第06章 列車(chē)自動(dòng)駕駛(ATO)系統(tǒng)

1、 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)1第6章列車(chē)自動(dòng)駕駛（ATO）系統(tǒng) 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)2 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)36.1 ATO系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本概念 ATO系統(tǒng)為非故障一安全系統(tǒng)。系統(tǒng)主要目的是系統(tǒng)為非故障一安全系統(tǒng)。系統(tǒng)主要目的是模擬最佳的司機(jī)駕駛，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的自動(dòng)駕駛，控制模擬最佳的司機(jī)駕駛，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的自動(dòng)駕駛，控制列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行，提高列車(chē)運(yùn)行效率，提高列車(chē)運(yùn)行的列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行，提高列車(chē)運(yùn)行效率，提高列車(chē)運(yùn)行的舒適度，節(jié)省能源。舒適度，節(jié)省能源。 ATP系統(tǒng)是城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行時(shí)必不可少的安系統(tǒng)是

2、城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行時(shí)必不可少的安全保障，全保障，ATO系統(tǒng)則是提高城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行水系統(tǒng)則是提高城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行水平（準(zhǔn)點(diǎn)、平穩(wěn)、節(jié)能）的技術(shù)措施。平（準(zhǔn)點(diǎn)、平穩(wěn)、節(jié)能）的技術(shù)措施。 ATO系統(tǒng)采用的基本功能模塊與系統(tǒng)采用的基本功能模塊與ATP系統(tǒng)相同。系統(tǒng)相同。ATO系統(tǒng)接收前車(chē)信息、目標(biāo)距離、軌道信息、坡度系統(tǒng)接收前車(chē)信息、目標(biāo)距離、軌道信息、坡度信息以及控制中心指令等所有信息，車(chē)載計(jì)算機(jī)對(duì)信信息以及控制中心指令等所有信息，車(chē)載計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行處理，以?xún)?yōu)化列車(chē)的控制。息進(jìn)行處理，以?xún)?yōu)化列車(chē)的控制。ATO還裝有一個(gè)雙還裝有一個(gè)雙向的通信系統(tǒng)，使列車(chē)能夠直接與車(chē)站內(nèi)的向的通信系統(tǒng)，使

3、列車(chē)能夠直接與車(chē)站內(nèi)的ATS系統(tǒng)系統(tǒng)接口，保證實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行圖控制。接口，保證實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行圖控制。 當(dāng)列車(chē)處于自動(dòng)駕駛模式時(shí)，車(chē)載當(dāng)列車(chē)處于自動(dòng)駕駛模式時(shí)，車(chē)載ATO運(yùn)用牽引運(yùn)用牽引和制動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)列車(chē)的自動(dòng)運(yùn)行。和制動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)列車(chē)的自動(dòng)運(yùn)行。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)46.2 ATO系統(tǒng)的設(shè)備組成系統(tǒng)的設(shè)備組成 ATO系統(tǒng)主要由軌旁設(shè)備和車(chē)載設(shè)備兩部系統(tǒng)主要由軌旁設(shè)備和車(chē)載設(shè)備兩部分組成。分組成。 ATO系統(tǒng)軌旁設(shè)備通常兼用系統(tǒng)軌旁設(shè)備通常兼用ATP軌旁設(shè)備，軌旁設(shè)備，接收與列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行有關(guān)的信息。接收與列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行有關(guān)的信息。ATO系統(tǒng)車(chē)系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備由設(shè)在列

4、車(chē)每一駕駛室內(nèi)的載設(shè)備由設(shè)在列車(chē)每一駕駛室內(nèi)的ATO控制器控制器（包括司機(jī)控制臺(tái)）及安裝在駕駛室車(chē)體下的（包括司機(jī)控制臺(tái)）及安裝在駕駛室車(chē)體下的兩個(gè)兩個(gè)ATO接收天線和兩個(gè)接收天線和兩個(gè)ATO發(fā)送天線組成，發(fā)送天線組成，還包括一些其他還包括一些其他ATO附件，這些附件用于速度附件，這些附件用于速度測(cè)量、定位和司機(jī)接口。測(cè)量、定位和司機(jī)接口。ATO車(chē)載設(shè)備通常和車(chē)載設(shè)備通常和ATP車(chē)載設(shè)備安裝在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，車(chē)載單元采車(chē)載設(shè)備安裝在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，車(chē)載單元采用非故障一安全的一取一配置方式。用非故障一安全的一取一配置方式。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)5 ATO系統(tǒng)具有一個(gè)地車(chē)雙

