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地铁列车自动驾驶系统分析与设计 被引量:19
1
作者 黄良骥 唐涛 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期36-39,共4页
对地铁列车自动驾驶系统进行分析 。
关键词 列车自动控制系统 列车自动驾驶系统 自动控制
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基于参考模型的ATO自适应控制算法研究 被引量:28
2
作者 罗恒钰 徐洪泽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期68-73,共6页
提高列车自动驾驶ATO(Automatic Train Operation)系统的控制精度是实现全程无人驾驶的关键。本文首先分析列车制动系统的动态性能,然后基于该制动系统的状态空间模型构建一种模型参考自适应控制系统,并在理论上证明该控制算法的渐近稳... 提高列车自动驾驶ATO(Automatic Train Operation)系统的控制精度是实现全程无人驾驶的关键。本文首先分析列车制动系统的动态性能,然后基于该制动系统的状态空间模型构建一种模型参考自适应控制系统,并在理论上证明该控制算法的渐近稳定性,同时指出该类控制算法存在引起控制器震荡的固有弊端。随后,通过在原自适应控制系统中引入合适的辅助系统,构建基于增广误差的自适应控制系统,该算法不仅克服了前一种方法的固有缺陷,而且具有更加严谨的理论结构。最后,数学仿真结果显示本文所提算法能有效补偿列车运行过程中存在的不确定性因素,使列车精确地追踪目标制动曲线,验证了本文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 列车制动模型 自适应控制 ato
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基于模糊PID软切换控制的列车自动驾驶系统调速制动 被引量:26
3
作者 董海荣 高冰 +1 位作者 宁滨 张严心 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期794-796,800,共4页
基于对列车自动驾驶(ATO)系统算法的分析,首先针对ATO系统停车阶段采取的一级调速制动过程,利用模糊PID软切换控制算法对ATO系统进行研究;然后利用模糊规则实现模糊控制与PID控制之间的切换;最后通过对系统的仿真表明,该算法不仅能够实... 基于对列车自动驾驶(ATO)系统算法的分析,首先针对ATO系统停车阶段采取的一级调速制动过程,利用模糊PID软切换控制算法对ATO系统进行研究;然后利用模糊规则实现模糊控制与PID控制之间的切换;最后通过对系统的仿真表明,该算法不仅能够实现ATO系统调速控制的平滑过渡,而且使列车能够平稳运行,节约能源,同时提高了乘坐的舒适性和停车精度. 展开更多
关键词 列车自动驾驶 调速制动 模糊PID软切换 舒适性
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面向虚拟编组的列控技术研究 被引量:24
4
作者 宋志丹 徐效宁 +1 位作者 李辉 万林 《铁道标准设计》 北大核心 2019年第6期155-159,共5页
虚拟编组(Virtual Coupling)是近年来欧洲铁路部门提出的一个新理念,它使用无线通信代替机械联挂,实现不同型号列车的虚拟编组。列车虚拟编组后,行车间隔极大缩短,能够进一步提高线路的运输能力。介绍虚拟编组的研究背景和基本理念,分... 虚拟编组(Virtual Coupling)是近年来欧洲铁路部门提出的一个新理念,它使用无线通信代替机械联挂,实现不同型号列车的虚拟编组。列车虚拟编组后,行车间隔极大缩短,能够进一步提高线路的运输能力。介绍虚拟编组的研究背景和基本理念,分析既有欧洲列控系统(ETCS)在应用该技术时面临的问题,旨在提出面向虚拟编组的列控技术实现方案。根据列车间隔控制是否由列控系统进行防护,提出两种方案,并描述它们的基本原理和既有ETCS规范需要变动的内容。在基于列控系统防护的方案中,引入相对制动距离的概念,并提出一种基于相对制动距离的限速曲线计算方法,为下一代列控系统的研究提供参考。 展开更多
关键词 虚拟编组 列车控制技术 欧洲列控系统(ETCS) 列车自动运行(ato) 相对制动距离 移动闭塞
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基于CBTC的列车自动驾驶控制算法 被引量:21
5
作者 陈荣武 刘莉 诸昌钤 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2649-2651,共3页
