘要:对地铁列车自动驾驶系统进行分析,并对列车自动驾驶系统的车载设备进行设计.关键词:列车自动控制系统;列车自动驾驶系统;自动控制中图分类号:U284.48文献标识码:BSystemAnalysisandDesignofAutomaticTrainOperationon
2、MetroHUANGLiang-ji,TANGTao(CollegeofElectronicsandInformationEngineering,NorthernJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Inthispaper,theexistingmetroAutomaticTrainOperation(ATO)systemshavebeenanalyzedinChinaandthedesignofanonboardATOsystemisproposed.Keywords:AutomaticTrainContr
3、ol(ATC);AutomaticTrainOperation(ATO);AutomaticCon2trol对于城市轨道交通系统高效率高密度的要求来说,列车自动控制系统(ATC)是必不可少的.ATC系统包括:列车超速防护子系统(ATP:AutomaticTrainProtection)、列车自动驾驶子系统(ATO:AutomaticTrainOperation)、列车自动监控子系统(ATS:AutomaticTrainSupervision).ATS子系统可以实现对列车运行的监督和控制,辅助行车调度人员对全线列车运行进行管理.ATP子系统则根据地面传递的信息计算出列
4、车运行的允许安全速度,保证列车间隔,实现超速防护.ATO子系统根据ATS提供的信息,在ATP正常工作的基础上,实现最优驾驶,提高舒适度、降低能耗、减少磨损.国外已研制了适用于高密度城市轨道交通的列车自动驾驶系统,并在城市轨道交通系统中广泛应用.我国在此项技术上研究较少,20世纪80年代以来,北京地铁、上海地铁、广州地铁均以巨额代价引进了国外的设备,近年来,为缓解市内交通紧张、减少空气污染发挥巨大作用.地铁的发展建设受到国家及各大中城市的普遍重视,许多城市的地铁正在设计建设,为降低地铁投资,迫切需要国内研究具有自主产权的适于城市轨道交通的列车自动驾驶设备.1ATO系统
5、分析[1,2]1.1ATO工作原理ATO子系统能保证运行时间与定点停车,还能提高运行效率,提高舒适度,减少能耗.但作为ATC的一个子系统,它的功能是要依靠ATC各子系统协调工作共同完成的,缺少ATP与ATS子系统,ATO将无法正常工作.从运行中所起作用来说,ATO主要实现驾驶列车的功能,能进行车速的正常调整,给旅客传送信息,进行车门的开关作业,但这只是执行操作命令,不能确保安全,这就需要ATP来进行防护.ATP起监督功收稿日期:2001209218作者简介:黄良骥(1978—),男,广东普宁人,硕士生.email:hliangji@263.net第3期黄良骥等:地铁
6、列车自动驾驶系统分析与设计37能,对不符合安全的情况给予防护,保证列车不超速,车门不误动.由此可见ATP系统是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.在任何时候,只要ATP系统正常的话,就应让其执行防护工作,以确保行车安全.如图1,从ATP与ATO两子系统的三条制动曲线,也可明显地图1三种制动曲线看出:ATP主要负责“超速防护”,起保障安全的作用,ATO主要负责正常情况下的列车高质量地运行.其中,曲线1表示列车的紧急制动曲线,由ATP系统计算及监督.曲线2表示由ATP系统计算,在驾驶室显示出来的最大允许
7、速度,它略低于紧急制动曲线.当列车速度达到曲线2,应给出告警.曲线3是由ATO系统动态计算的制动曲线,也即正常运行情况下的停车制动曲线.由于地铁列车的运行密度越来越大,安全性要求越来越高,所以要求有ATS系统,以使列车按照设计好的时刻表准确有序地运行,并监视列车运行状态实现智能调度.ATS设在地铁线路中较大的车站,控制中心与各站连锁设备间的联系由遥控系统来完成.ATO从ATS处得到列车运行任务命令,信息是与地面线路信息一起组成报文,通过轨道电路传送,由车载ATP统一接收.ATP将处理过后的对ATO有用的信息传给ATO,并显示相关信息,且不断地监视ATO的工作.A