5、向通信系系統(tǒng)具有一個(gè)地車(chē)雙向通信系統(tǒng)，通過(guò)車(chē)載統(tǒng)，通過(guò)車(chē)載ATO天線和地面天線和地面ATO環(huán)線，環(huán)線，使列車(chē)經(jīng)控制中心與車(chē)站的使列車(chē)經(jīng)控制中心與車(chē)站的ATS系統(tǒng)連系統(tǒng)連接，接受控制命令（如列車(chē)的運(yùn)行調(diào)整、接，接受控制命令（如列車(chē)的運(yùn)行調(diào)整、目的地的變更命令等），實(shí)現(xiàn)列車(chē)的最目的地的變更命令等），實(shí)現(xiàn)列車(chē)的最佳運(yùn)營(yíng)控制，完成程序停車(chē)、運(yùn)行圖和佳運(yùn)營(yíng)控制，完成程序停車(chē)、運(yùn)行圖和時(shí)刻表調(diào)整、軌旁列車(chē)數(shù)據(jù)交換、目時(shí)刻表調(diào)整、軌旁列車(chē)數(shù)據(jù)交換、目的地和進(jìn)路控制等的地和進(jìn)路控制等ATO功能。功能。ATO車(chē)載車(chē)載通信系統(tǒng)在所有駕駛模式中通信系統(tǒng)在所有駕駛模式中處于活動(dòng)狀態(tài)，向軌旁設(shè)備傳輸信息。處于活動(dòng)狀態(tài)，

6、向軌旁設(shè)備傳輸信息。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)6 ATO系統(tǒng)具有精確定位停車(chē)系統(tǒng)，系統(tǒng)具有精確定位停車(chē)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)為列車(chē)提供精確的位置信息，這個(gè)系統(tǒng)為列車(chē)提供精確的位置信息，使列車(chē)實(shí)現(xiàn)精確停車(chē)。精確定位停車(chē)系使列車(chē)實(shí)現(xiàn)精確停車(chē)。精確定位停車(chē)系統(tǒng)包括車(chē)底部的標(biāo)志線圈和對(duì)位天線，統(tǒng)包括車(chē)底部的標(biāo)志線圈和對(duì)位天線，以及沿每個(gè)車(chē)站站臺(tái)設(shè)置的一組地面標(biāo)以及沿每個(gè)車(chē)站站臺(tái)設(shè)置的一組地面標(biāo)志線圈。志線圈。 ATO系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)向列車(chē)內(nèi)作系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)向列車(chē)內(nèi)作目的地及其線路信息廣播，并向車(chē)內(nèi)顯目的地及其線路信息廣播，并向車(chē)內(nèi)顯示屏提供車(chē)站信息。所以示屏提供車(chē)站信息。所以AT

7、O系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)設(shè)備還包括列車(chē)廣播系統(tǒng)設(shè)備、車(chē)廂信息顯還包括列車(chē)廣播系統(tǒng)設(shè)備、車(chē)廂信息顯示設(shè)備，以及提供車(chē)站標(biāo)識(shí)和車(chē)站停車(chē)示設(shè)備，以及提供車(chē)站標(biāo)識(shí)和車(chē)站停車(chē)狀態(tài)信息的狀態(tài)信息的ATO車(chē)輛報(bào)告系統(tǒng)設(shè)備等。車(chē)輛報(bào)告系統(tǒng)設(shè)備等。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)76.3 ATO系統(tǒng)的功能及其工作原理系統(tǒng)的功能及其工作原理 ATO系統(tǒng)的功能分為基本控制功能系統(tǒng)的功能分為基本控制功能和服務(wù)功能?；究刂乒δ馨ǎ毫熊?chē)和服務(wù)功能?；究刂乒δ馨ǎ毫熊?chē)自動(dòng)駕駛、自動(dòng)折返和車(chē)門(mén)控制三個(gè)功自動(dòng)駕駛、自動(dòng)折返和車(chē)門(mén)控制三個(gè)功能。其他輔助功能包括：列車(chē)定位修正、能。其他輔助功能包括：列車(chē)定位修正

8、、巡航惰行、列車(chē)識(shí)別巡航惰行、列車(chē)識(shí)別(PTI)支持功能等。支持功能等。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)86.3.1 基本控制功能及原理基本控制功能及原理 1列車(chē)自動(dòng)駕駛控制列車(chē)自動(dòng)駕駛控制 列車(chē)自動(dòng)駕駛控制功能，就是實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)駕列車(chē)自動(dòng)駕駛控制功能，就是實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)駕駛模式下的列車(chē)啟動(dòng)、加速、制動(dòng)，車(chē)站發(fā)車(chē)、定駛模式下的列車(chē)啟動(dòng)、加速、制動(dòng)，車(chē)站發(fā)車(chē)、定位停車(chē)，區(qū)間限速、臨時(shí)停車(chē)和車(chē)門(mén)、屏蔽門(mén)開(kāi)啟位停車(chē)，區(qū)間限速、臨時(shí)停車(chē)和車(chē)門(mén)、屏蔽門(mén)開(kāi)啟的自動(dòng)控制。的自動(dòng)控制。 1)自動(dòng)調(diào)整列車(chē)運(yùn)行速度自動(dòng)調(diào)整列車(chē)運(yùn)行速度 在列車(chē)自動(dòng)駕駛模式下，在列車(chē)自動(dòng)駕駛模式下，ATO車(chē)載控制