基于通信的列车控制系统是列车控制系统技术的发展方向。讨论了基于CBTC的列车自动控制系统的基本结构和功能,指出传统控制方法不能适应列车运行参数的非线性和时变性,而采用智能控制方法较为有效,对基于专家系统的ATO系统、基于模糊控... 基于通信的列车控制系统是列车控制系统技术的发展方向。讨论了基于CBTC的列车自动控制系统的基本结构和功能,指出传统控制方法不能适应列车运行参数的非线性和时变性,而采用智能控制方法较为有效,对基于专家系统的ATO系统、基于模糊控制的ATO系统和基于模糊神经网络的ATO系统等几种速度控制算法进行了分析和建模。 展开更多
关键词 基于通信的列车控制系统 列车自动驾驶 自动速度控制 智能控制 控制算法
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干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的方案研究 被引量:21
6
作者 徐效宁 李一楠 +1 位作者 刘磊 刘德超 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2017年第7期78-83,共6页
研究目的:随着珠三角城际铁路的开通,自动驾驶首次在大铁领域得到应用,它能实现列车运行自动控制,提高系统自动化程度和运输效率。由于干线铁路状况更加复杂,如何在干线铁路中应用自动驾驶尚未有明确的技术方案。基于此,本文主要分析干... 研究目的:随着珠三角城际铁路的开通,自动驾驶首次在大铁领域得到应用,它能实现列车运行自动控制,提高系统自动化程度和运输效率。由于干线铁路状况更加复杂,如何在干线铁路中应用自动驾驶尚未有明确的技术方案。基于此,本文主要分析干线铁路的特点和自动驾驶的需求,提出干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的技术方案。研究结论:(1)干线铁路应用自动驾驶最可行的自动化等级应为GoA 2级,即半自动化驾驶运行模式;(2)干线铁路应实现的自动驾驶功能主要为区间自动驾驶、区间运行自动调整、进站对标停车和车门防护;(3)考虑干线铁路的特点和既有设备的变动要求,干线铁路C2系统融合ATO在工程实施中推荐采用基于司机估值的技术方案;(4)本研究成果可为干线线路列控系统引入自动驾驶提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 干线铁路 列控系统 列车自动驾驶(ato) CTCS2+ato
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高速铁路ATO系统控车舒适度技术研究 被引量:22
7
作者 张友兵 陈志强 +1 位作者 王建敏 吴培栋 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2019年第3期67-71,共5页
研究目的:随着高速铁路在我国的广泛应用,在保证安全的前提下,如何进一步提高运输效率,实现智慧铁路,是铁路部门不断追求的目标。近年来,铁路部门开始将自动驾驶技术引入到高铁列车控制系统中,构成高速铁路ATO系统,在该系统中,由ATP保... 研究目的:随着高速铁路在我国的广泛应用,在保证安全的前提下,如何进一步提高运输效率,实现智慧铁路,是铁路部门不断追求的目标。近年来,铁路部门开始将自动驾驶技术引入到高铁列车控制系统中,构成高速铁路ATO系统,在该系统中,由ATP保证行车安全,由ATO实现自动驾驶,实现安全和效率的有机结合。如何提高旅客乘车舒适度,是高铁自动驾驶系统的主要性能指标和研究热点之一。本文研究和给出了不同场景下提高ATO控车舒适度的方法。研究结论:(1)给出了提高启动、巡航、停车三个不同控速阶段控车舒适度的方法;(2)给出了提高过分相区舒适度的方法;(3)给出了提高舒适度的一般方法;(4)给出了舒适度的评价方法;(5)本研究成果可用于提高高速铁路ATO系统的控车舒适度。 展开更多
关键词 高速铁路 列车自动驾驶 车载设备 舒适度
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地铁信号系统的现状及发展趋势 被引量:11
8
作者 蔡爱华 季锦章 《电子工程师》 2000年第5期1-6,共6页
分析了地铁信号系统的现状 ,其中着重论述了列车自动控制、自动驾驶、自动防护和自动监督方面的情况。在发展趋势部分 ,文章指出利用通信、计算机、自动控制及数字信号处理等技术的最新成果开发出来的先进列车自动控制系统必将得到越来... 分析了地铁信号系统的现状 ,其中着重论述了列车自动控制、自动驾驶、自动防护和自动监督方面的情况。在发展趋势部分 ,文章指出利用通信、计算机、自动控制及数字信号处理等技术的最新成果开发出来的先进列车自动控制系统必将得到越来越广泛的应用。 展开更多
