ao系統(tǒng)在京沈試驗中的應(yīng)用

ao系統(tǒng)在京沈試驗中的應(yīng)用

1ato功能定制化背景鐵路的安全和效率是鐵路發(fā)展的中心問題。目前，中國2萬多公里的高速列車和一些城市公路沿線的列車通常都是人工駕駛的。在實際運營過程中，存在列車平均運營速度低、車站人工停車時間長、禁止直接停車、司機個人控制水平差異等。同時，長交路運行導(dǎo)致人工駕駛司機的勞動強度較高，在駕駛效率和舒適性上也不能達到最優(yōu)化的控制效果。因此研究適用于我國高速鐵路和城際鐵路的自動駕駛（ATO）系統(tǒng)（適用于200km時速要求和300km以上時速要求），可以滿足我國高速城際鐵路長交路、跨速度等級運行的運輸需求。同時可以降低列車運行對司機駕駛熟練程度的依賴，降低司機的工作強度，提高或改善高速城際鐵路列車運行準點率、停車準確性和旅客舒適度等多項指標。ATO系統(tǒng)在干線高速鐵路處于起步階段，國內(nèi)珠三角城際鐵路中莞穗、佛肇段開通CTCS2+ATO功能運行狀況良好。高速鐵路ATO系統(tǒng)繼承CTCS-2級和CTCS-3級列控系統(tǒng)成熟的技術(shù)，盡量減少對核心安全設(shè)備的改動。借鑒CTCS2+ATO的應(yīng)用經(jīng)驗，根據(jù)高速列車的應(yīng)用特點進行ATO功能定制化開發(fā)和既有產(chǎn)品適應(yīng)性修改。本文將分析高速鐵路ATO系統(tǒng)與城際鐵路C2+ATO系統(tǒng)的區(qū)別，并提出高速鐵路ATO系統(tǒng)的特點與優(yōu)勢。2車載智能設(shè)備城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)是在CTCS-2級列控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，車地間利用CTCS-3級列控系統(tǒng)中GSM-R的網(wǎng)絡(luò)電路CSD通信模式實現(xiàn)運行計劃和車門站臺門聯(lián)控的數(shù)據(jù)傳輸。車載設(shè)備增加ATO單元，該設(shè)備通過無線通信接收運行計劃和車門站臺門聯(lián)控數(shù)據(jù)，通過應(yīng)答器獲取站間線路數(shù)據(jù)，通過與ATP和車輛新增接口傳輸開門允許、開關(guān)門命令、牽引制動等信息，以實現(xiàn)在完全監(jiān)控模式條件下增加自動駕駛（AM）模式的功能。地面設(shè)備車站股道增設(shè)精確定位應(yīng)答器組實現(xiàn)列車精確停車。通過增設(shè)通信控制服務(wù)器（CCS）實現(xiàn)車門站臺門聯(lián)動控制和車載運行計劃的信息傳輸。通過TCC增加與站臺門接口實現(xiàn)對站臺門的聯(lián)動控制。聯(lián)鎖設(shè)備采集站臺門鎖閉條件，用關(guān)閉信號實現(xiàn)對站臺門的安全防護。城際鐵路C2+ATO系統(tǒng)如圖1所示。3c-lis系統(tǒng)的問題1車地間直接連接城際鐵路CTCS2+ATO系統(tǒng)的車地通信方式采用GSM-R/CSD通信方式與CTCS-3級列控系統(tǒng)的車地通信方式相同，而在該種通信方式下車地間僅能完成唯一的數(shù)據(jù)通信連接。具備城際鐵路CTCS2+ATO系統(tǒng)功能的車載設(shè)備以C3完全監(jiān)控模式運行時，在接收RBC傳輸數(shù)據(jù)的同時無法再與CCS進行通信連接。因此CTCS2+ATO系統(tǒng)無法與CTCS-3級等級線路互聯(lián)互通。2區(qū)間線路的計算城際鐵路CTCS2+ATO系統(tǒng)站間距較短，提供ATO計算曲線的區(qū)間線路數(shù)據(jù)來自于地面應(yīng)答器組。而高速鐵路站間距很長，最大間距達100多km，受到應(yīng)答器位數(shù)限制，應(yīng)答器提供的數(shù)據(jù)范圍無法滿足高速鐵路長大站間距。3關(guān)閉信號城際鐵路CTCS2+ATO系統(tǒng)是通過聯(lián)鎖設(shè)備采集站臺門鎖閉條件，在未滿足條件時關(guān)閉信號來保證站臺門的安全防護。當(dāng)站臺門鎖閉頻繁出現(xiàn)故障時，車站信號會頻繁自動關(guān)閉，需人工重新排列進路，在高密度的列車運營中會造成較大影響。4c2線路模式城際鐵路CTCS2+ATO系統(tǒng)在通信故障或運行至不具備通信條件的C2線路時，車載設(shè)備只能以C2完全監(jiān)控模式運行，不具備進入簡化AM模式的功能。