9、器通過(guò)車(chē)載控制器通過(guò)比較實(shí)際列車(chē)運(yùn)行速度及比較實(shí)際列車(chē)運(yùn)行速度及ATP給出的最大允許速度給出的最大允許速度及目標(biāo)速度，并根據(jù)線路的情況，自動(dòng)控制列車(chē)的及目標(biāo)速度，并根據(jù)線路的情況，自動(dòng)控制列車(chē)的牽引及制動(dòng)，使列車(chē)在區(qū)間內(nèi)的每個(gè)區(qū)段始終控制牽引及制動(dòng)，使列車(chē)在區(qū)間內(nèi)的每個(gè)區(qū)段始終控制速度運(yùn)行，并盡可能減少牽引、惰行和制動(dòng)之間的速度運(yùn)行，并盡可能減少牽引、惰行和制動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)92)定位停車(chē)點(diǎn)的目標(biāo)制動(dòng)定位停車(chē)點(diǎn)的目標(biāo)制動(dòng) 在列車(chē)自動(dòng)駕駛模式下，以車(chē)站停在列車(chē)自動(dòng)駕駛模式下，以車(chē)站停車(chē)點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)停車(chē)特征被啟動(dòng)后，車(chē)點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)停

10、車(chē)特征被啟動(dòng)后，ATO系統(tǒng)基于列車(chē)速度、預(yù)先決定的制系統(tǒng)基于列車(chē)速度、預(yù)先決定的制動(dòng)率和距停止點(diǎn)的距離計(jì)算出一個(gè)制動(dòng)動(dòng)率和距停止點(diǎn)的距離計(jì)算出一個(gè)制動(dòng)曲線，并采用最合適的減速度（制動(dòng)率）曲線，并采用最合適的減速度（制動(dòng)率）使列車(chē)準(zhǔn)確、平穩(wěn)地停在規(guī)定的停車(chē)點(diǎn)。使列車(chē)準(zhǔn)確、平穩(wěn)地停在規(guī)定的停車(chē)點(diǎn)。與列車(chē)定位系統(tǒng)相配合，可使與列車(chē)定位系統(tǒng)相配合，可使停軍位置的誤差降到停軍位置的誤差降到0.5m以下。以下。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)10 車(chē)站定點(diǎn)停車(chē)是靠一組地面標(biāo)志線圈（或稱(chēng)標(biāo)志車(chē)站定點(diǎn)停車(chē)是靠一組地面標(biāo)志線圈（或稱(chēng)標(biāo)志器）提供至停車(chē)點(diǎn)的距離信息，標(biāo)志線圈（也是應(yīng)答器）提供

11、至停車(chē)點(diǎn)的距離信息，標(biāo)志線圈（也是應(yīng)答器）設(shè)置的多少可視定位停車(chē)精度而異，一般為器）設(shè)置的多少可視定位停車(chē)精度而異，一般為34個(gè)，圖個(gè)，圖6-3為地面停車(chē)標(biāo)志器布置示意圖。當(dāng)列車(chē)正向?yàn)榈孛嫱＼?chē)標(biāo)志器布置示意圖。當(dāng)列車(chē)正向運(yùn)行經(jīng)過(guò)第一個(gè)標(biāo)志線圈時(shí)，列車(chē)接收停車(chē)標(biāo)志信息，運(yùn)行經(jīng)過(guò)第一個(gè)標(biāo)志線圈時(shí)，列車(chē)接收停車(chē)標(biāo)志信息，啟動(dòng)定點(diǎn)停車(chē)程序，產(chǎn)生第一制動(dòng)模式曲線，按此制啟動(dòng)定點(diǎn)停車(chē)程序，產(chǎn)生第一制動(dòng)模式曲線，按此制動(dòng)曲線停車(chē)，列車(chē)離定位停車(chē)點(diǎn)較遠(yuǎn)；當(dāng)列車(chē)駛抵中動(dòng)曲線停車(chē)，列車(chē)離定位停車(chē)點(diǎn)較遠(yuǎn)；當(dāng)列車(chē)駛抵中間標(biāo)志器時(shí)，產(chǎn)生第二制動(dòng)模式曲線，并對(duì)第一階段間標(biāo)志器時(shí)，產(chǎn)生第二制動(dòng)模式曲線，并對(duì)第一階段制動(dòng)進(jìn)行

