ATO系统介绍

2城际ATO系统需求 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 2.1.城际铁路ATO功能需求分析根据上文都市轨道交通ATO系统提及的功能，下文重要进行城际线ATO的功能需求分析。(1)列车自动驾驶功能本文提及的城际线最高运营速度为200km/h，线路长度一般在100km左右。和都市轨道交通类似，城际轨道交通也存在客流量巨大，站站停车的状况，这就规定列车频繁地进行启动、加速、制动、减速等操作，同步还需要满足准点、舒服、节能运营，这些对驾驶规定极高，使司机承受很大的体力、精神压力。因此完全有必要研发城际线列车自动驾驶系统，取代司机驾驶列车运营，一方面减轻司机工作压力，同步也提高列车运营能力。可通过对增长ATO车载设备，同步在CTCS-2列控系统地面应答器组内增长有关线路数据报文，实现列车自动驾驶功能。(2)列车精确停车功能城际铁路站台上也设有屏蔽门，因此，列车驾驶必须要实现精确停车。城际铁路站间距离短，运量大，频繁起停车，仅靠司机人工驾驶很难保证精确停车。因此，ATO系统的精确停车功能显得极其重要可以在车站股道内合适距离进行应答器布置，提高ATP系统的测距精度，提高对停车点的控制精度，实现列车精确停车功能。(3)列车车门管理功能和地铁类似，城际铁路车运营控制系统具有车门监控功能。通过ATP和ATO系统与车辆系统的联动，对车门实现安全控制。列车车门管理功能应在ATP的监控之下实现，通过ATO子系统祈求指令控制车门打开。2.2.ATO系统定义列车自动驾驶子系统ATO(AutomaticTrainOperation)是ATC系统的重要子系统，它完毕列车的自动调速涉及牵引、巡航、惰性、制动、停车以及车门开关的控制功能，实现正线、折返线以及出入段(场)线运营的自动控制，实现区间运营时分的调节控制。ATO系统按照系统设定的运营曲线，根据ATS系统的指令选择最佳运营工况，保证列车按运营图运营，实现列车运营自动调节和节能控制。ATO系统功能依托ATO系统自身及信号各子系统协调共同完毕。ATO系统不属于故障一安全系统，其运营控制速度始终低于ATP系统的防护速度，实现ATP安全。2.3城际铁路ATO系统功能原理2.3.1列车自动驾驶在ATP的防护下，ATO系统根据时刻表、地面有源应答器码位以及发车指示器信息，并且在运营间隔的规定下，按目的速度曲线自动驾驶列车。下面以一列列车为例进行阐明:(1)列车启动过程。列车一方面在站台内停稳，车站为其设定了发车时间以及区间运营时间，列车积极发送祈求触发联锁对列车进路进行设立;列车停站上下客时，ATS将对停站时间进行计算，达到停站时间上线时将想列车发送驾驶命令，从而启动列车自动驾驶系统的发车程序，此时在ATP系统的监控下关闭车门，ATP系统在确认所有车门关闭后，释放制动。列车实现启动加速运(2)列车行驶过程。通过速度计等设备车载ATP系统实时更新列车有关位置信息，结合速度以及移动授权信息规划列车制动曲线，通过速度曲线对列车运营速度进行监控;借助线路、车辆、限速等信息，车载ATO系统实现列车自动驾驶，并实时将列车档位、实际运营速度、目的速度等信息通过DMI向进行显示;根据地面精确应答器获取列车的精确位置信息，保证列车实现站内精确停车;ATP系统根据列车位置、速度信息实时生成移动授权并发送给列车。(3)列车接近、达到下一车站过程。一日接受到停稳条件和停车位置信息，ATP立即切断牵引力同步启动制动，保证列车精确停车;ATP负责确认列车完全处在安全状态后，容许ATO启动车门。此时ATS开始计算停站时间，并计算出下一段运营区间发车时间及到站时间。2.3.2车站精拟定位停车在ATP系统的监督下，ATO根据获取的列车位置信息、线路信息等实现列车精确停车。为了提高停车精度，列车需要通过地面精拟定位应答器接受到列车精确的位置信息，应答器的布置原则是:距离车站停车点越近，应答器布置的越密集。为了避免应答器信息丢失的状况，精拟定位应答器的设立需要进行冗余。根据列车速度位置信息以及列车的性能实时生成制动曲线，通过相应的制动力使列车遵循制动曲线。城际铁路ATO系统还负责控制站台屏蔽门的开关，因此需要在距离停车点一定距离的位置设立精拟定位应答器。通过该应答器ATP获得十分精确的安全停车位置并发送到ATO系统，用于生成制动曲线，列车停稳后授权开门。2.3.3车门与屏蔽门联动城际线列车将在沿线的各车站站台区域安装屏蔽门/安全门，在ATP的监督下ATO系统负责车门的开关功能。