关键词 列车自动控制 列车自动驾驶 信号系统
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自主创新CBTC系统的核心技术研究 被引量:15
9
作者 郜春海 《都市快轨交通》 2011年第4期1-4,共4页
介绍自主创新的基于通信的列车控制(com-munication based train control,CBTC)系统。历经10年的核心技术攻关、现场试验、中试与示范工程,首次建立覆盖安全系统全生命周期的移动闭塞系统设计理论及技术体系,提出列车运行安全控制的摸... 介绍自主创新的基于通信的列车控制(com-munication based train control,CBTC)系统。历经10年的核心技术攻关、现场试验、中试与示范工程,首次建立覆盖安全系统全生命周期的移动闭塞系统设计理论及技术体系,提出列车运行安全控制的摸型和算法;采用高密度列车追踪防护技术,解决复杂线路条件下、高速度、高密度列车最小间隔达到90s的追踪控制问题,全天候地保证列车安全运行;采用最佳化列车自动驾驶技术,解决节能优化驾驶、精确停车等问题;提出兼容无线自由波、波导管和漏缆等多种媒介的高可信、大容量车地双向传输技术,实现复杂环境下车地安全信息可信传输;采用基于最小系统及测试案例的仿真、测试、验证技术,实现原理验证、功能测试、系统集成测试、现场故障数据的回放、分析与处理、后期系统的升级与维护。 展开更多
关键词 基于通信的列车控制 移动闭塞 列车自动驾驶 列车运行安全
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基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略 被引量:15
10
作者 王龙生 徐洪泽 +1 位作者 张梦楠 段宏伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期53-60,共8页
本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块... 本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块化技术和显式模型预测控制,降低算法的计算量,以提高硬件实现的可行性。前者通过固定一定时间段内的控制量,对输入序列进行分块化,降低控制器的自由度;后者通过离线设计和在线综合的方法减少算法的在线计算时间。最后利用Matlab仿真软件环境下的MPT 3.0扩展工具箱对所提控制策略进行数值仿真。结果表明:该控制器能在列车运行安全约束下,合理分配动车组各车厢的牵引力和制动力,保障列车准时及节能高效地运行,同时所提出的改进算法能有效降低计算量。 展开更多
关键词 列车自动驾驶ato 模型预测控制 分段仿射系统 混合系统
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基于遗传算法和粒子群优化的列车自动驾驶速度曲线优化方法 被引量:14
11
作者 张京 朱爱红 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第2期599-605,共7页
针对列车自动驾驶(ATO)过程中的精准停车、准时性、舒适性以及能耗问题,提出一种基于遗传算法与粒子群优化(GAPSO)算法结合的ATO速度曲线优化方法。首先,建立列车ATO运行多目标优化模型,将列车过分相区断电惰行纳入控制策略,并对运行控... 针对列车自动驾驶(ATO)过程中的精准停车、准时性、舒适性以及能耗问题,提出一种基于遗传算法与粒子群优化(GAPSO)算法结合的ATO速度曲线优化方法。首先,建立列车ATO运行多目标优化模型,将列车过分相区断电惰行纳入控制策略,并对运行控制策略进行分析;其次,对粒子群优化(PSO)算法进行改进,采用非线性动态惯性权重和改进的加速度系数,并将遗传算子融入其中,从而构成一种全新的GAPSO算法,且验证了GAPSO算法在全局搜索和局部搜索能力以及收敛速度上的优越性。最后,通过GAPSO算法对工况转换点进行寻优,以获取一组满足多目标优化的工况转换点速度,进而得到最优目标速度曲线。仿真实验结果表明,所提优化方法在总体运行时间满足准时性要求的前提下,使能耗降低了13.29%,舒适性提高了26.62%,停车误差降低了21.62%。由此可见,优化后的列车目标速度曲线能够满足多目标要求,该方法为列车ATO多目标优化提供了一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 多目标优化 分相区 目标速度曲线 遗传算子 粒子群优化算法