12、緩解控制，以使列車(chē)離停車(chē)點(diǎn)更近；當(dāng)列車(chē)制動(dòng)進(jìn)行緩解控制，以使列車(chē)離停車(chē)點(diǎn)更近；當(dāng)列車(chē)收到內(nèi)方標(biāo)志器傳來(lái)的停車(chē)信息時(shí)，產(chǎn)生第三制動(dòng)模收到內(nèi)方標(biāo)志器傳來(lái)的停車(chē)信息時(shí)，產(chǎn)生第三制動(dòng)模式曲線，列車(chē)再次進(jìn)行緩解控制，使列車(chē)離定位停車(chē)式曲線，列車(chē)再次進(jìn)行緩解控制，使列車(chē)離定位停車(chē)點(diǎn)的距離更近；當(dāng)列車(chē)收到站臺(tái)標(biāo)志器送來(lái)的校正信點(diǎn)的距離更近；當(dāng)列車(chē)收到站臺(tái)標(biāo)志器送來(lái)的校正信息時(shí)，即轉(zhuǎn)入停車(chē)模式，產(chǎn)生第四制動(dòng)模式曲線，列息時(shí)，即轉(zhuǎn)入停車(chē)模式，產(chǎn)生第四制動(dòng)模式曲線，列車(chē)再次緩解制動(dòng)控制。經(jīng)多次制動(dòng)、緩解控制，確保車(chē)再次緩解制動(dòng)控制。經(jīng)多次制動(dòng)、緩解控制，確保列車(chē)定位停車(chē)的精度控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，當(dāng)車(chē)載列車(chē)定位停

13、車(chē)的精度控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，當(dāng)車(chē)載定位天線與地面定位天線對(duì)齊時(shí)，立即實(shí)施全常用制定位天線與地面定位天線對(duì)齊時(shí)，立即實(shí)施全常用制動(dòng)，將車(chē)停住。動(dòng)，將車(chē)停住。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)11 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)123)車(chē)站自動(dòng)發(fā)車(chē)車(chē)站自動(dòng)發(fā)車(chē) 在列車(chē)自動(dòng)駕駛模式下，當(dāng)發(fā)車(chē)安全條件符在列車(chē)自動(dòng)駕駛模式下，當(dāng)發(fā)車(chē)安全條件符合時(shí)（如關(guān)閉了車(chē)門(mén)等），合時(shí)（如關(guān)閉了車(chē)門(mén)等），ATO系統(tǒng)給出啟動(dòng)顯系統(tǒng)給出啟動(dòng)顯示，司機(jī)按下啟動(dòng)按鈕，示，司機(jī)按下啟動(dòng)按鈕，ATO系統(tǒng)使列車(chē)從制動(dòng)系統(tǒng)使列車(chē)從制動(dòng)停車(chē)狀態(tài)轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。停車(chē)制動(dòng)將被緩解，然后停車(chē)狀態(tài)轉(zhuǎn)為驅(qū)

14、動(dòng)狀態(tài)。停車(chē)制動(dòng)將被緩解，然后列車(chē)加速。列車(chē)加速。ATO通過(guò)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)提供牽引控制，通過(guò)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)提供牽引控制，該牽引控制可使列車(chē)平穩(wěn)加速。該牽引控制可使列車(chē)平穩(wěn)加速。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)134)區(qū)間臨時(shí)停車(chē)區(qū)間臨時(shí)停車(chē) 如區(qū)間內(nèi)列車(chē)運(yùn)行前方有事故或車(chē)，由如區(qū)間內(nèi)列車(chē)運(yùn)行前方有事故或車(chē)，由ATP系統(tǒng)給出目標(biāo)點(diǎn)位置及制動(dòng)曲線，并將數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)給出目標(biāo)點(diǎn)位置及制動(dòng)曲線，并將數(shù)據(jù)傳送給ATO系統(tǒng)車(chē)載單元，系統(tǒng)車(chē)載單元，ATO系統(tǒng)得到目標(biāo)速度為系統(tǒng)得到目標(biāo)速度為“0”的速度信息后自動(dòng)啟動(dòng)列車(chē)制動(dòng)器，使列車(chē)臨時(shí)停的速度信息后自動(dòng)啟動(dòng)列車(chē)制動(dòng)器，使列車(chē)臨時(shí)停在目標(biāo)點(diǎn)前方