当列车以自动驾驶模式进站时，将实现列车车门自动开关，如有突发状况可立即切换至人工开关门。当司机选择自动开关门时，只有在ATP系统确认有关列车门开关授权条件完全满足时，才干授权ATO系统控制列车门以及屏蔽门同步启动。2.4城际ATO系统构成ATO系统设备重要由车载设备以及轨旁设备构成，图2-2为ATO系统设备构成图。它们各自的功能如下:1、车载设备:1)人机MMI:接受车载ATP和ATO的信息，显示目前列车的运营状态参数，并把司机在MMI上的操作及其MMI的工作状态传给车载ATP和车载ATO。2)车载ATO:接受其他信号设备给车载ATO的信息，根据相应的优化控制算法计算出列车预期的运营状态，给出相应的控车命令，实现列车的自动驾驶，并实时反馈ATO目前的工作状态给其他相应的信号设备。3)车载ATP:用于对ATO自动驾驶进行防护，保证ATO的安全运营，具有超速防护和车门、屏蔽门的开关防护等功能。4)车载TWC:与地面TWC一起构成车地双向通讯系统，用于把列车的运营状态和相应参数下传给轨旁设备，同步接受轨旁设备的控制命令以及道路信息，实现地面和列车的通讯。2、轨旁设备:1)精拟定位系统:轨旁的精拟定位系统在站台区域提供多种精确的位置点信息，车载ATO根据这些精确的定位点信息控制列车的精确停车。2)轨旁ATP用于控制站台安全门/屏蔽门等安全设备，当列车进站停稳后，轨旁ATP接受到轨旁TWC传递的列车停准停稳信息，给出安全门/屏蔽门的开门容许。3)轨旁ATS:用于传递地面ATS控制中心给列车的运营控制命令。列车把运营的初始化祈求命令、列车的运营信息等传给轨旁ATS.ATS根据这些信息给出对列车的控制命令，例如:扣车、跳停、运营级别、自动折返命令等。4)轨旁TWC:与车载TWC一起构成车地双向通讯系统，用于接受列车的运营状态和相应参数给轨旁设备，同步把地面的控制命令和信息上传给车载设备，实现地面和列车的通讯。2.5ATO功能测试系统ATO系统功能测试系统重要是通过模拟都市轨道列车和其运营环境来测试ATO、自动驾驶、自动出发、速度调节、精确停车和目的制动、车地双向通讯、车门/屏蔽门控制、人机交互等功能，因此构建仿真测试的动车模型和环境模型是ATO系统仿真测试的基本。图2-3所示为动车组模型参数，动车组模型参数涉及三个重要的部分:牵引制动特性、电流电压特性、车辆固定数据，这些参数都是动车组牵引计算的必要条件。我们在设计该模型时可以考虑把这些参数设立成前面板可调参数，这样可以通过变化参数的值来模拟不同种类型的动车组。如图2-4所示为环境模型参数，环境模型也涉及两个重要的模块:线路数据和车站数据，由于线路上有坡度和曲线，因此计算线路时又涉及线路、曲线、坡度三个部分。坡度是反映线路纵断面的一种重要的线路参数，由于坡道力的影响，会对列车运营产生一定的阻力，如图所示，坡道数据必须涉及坡道的长度、坡度、坡道方向等重要的计算数据列车在曲线上要受到曲线阻力，并且列车在曲线段的运营速度要受到曲线半径大小的制约，即存在曲线限速。因此在曲线建模时，要反映曲线在线路上的位置、曲线长度、曲线半径等计算数据。车站是线路数据上不可或缺的重要构成部分，根据车站的模型建立，以便ATO精确计算目前位置距车站的距离以及判断与否进行停车制动的工况转换，达到精确停车的规定。因此车站数据必须涉及车站的起始位置和站名有关信息线路设立限速的目的是为了保证列车的安全行驶，列车运营时必须低于目前列车所在区段的限速值，限速数据必须涉及限速的起始位置、限速值，以便ATO可以根据限速值推算出列车目前的控制速度和进入下一种区段的行驶速度、根据推算出的牵引制动点控制机车及时转换工况模式。整个线路的参数也和机车参数同样是可变参数，在设计测试模型时应当把该部分设立为可调节参数，这样就可以通过变化环境参数的值来选择不同的仿真测试环境。ATO系统仿真测试系统的总体架构如图2-5所示，整个仿真测试系统由软件测试平台和硬件测试平台以及ATO测试设备共同构成，仿真测试系统的基本是上述的动车组模型和环境模型，由软件测试平台来实现，通过硬件测试平台的接口与测试设备的通讯共同完毕仿真测试的任务，涉及自动出发功能、自动驾驶功能、速度调节功能、精确停车功能、门控功能、车地双向通讯功能、人机交互功能这几大功能模块。ATO仿真测试系统与ATO系统的接口由硬件测试平台来实现，ATO仿真测试系统通过模型的计算把多种数据量转化成信号量通过硬件测试平台来传播给ATO系统，硬件测试平台再回采ATO系统反馈回来的信号和多种开关量，从而实现两者的交互。