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CTCS2+ATO列控车载设备安全性及人机职责研究 被引量:13
12
作者 徐效宁 易海旺 +1 位作者 唐峻 唐明亮 《铁路通信信号工程技术》 2017年第2期4-8,49,共6页
概述CTCS2+ATO列控系统的总体结构和设备主要功能;结合安全完整性等级要求,对车载设备引入ATO后的安全性进行分析;引入城市轨道交通自动化等级的定义,确定CTCS2+ATO列控系统的自动化等级,对自动驾驶相关功能的人机职责进行划分,为设备... 概述CTCS2+ATO列控系统的总体结构和设备主要功能;结合安全完整性等级要求,对车载设备引入ATO后的安全性进行分析;引入城市轨道交通自动化等级的定义,确定CTCS2+ATO列控系统的自动化等级,对自动驾驶相关功能的人机职责进行划分,为设备的运用维护和后续发展提供参考。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 CTCS2+ato 安全完整性 自动化等级
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地铁列车自动运行系统的分析与设计 被引量:4
13
作者 黄良骥 唐涛 《城市轨道交通研究》 2003年第2期51-55,共5页
对我国现有的北京、上海、广州的地铁列车自动运行系统进行分析、比较 ,并指出了国产化列车自动运行系统的设计思路。
关键词 地铁 列车自动运行系统 地下铁路 列车自动控制系统 设计 ATC ato 技术特点
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列车自动驾驶调速系统自适应模糊控制 被引量:12
14
作者 董海荣 高冰 宁滨 《动力学与控制学报》 2010年第1期87-91,共5页
列车自动驾驶(ATO)系统停车前采取一级调速制动,本文采用自适应模糊控制对ATO系统的速度进行控制.利用变论域收缩因子优化模糊控制器的量化因子,模糊推理实现比例因子的自调整.通过仿真表明,该算法能够有效改善速度控制的快速性与精度,... 列车自动驾驶(ATO)系统停车前采取一级调速制动,本文采用自适应模糊控制对ATO系统的速度进行控制.利用变论域收缩因子优化模糊控制器的量化因子,模糊推理实现比例因子的自调整.通过仿真表明,该算法能够有效改善速度控制的快速性与精度,提高乘客舒适性与运行效率,从而完成定位停车任务. 展开更多
关键词 列车自动驾驶(ato)系统 调速制动 变论域收缩因子
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基于模糊预测控制策略的ATO仿真 被引量:3
15
作者 孙晓炜 陈永生 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第5期214-217,共4页
该文首先介绍了ATO系统的结构、工作原理,并利用预测控制和模糊逻辑相结合的控制策略,来实现列车自动运行仿真,针对列车运行过程的复杂性和不确定性,采用两套控制规则,一套采用预测数据库,另一套采用实时控制,然后对控制结果进行比较、... 该文首先介绍了ATO系统的结构、工作原理,并利用预测控制和模糊逻辑相结合的控制策略,来实现列车自动运行仿真,针对列车运行过程的复杂性和不确定性,采用两套控制规则,一套采用预测数据库,另一套采用实时控制,然后对控制结果进行比较、择优,从而得到比较理想的控制效果。仿真结果表明预测控制和模糊逻辑相结合:控制策略能更有效地完成列车运行控制。 展开更多
关键词 ato系统 模糊预测控制策略 仿真 列车运行
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高速列车精确停车的鲁棒自触发预测控制 被引量:10
16
作者 刘晓宇 荀径 +1 位作者 高士根 阴佳腾 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期171-181,共11页
列车精确停车作为列车自动运行(Automatic train operation,ATO)系统的一项核心功能,对高速列车的安全和高效运行至关重要.本文针对高速列车停车过程的特点,考虑在避免控制输出频繁切换的前提下实现高精度的停车曲线跟踪,提出了基于模... 列车精确停车作为列车自动运行(Automatic train operation,ATO)系统的一项核心功能,对高速列车的安全和高效运行至关重要.本文针对高速列车停车过程的特点,考虑在避免控制输出频繁切换的前提下实现高精度的停车曲线跟踪,提出了基于模型预测控制(Model predictive control,MPC)的精确停车算法.针对列车停车过程中外部不确定性阻力干扰,采用鲁棒模型预测控制方法,提高对外部干扰的鲁棒性.引入自触发控制策略,以进一步减少控制输出的频繁切换,提高停车过程的舒适度.该方法不需要每个采样时间都求解线性约束二次规划问题,降低了对系统采样和通信能力的要求,提高了算法的实用性.分析结果表明,高速列车精确停车控制方法的稳定性和性能指标的次优性可以得到保证.基于高速列车实际运行数据的仿真结果验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 高速列车 列车自动运行 精确停车 模型预测控制 自触发控制