15、在目標(biāo)點(diǎn)前方10m左右。此時(shí)車(chē)門(mén)還是由左右。此時(shí)車(chē)門(mén)還是由ATP系統(tǒng)系統(tǒng)鎖住的。一旦運(yùn)行前方停車(chē)目標(biāo)點(diǎn)取消，速度信息鎖住的。一旦運(yùn)行前方停車(chē)目標(biāo)點(diǎn)取消，速度信息改為進(jìn)行碼后，改為進(jìn)行碼后，ATO系統(tǒng)使列車(chē)自動(dòng)啟動(dòng)。在危系統(tǒng)使列車(chē)自動(dòng)啟動(dòng)。在危險(xiǎn)情況下，例如按下緊急停車(chē)按鈕，或是因常用制險(xiǎn)情況下，例如按下緊急停車(chē)按鈕，或是因常用制動(dòng)不充分而使列車(chē)超過(guò)緊急制動(dòng)曲線，所規(guī)定的制動(dòng)不充分而使列車(chē)超過(guò)緊急制動(dòng)曲線，所規(guī)定的制動(dòng)距離由動(dòng)距離由ATP啟動(dòng)緊急制動(dòng)，啟動(dòng)緊急制動(dòng)，ATO向司機(jī)發(fā)出視覺(jué)向司機(jī)發(fā)出視覺(jué)和音響警報(bào)，和音響警報(bào)，5S以后音響警報(bào)自動(dòng)停止。以后音響警報(bào)自動(dòng)停止。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信

16、概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)145)限速區(qū)間控制限速區(qū)間控制 臨時(shí)性限速區(qū)間的數(shù)據(jù)由軌旁設(shè)備報(bào)文傳臨時(shí)性限速區(qū)間的數(shù)據(jù)由軌旁設(shè)備報(bào)文傳輸給輸給ATP車(chē)載設(shè)備，再由車(chē)載設(shè)備，再由ATP車(chē)載設(shè)備將減車(chē)載設(shè)備將減速命令經(jīng)速命令經(jīng)ATO系統(tǒng)傳達(dá)給動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)傳達(dá)給動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)控制設(shè)備。此時(shí)設(shè)備。此時(shí)ATO車(chē)載設(shè)備的功能猶如車(chē)載設(shè)備的功能猶如ATP系系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)控制設(shè)備之間的一個(gè)接口。對(duì)統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)控制設(shè)備之間的一個(gè)接口。對(duì)于長(zhǎng)期的限速區(qū)間，數(shù)據(jù)可事先輸入于長(zhǎng)期的限速區(qū)間，數(shù)據(jù)可事先輸入ATO系系統(tǒng)，在執(zhí)行自動(dòng)駕駛模式時(shí)，統(tǒng)，在執(zhí)行自動(dòng)駕駛模式時(shí)，ATO系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)考慮該限速區(qū)

17、間的控制?？紤]該限速區(qū)間的控制。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)15 由由ATO系統(tǒng)執(zhí)行的自動(dòng)駕駛過(guò)程是一個(gè)閉環(huán)反系統(tǒng)執(zhí)行的自動(dòng)駕駛過(guò)程是一個(gè)閉環(huán)反饋控制過(guò)程，其基本原理如圖饋控制過(guò)程，其基本原理如圖6-4所示。所示。 測(cè)速單元通過(guò)測(cè)速單元通過(guò)ATP向向ATO發(fā)送列車(chē)的實(shí)際位發(fā)送列車(chē)的實(shí)際位置信息。反饋環(huán)路的基準(zhǔn)輸入是從置信息。反饋環(huán)路的基準(zhǔn)輸入是從ATP數(shù)據(jù)和運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和運(yùn)營(yíng)控制數(shù)據(jù)中得出的，控制數(shù)據(jù)中得出的，ATO向牽引和制動(dòng)控制設(shè)備向牽引和制動(dòng)控制設(shè)備提供數(shù)據(jù)輸出。提供數(shù)據(jù)輸出。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)162列車(chē)自動(dòng)折返控制列車(chē)自動(dòng)折返控

18、制 自動(dòng)折返是一種特殊情況下的駕駛模式，在折返自動(dòng)折返是一種特殊情況下的駕駛模式，在折返站使用，這種駕駛模式下無(wú)需司機(jī)控制，而且列車(chē)上站使用，這種駕駛模式下無(wú)需司機(jī)控制，而且列車(chē)上的全部控制臺(tái)將被鎖閉。列車(chē)收到折返許可后，自動(dòng)的全部控制臺(tái)將被鎖閉。列車(chē)收到折返許可后，自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)折返模式。授權(quán)經(jīng)駕駛室人機(jī)接口進(jìn)入自動(dòng)折返模式。授權(quán)經(jīng)駕駛室人機(jī)接口( MMI)顯顯示給司機(jī)，司機(jī)必須確認(rèn)這個(gè)顯示，并得到授權(quán)，鎖示給司機(jī)，司機(jī)必須確認(rèn)這個(gè)顯示，并得到授權(quán)，鎖閉控制臺(tái)。閉控制臺(tái)。 若采用若采用ATO自動(dòng)運(yùn)行折返模式，在司機(jī)按壓自動(dòng)運(yùn)行折返模式，在司機(jī)按壓ATO啟動(dòng)按鈕后，列車(chē)自動(dòng)駛?cè)胝鄯弟?，并改變?chē)頭