在高速鐵路中運行交路多、跨度大，因此司機工作時間長、勞動強度大的問題在該系統(tǒng)下無法解決。4地面列車控制設(shè)備高速鐵路ATO系統(tǒng)是在CTCS-2/CTCS-3級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，車地間利用GSM-R的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)GPRS通信模式實現(xiàn)運行計劃、區(qū)間線路數(shù)據(jù)和車門站臺門聯(lián)控的數(shù)據(jù)傳輸。車載設(shè)備增加ATO單元和獨立GPRS電臺，通過無線通信完成對運行計劃、區(qū)間線路數(shù)據(jù)和車門站臺門聯(lián)控數(shù)據(jù)的完全接收，與ATP和車輛新增接口傳輸開門允許、開關(guān)門命令、牽引制動等信息，以實現(xiàn)在完全監(jiān)控模式條件下增加AM模式的功能。地面車站股道增設(shè)精確定位應(yīng)答器組實現(xiàn)列車精確停車。地面設(shè)備利用既有CTC、TSRS和TCC增加ATO功能，通過GPRS通信實現(xiàn)站臺門（安全門或屏蔽門，以下簡稱站臺門）控制、站間數(shù)據(jù)發(fā)送和運行計劃處理。TCC設(shè)備采集站臺門鎖閉條件，用地面軌道電路發(fā)H碼實現(xiàn)對站臺門的安全防護。高速鐵路ATO系統(tǒng)如圖2所示。5針對城際鐵路cts2的ato系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢1ctcs-3級高速鐵路ATO系統(tǒng)由于采用GSM-R/GPRS通信方式與CTCS-3級線路通信方式相對獨立，因此在CTCS-2級和CTCS-3級客運專線均可使用高速鐵路ATO系統(tǒng)的AM模式，且列車在C3完全監(jiān)控和C2完全監(jiān)控相互轉(zhuǎn)換時也仍可保持AM模式繼續(xù)運行。2gsm-r/csd系統(tǒng)高速鐵路ATO系統(tǒng)采用GSM-R/GPRS通信方式相比CTCS2+ATO系統(tǒng)的GSM-R/CSD通信方式傳輸速度快、傳輸數(shù)據(jù)量多、帶寬大且更節(jié)省信道資源。高速鐵路ATO系統(tǒng)由TSRS通過GSM-R/GPRS車地通信方式傳輸站間數(shù)據(jù)，通信傳輸數(shù)據(jù)量大,滿足高速鐵路長大站間距數(shù)據(jù)范圍要求。3增加成果站門控信息管理高速鐵路ATO系統(tǒng)地面設(shè)備不再增加新設(shè)備，通過TSRS設(shè)備在既有功能的基礎(chǔ)上，增加站臺門門控信息管理，站臺門命令/狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)，運行計劃處理和轉(zhuǎn)發(fā)，站間數(shù)據(jù)存儲、調(diào)用、發(fā)送等ATO功能。對于改造線路采用高速鐵路ATO系統(tǒng)時，改造影響范圍小便于實施。4h碼防護高速鐵路ATO系統(tǒng)由TCC設(shè)備采集站臺門鎖閉條件，用地面軌道電路發(fā)H碼實現(xiàn)對站臺門的安全防護。該功能在保證安全的前提下，用地面碼序防護取代地面關(guān)閉信號對站臺門安全的防護，取消站臺門對聯(lián)鎖設(shè)備的影響，在實際應(yīng)用中提高可用性。對于改造線路也減少了對安全設(shè)備的影響。5線路或車地通信故障下，不同駕駛策略運行模式高速鐵路ATO系統(tǒng)車載設(shè)備的AM模式增加預(yù)選駕駛策略的功能。在無車地通信條件的線路或車地通信故障的情況下，司機可在AM模式下選擇預(yù)選駕駛策略行車，并根據(jù)需要隨時人工調(diào)整預(yù)選駕駛策略。高速鐵路ATO系統(tǒng)預(yù)選駕駛策略運行模式如圖3所示。該功能提高高速鐵路ATO系統(tǒng)的可用性，同時也對線路改造地面設(shè)備修改提供多種選擇。6“隧道模式”目前國內(nèi)高速鐵路列控系統(tǒng)過隧道模式是當(dāng)司機接近隧道時，司機手動操控臺上的“隧道模式”按鈕過隧道。高速鐵路ATO系統(tǒng)增加了自動過隧道功能，通過應(yīng)答器進行隧道位置和長度的信息傳輸，具備ATO功能的車載設(shè)備處于自動駕駛模式時可自動過隧道。6ato提高旅客乘車體驗的必要性高速列車實現(xiàn)自動駕駛既是我