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高速铁路自动驾驶系统方案设计研究 被引量:7
17
作者 李一楠 郑理华 徐效宁 《铁道运输与经济》 北大核心 2018年第10期56-60,共5页
在高速铁路技术中,列车运行控制系统是核心装备,是我国高速铁路行车运行的重要安全保障装备。针对铁路运输需求的日益增长,高速铁路需要一种更高效和自动化的系统支持,而高速铁路列车自动驾驶(ATO)系统是一种融合了高速铁路和城市轨道... 在高速铁路技术中,列车运行控制系统是核心装备,是我国高速铁路行车运行的重要安全保障装备。针对铁路运输需求的日益增长,高速铁路需要一种更高效和自动化的系统支持,而高速铁路列车自动驾驶(ATO)系统是一种融合了高速铁路和城市轨道交通各自特点的控制系统,在具备安全性保障的前提下,能够利用自动化控制技术提高运输效率,提高自动化程度。对高速铁路ATO系统的方案进行设计研究,分析系统功能和系统应用情况,为高速铁路自动驾驶技术研究提供支持。 展开更多
关键词 高速铁路 列控系统 列车自动驾驶 CTCS2+ato CTCS3+ato
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珠三角城际CTCS2+ATO列控系统控车舒适性研究及案例分析 被引量:2
18
作者 袁水平 《铁道通信信号》 2024年第1期22-29,共8页
针对珠三角城际线上CRH6A-0405动车组装备的CTCS2-200K+ATO列控车载设备,在控制列车减速进站过程中舒适性欠佳问题,研究ATO系统的工作原理及其控车策略、ATO系统所使用的PID滑模控制器及其模型和相关参数,以及ATO系统控车舒适性的评价... 针对珠三角城际线上CRH6A-0405动车组装备的CTCS2-200K+ATO列控车载设备,在控制列车减速进站过程中舒适性欠佳问题,研究ATO系统的工作原理及其控车策略、ATO系统所使用的PID滑模控制器及其模型和相关参数,以及ATO系统控车舒适性的评价指标及影响因素。对列车进站进入降速区前存在异常加速而导致的冲击率过大问题,采取降低列车高速运行时的滑模增益系数避免控制命令饱和的优化方案;对站前减速过程速度与距离采用线性关系导致减速过程不平稳问题,提出将速度与距离关系按照二次函数进行映射的优化方案。现场验证表明:优化后的速度曲线更加平滑,减速过程更加连贯平稳。 展开更多
关键词 珠三角城际 自动驾驶 控车策略 舒适性优化 冲击率 滑模控制器
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高速铁路ATO系统运行计划的应用研究 被引量:6
19
作者 王佳 《铁路通信信号工程技术》 2018年第10期5-10,共6页
高速铁路增加列车自动驾驶系统(ATO),提高了高速铁路的运行效率及智能化水平,通过对车载ATO设备的功能分析,提出CTC运行计划的应用方法,实现列车自动驾驶功能。
关键词 高速铁路ato系统 列车自动驾驶(ato) CTC运行计划
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基于遗传算法列车自动运行速度曲线的优化 被引量:7
20
作者 许立 王长林 《铁路计算机应用》 2013年第10期46-49,共4页
本文探讨了列车自动运行系统(ATO,Automatic Train Operation)中的列车自动运行速度曲线的优化问题。根据ATO控制指标的要求,建立了包含速度防护、舒适度、节能、精确停车等多个目标的列车运行控制模型;采用遗传算法对列车自动运行控制... 本文探讨了列车自动运行系统(ATO,Automatic Train Operation)中的列车自动运行速度曲线的优化问题。根据ATO控制指标的要求,建立了包含速度防护、舒适度、节能、精确停车等多个目标的列车运行控制模型;采用遗传算法对列车自动运行控制策略进行优化,验证和仿真了优化后的速度曲线,直观反映了列车自动运行的安全性,舒适性,高效性和停车精度等性能提高情况。 展开更多
关键词 城市轨道交通 列车自动运行 遗传算法 速度曲线的优化
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