19、和軌啟動(dòng)按鈕后，列車(chē)自動(dòng)駛?cè)胝鄯弟墸⒏淖冘?chē)頭和軌道電路發(fā)送方向；在折返軌至發(fā)車(chē)站臺(tái)的進(jìn)路排列完道電路發(fā)送方向；在折返軌至發(fā)車(chē)站臺(tái)的進(jìn)路排列完成后，再次按壓成后，再次按壓ATO啟動(dòng)按鈕，列車(chē)自動(dòng)駛?cè)氚l(fā)車(chē)站啟動(dòng)按鈕，列車(chē)自動(dòng)駛?cè)氚l(fā)車(chē)站臺(tái)，并精確地停在發(fā)車(chē)站臺(tái)，此時(shí)，臺(tái)，并精確地停在發(fā)車(chē)站臺(tái)，此時(shí)，ATO車(chē)載設(shè)備即車(chē)載設(shè)備即退出自動(dòng)折返模式。退出自動(dòng)折返模式。 若采用若采用ATO無(wú)人自動(dòng)折返模式，只有在司機(jī)下車(chē)無(wú)人自動(dòng)折返模式，只有在司機(jī)下車(chē)后按壓站臺(tái)上的無(wú)人折返按鈕后，才能實(shí)施自動(dòng)列車(chē)后按壓站臺(tái)上的無(wú)人折返按鈕后，才能實(shí)施自動(dòng)列車(chē)折返運(yùn)行。無(wú)人自動(dòng)折返功能的輸入是來(lái)自車(chē)載速度折返運(yùn)行。無(wú)人自動(dòng)折

20、返功能的輸入是來(lái)自車(chē)載速度距離功能的列車(chē)當(dāng)前的速度和位置以及距離功能的列車(chē)當(dāng)前的速度和位置以及ATP速度曲速度曲線，輸出使列車(chē)制動(dòng)和牽引的控制命令。線，輸出使列車(chē)制動(dòng)和牽引的控制命令。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)173列車(chē)車(chē)門(mén)自動(dòng)控制列車(chē)車(chē)門(mén)自動(dòng)控制 ATO是車(chē)門(mén)控制命令的發(fā)出者，是車(chē)門(mén)控制命令的發(fā)出者，ATO只在自只在自動(dòng)模式下執(zhí)行車(chē)門(mén)開(kāi)啟。當(dāng)列車(chē)到達(dá)定位停車(chē)點(diǎn)，動(dòng)模式下執(zhí)行車(chē)門(mén)開(kāi)啟。當(dāng)列車(chē)到達(dá)定位停車(chē)點(diǎn)，ATP檢測(cè)車(chē)速為零，發(fā)送列車(chē)停站信號(hào)給站臺(tái)定位檢測(cè)車(chē)速為零，發(fā)送列車(chē)停站信號(hào)給站臺(tái)定位接收器，此時(shí)接收器，此時(shí)ATP發(fā)送允許車(chē)門(mén)打開(kāi)信號(hào)，車(chē)輛收發(fā)送允許車(chē)門(mén)打開(kāi)信

21、號(hào)，車(chē)輛收到到ATP發(fā)送的允許車(chē)門(mén)打開(kāi)信息，發(fā)送相應(yīng)的軍門(mén)發(fā)送的允許車(chē)門(mén)打開(kāi)信息，發(fā)送相應(yīng)的軍門(mén)打開(kāi)信號(hào)給門(mén)控單元，打開(kāi)規(guī)定的車(chē)門(mén)；同時(shí)車(chē)輛打開(kāi)信號(hào)給門(mén)控單元，打開(kāi)規(guī)定的車(chē)門(mén)；同時(shí)車(chē)輛發(fā)送信息給地面，打開(kāi)相應(yīng)屏蔽門(mén)。發(fā)送信息給地面，打開(kāi)相應(yīng)屏蔽門(mén)。 列車(chē)停站結(jié)束后，司機(jī)按下關(guān)門(mén)按鈕，發(fā)出關(guān)列車(chē)停站結(jié)束后，司機(jī)按下關(guān)門(mén)按鈕，發(fā)出關(guān)門(mén)信號(hào)，同時(shí)發(fā)送信號(hào)給站臺(tái)關(guān)閉屏蔽門(mén)，車(chē)站檢門(mén)信號(hào)，同時(shí)發(fā)送信號(hào)給站臺(tái)關(guān)閉屏蔽門(mén)，車(chē)站檢查屏蔽門(mén)關(guān)閉鎖好后，允許查屏蔽門(mén)關(guān)閉鎖好后，允許ATP發(fā)送運(yùn)行速度命令發(fā)送運(yùn)行速度命令信息，車(chē)輛檢查車(chē)門(mén)關(guān)閉鎖好，隨即列車(chē)啟動(dòng)。信息，車(chē)輛檢查車(chē)門(mén)關(guān)閉鎖好，隨即列車(chē)啟動(dòng)。 信號(hào)與通信

