第06章 列车自动驾驶(ATO)系统.ppt

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1、第6章列车自动驾驶（ATO）系统6.1ATO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AT

2、S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。6.2ATO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

3、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

4、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。6.3ATO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。6.3.1基本控制功能及原理1．列车自动驾驶控制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

5、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，可使停军位置的误差降到0.5m以下。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，

6、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

7、，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。3)车站自动发车在列车自动驾驶模式下，当发车安全条件符合时（如关闭了车门等），ATO系统给出启动显示，司机按下启动按钮，ATO系统使列车从制动停车状态转为驱动状态。停车制动将被缓解，然后列车加速。ATO通过预设的数据提供牵引控制，该牵引控制可使列车平稳加速。4)区间临时停车如区间内列车运行前方有事故或车，由ATP系统给出目标点位置及制动曲线，并将数据传送给ATO系统车载单元，ATO系统得到目标速度为“0”的速度信息后自动启动列车制动器，使列车临时停在目