电子期刊论文解析地铁列车自动运行系统(3)

　　2. 4 　系统分析比较

　　以上三套系统中,以广州地铁1 号线ATO 系统运行效果最好,上海地铁1 号线ATO 系统次之。经过以上的分析比较发现:

　　从信息获取的角度来讲,北京采用车站ATO 通信器,ATO 只在站内获得信息,信息的实时性较差;上海地铁1 号线通过轨道电路和轨旁TWC , 广州地铁1 号线通过轨道电路,均使ATO 在运行时仍能接收最新信息。

　　从ATP 限速模式来讲,北京地铁1 号线与上海地铁1 号线采用分级速度控制模式;广州地铁1 号线则采用模式曲线速度控制模式。模式曲线ATP 限速模式能使ATO 控车更高效,更平稳。

　　从停车方式来讲,北京地铁1 号线与上海地铁1 号线采用的是点式模式,在固定位置处有相应的线圈;广州地铁1 号线则采用连续模式,在站内铺设连续交叉环线,在定点调整距离的基础上,还能通过交叉环线脉冲跟踪列车的位置。

　　从运行时间调整来说,北京地铁1 号线ATO 根据ATS 在车站给出的惰行命令来调整,ATO 设备本身只是根据各种速度命令来执行操作;上海地铁1 号线ATO 则是通过ATS 由轨旁设备给出运行等级命令,按相应的速度运行来调整运行时间; 广州地铁1 号线ATO 能计算所要采用的运行等级,以便选用不同的牵引百分比实施控制,来调整运行时间。广州地铁1 号线ATO 还能计算惰行模式牵引力的切除点,以实现准时运行。相对来说, 广州地铁1 号线ATO 对准时性的实现与运行时间的调整都比较灵活。

　　3 　ATO 系统车载设备的国产化研究

　　通过分析比较,对国产化ATO 的设计要求如下:信息可通过轨道电路以报文的形式发送;限速模式可采用模式曲线方式;停车设备可采用铺设连续交叉环线;时间的调整要求能实时计算。

　　3. 1 　工作原理

　　以广州地铁1 号线ATO 系统为基础,结合实际情况,开发ATO 系统车载设备。ATO 从ATS 处得到列车运行任务命令。该信息是与地面线路信息一起组成报文,通过轨道电路传送的,由车载ATP 统一接收。ATP 将经过处理的对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。ATO 获得有用信息后,根据实际运行速度和ATP 的最大允许速度,计算运行速度,得出控制量并执行控制命令。巡航/ 惰行模块由独立的控制器来辅助完成。到站后,ATO 通过PTI(车地通信发送天线) 向地面发送列车信息,并传到ATS , 以便识别列车的位置。ATS 根据此列车信息确定列车的新任务后再次通过轨道电路传送给ATO 。在区间运行时,每进入新的轨道区段,ATO 便接收新的地面信息,以便进行速度调整。在运行过程符合ATO 条件时,允许灵活地切换到ATO 模式。

　　3. 2 　ATO 车载设备的设计

　　ATO 车载设备是ATO 系统的核心部分,是设计的难点。以下分析一下ATO 车载设备的接口。ATO 的车载设备接口如图3。其中CCU 为中央控制单元,通过总线控制着ATO 、ATP 、显示器间的数据通信; L1 、L2 为与ATO 接口的显示灯; ATO 与ATP 间有多根信号线直接连接,包括系统激励线、ATO 允许等等;E1 到E10 为与ATP 接口的开关、按钮或显示灯,包括司机钥匙、ATO 允许等等。地面信息全部由ATP 接收天线接收; PTI 为车-地通信发送天线。

　　图3 　ATP 车载设备接口

　　以上对我国现有的地铁列车自动驾驶系统进行了分析比较,并对列车自动运行系统车载设备设计的国产化工作略作介绍。相信不久,我国便能拥有自主开发的列车自动运行系统。

　　参　考　文　献

　　1 　《当代中国铁路信号》编辑委员会. 当代中国铁路信号. 北京:中国铁道出版社,1997. 413～443

　　2 　吴汶麒. 城市轨道交通信号与通信系统. 北京:中国铁道出版社,1998. 126 -141

　　3 　李晓月. 上海地铁一号线的车载信号系统. 铁道运营技术,1998 ,4 (4) :172～177

　　4 　孙晓炜,陈永生. 预测控制在A TO 仿真系统中的应用. 城市轨道交通研究,2001 , (4) :44

　　5 　黄良骥. 地铁列车自动驾驶(A TO) 系统分析与算法研究[学位论文]. 北京:北方交通大学电子信息工程学院,2000

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