22、概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)186.3.2 其他輔助功能及原理其他輔助功能及原理1.列車(chē)定位修正功能列車(chē)定位修正功能 ATO列車(chē)定位修正功能是從列車(chē)定位修正功能是從ATP功能中接收功能中接收到當(dāng)前列車(chē)的位置和速度等詳細(xì)信息，根據(jù)上一次到當(dāng)前列車(chē)的位置和速度等詳細(xì)信息，根據(jù)上一次計(jì)算后所運(yùn)行的距離來(lái)調(diào)整列車(chē)的實(shí)際位置。此調(diào)計(jì)算后所運(yùn)行的距離來(lái)調(diào)整列車(chē)的實(shí)際位置。此調(diào)整也考慮到在整也考慮到在ATP功能計(jì)算列車(chē)位置時(shí)信息傳送和功能計(jì)算列車(chē)位置時(shí)信息傳送和接收的延遲時(shí)間，以及打滑和滑行等因素。接收的延遲時(shí)間，以及打滑和滑行等因素。ATO列車(chē)位置調(diào)整功能也接收到地面定位修正信息，由列車(chē)位置

23、調(diào)整功能也接收到地面定位修正信息，由此確定列車(chē)的實(shí)際位置和計(jì)算列車(chē)位置的誤差。對(duì)此確定列車(chē)的實(shí)際位置和計(jì)算列車(chē)位置的誤差。對(duì)列車(chē)定位修正可在由列車(chē)定位修正可在由ATO功能規(guī)定的至接近實(shí)際功能規(guī)定的至接近實(shí)際停車(chē)點(diǎn)停車(chē)點(diǎn)1015 m的任意位置開(kāi)始，并且可使停車(chē)的任意位置開(kāi)始，并且可使停車(chē)精度由精度由ATO控制在希望的范圍內(nèi)?？刂圃谙Ｍ姆秶鷥?nèi)。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)192巡航惰行功能巡航惰行功能 巡航惰行功能的任務(wù)是按照時(shí)刻表自動(dòng)實(shí)現(xiàn)列巡航惰行功能的任務(wù)是按照時(shí)刻表自動(dòng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)區(qū)間運(yùn)行的惰行控制，同時(shí)節(jié)省能源，保證最大能車(chē)區(qū)間運(yùn)行的惰行控制，同時(shí)節(jié)省能源，保證最大

24、能量效率。量效率。ATO巡航惰行功能協(xié)同巡航惰行功能協(xié)同ATS中的列車(chē)自動(dòng)中的列車(chē)自動(dòng)調(diào)整調(diào)整(ATR)功能，并通過(guò)確定列車(chē)運(yùn)行時(shí)間和能源優(yōu)化功能，并通過(guò)確定列車(chē)運(yùn)行時(shí)間和能源優(yōu)化軌跡功能實(shí)現(xiàn)巡航惰行功能。軌跡功能實(shí)現(xiàn)巡航惰行功能。 列車(chē)運(yùn)行時(shí)間是指由列車(chē)運(yùn)行時(shí)間是指由ATO和和ATR功能確定的列車(chē)功能確定的列車(chē)運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)列車(chē)在運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)列車(chē)在ATO功能下，從報(bào)文給定的列車(chē)功能下，從報(bào)文給定的列車(chē)運(yùn)行時(shí)間中減去通過(guò)計(jì)時(shí)器測(cè)定的已運(yùn)行時(shí)間，以確運(yùn)行時(shí)間中減去通過(guò)計(jì)時(shí)器測(cè)定的已運(yùn)行時(shí)間，以確定到下一站有效的可用時(shí)間。能源優(yōu)化軌跡的計(jì)算要定到下一站有效的可用時(shí)間。能源優(yōu)化軌跡的計(jì)算要考慮加速度、

25、坡度制動(dòng)以及曲線制動(dòng)。一般系統(tǒng)所需考慮加速度、坡度制動(dòng)以及曲線制動(dòng)。一般系統(tǒng)所需要的軌遒曲線信息都儲(chǔ)存在要的軌遒曲線信息都儲(chǔ)存在ATO存儲(chǔ)器中。借助此信存儲(chǔ)器中。借助此信息，并使用最大加速度，惰行巡航功能計(jì)算出到下息，并使用最大加速度，惰行巡航功能計(jì)算出到下一停車(chē)點(diǎn)的速度距離軌跡。一停車(chē)點(diǎn)的速度距離軌跡。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)203列車(chē)識(shí)別列車(chē)識(shí)別( PTI)支持功能支持功能 PTI支持功能是通過(guò)多種渠道傳輸和接支持功能是通過(guò)多種渠道傳輸和接收各種數(shù)據(jù)，在特定的位置（通常設(shè)在列車(chē)收各種數(shù)據(jù)，在特定的位置（通常設(shè)在列車(chē)進(jìn)入正線的人口處）傳給進(jìn)入正線的人口處）傳給A

26、TS，向，向ATS報(bào)告報(bào)告列車(chē)的識(shí)別信息、目的號(hào)碼和乘務(wù)組號(hào)，以列車(chē)的識(shí)別信息、目的號(hào)碼和乘務(wù)組號(hào)，以及列車(chē)位置數(shù)據(jù)（例如當(dāng)前軌道電路的識(shí)別及列車(chē)位置數(shù)據(jù)（例如當(dāng)前軌道電路的識(shí)別和速度表的讀數(shù)），以?xún)?yōu)化列車(chē)運(yùn)行。和速度表的讀數(shù)），以?xún)?yōu)化列車(chē)運(yùn)行。 PTI功能是由車(chē)載設(shè)備和軌旁設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能是由車(chē)載設(shè)備和軌旁設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。由的。由ATC車(chē)載設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，通過(guò)車(chē)載設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，通過(guò)ATO傳輸?shù)絺鬏數(shù)絇TI的軌旁設(shè)備，進(jìn)而傳給的軌旁設(shè)備，進(jìn)而傳給ATS。在。在將信息傳輸至軌旁設(shè)備之前，將信息傳輸至軌旁設(shè)備之前，ATO收集數(shù)據(jù)，收集數(shù)據(jù)，完成合理檢查。完成合理檢查。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章

27、 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)216.4 ATO與與ATP系統(tǒng)的關(guān)系系統(tǒng)的關(guān)系 在在“距離碼距離碼ATP系統(tǒng)系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上安裝的基礎(chǔ)上安裝ATO系系統(tǒng)，列車(chē)就可采用自動(dòng)方式進(jìn)行駕駛。在選擇自動(dòng)統(tǒng)，列車(chē)就可采用自動(dòng)方式進(jìn)行駕駛。在選擇自動(dòng)駕駛模式時(shí)，駕駛模式時(shí)，ATO系統(tǒng)代替司機(jī)操縱，諸如列車(chē)系統(tǒng)代替司機(jī)操縱，諸如列車(chē)啟動(dòng)加速、勻速惰行、制動(dòng)等基本駕駛功能均能自啟動(dòng)加速、勻速惰行、制動(dòng)等基本駕駛功能均能自動(dòng)進(jìn)行。然而，不論是由司機(jī)手動(dòng)駕駛還是由動(dòng)進(jìn)行。然而，不論是由司機(jī)手動(dòng)駕駛還是由ATO系統(tǒng)自動(dòng)駕駛，系統(tǒng)自動(dòng)駕駛，ATP系統(tǒng)始終執(zhí)行其速度監(jiān)督系統(tǒng)始終執(zhí)行其速度監(jiān)督和超速防護(hù)功能。所以，和超速防護(hù)功能。所以

28、，ATP是是ATO的基礎(chǔ)，的基礎(chǔ)，ATO不能脫離不能脫離ATP工作，工作，ATO必須從必須從ATP系統(tǒng)獲得基礎(chǔ)系統(tǒng)獲得基礎(chǔ)信息，只有在信息，只有在ATP的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)ATO功能，列功能，列車(chē)安全才有保證。車(chē)安全才有保證。 可以這祥認(rèn)為：可以這祥認(rèn)為：自動(dòng)駕駛自動(dòng)駕駛= ATO系統(tǒng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)自動(dòng)駕駛+ATP系統(tǒng)系統(tǒng)。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)22 ATP系統(tǒng)主要是運(yùn)用自動(dòng)實(shí)施常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)系統(tǒng)主要是運(yùn)用自動(dòng)實(shí)施常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)的手段，當(dāng)列車(chē)超過(guò)其允許的最大速度時(shí)降低列車(chē)速的手段，當(dāng)列車(chē)超過(guò)其允許的最大速度時(shí)降低列車(chē)速度，以保證列車(chē)的安全行駛。而度，以保證列車(chē)的安全行駛。而ATO系統(tǒng)主要是合理系統(tǒng)主要是合理運(yùn)用牽引和制動(dòng)，保持列車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)、高效、平穩(wěn)運(yùn)行。運(yùn)用牽引和制動(dòng)，保持列車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)、高效、平穩(wěn)運(yùn)行。 信號(hào)與通信概論信號(hào)與通信概論第6章 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)23 曲線曲線表示列車(chē)的緊急制動(dòng)曲線，由表示列車(chē)的緊急制動(dòng)曲線，由