城市轨道交通ATO和ATP冗余逻辑单元的设计与实现
发布时间：2021-11-24 16:25
近年来,随着城市轨道交通系统的自动化程度不断提升,全自动无人驾驶系统（FAO）成为信号系统最新的发展方向,而传统的信号系统越来越不能适应城市轨道交通高速度、高密度、高稳定性和高安全性的行车要求。因此需对现有的车载ATO和ATP子系统的自动化程度、可靠性和安全性进一步提高。为此,本文以北京燕房线FAO系统中的车载ATO和ATP子系统作为研究对象。结合FAO系统的整体需求,对目前国内采用单机主控的ATO子系统和二取二主控的ATP子系统从稳定性上进行了重新设计,在硬件上采用可靠性更高的元器件,软件上提高控制算法的鲁棒性,系统架构上提高系统的冗余度,从而进一步提升整个系统的稳定性。论文的主要研究工作如下:首先,本文对车载冗余ATO和三取二ATP子系统的原理和主要功能进行详细的阐述,并着重与现有的单机ATO和二取二ATP子系统进行分析比较,冗余ATO和三取二ATP设计方案在安全性,稳定性,可用性和可维护性上较单机ATO和二取二ATP的设计方案更为优越。同时对冗余ATO子系统的运行时的故障监测和无缝切换机制进行详细的分析说明。其次对三取二ATP子系统的硬件上实现三取二的取值原理,列车受力分析和速度...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车载ATO和ATP系统结构图
图 2.2 列车牵引/制动模型原理图）列车自动无人折返功能（AR）列车自动折返是一种特殊的驾驶模式，是在 ATP 的监督下由 ATO 控制的，当终端折返站时，列车会自动进入 AR 模式，信号系统启动列车进入折返轨、改向和启动回程所需要的信息，这时 ATC 轨旁设备 ZC 和 DSU 提供必要数据给来控制列车从到达站台运行到折返轨[32][33]。到达折返轨后,折返被认为有效,列返回运行到新的出发站台并停稳后,车载 ATO 设备就会自动退出 AR 模式[32][34）速度自动控制功能速度自动控制功能具有调节、控制和实时监督列车的速度,并且根据 ATP 提供许速度参数和速度防护曲线来保持调节列车的速度，使列车的运行速度在 ATP全防护曲线下运行[35][36]。列车牵引力和制动力是可控的, 由车载 ATO 子系统通引/制动的开关量接口线提供 0 到 10V 的模拟电压来实现牵引力和制动力的大且 ATO 系统持续进行列车即时速度的测量， 并显示在 MMI 上[37]。连续实时量为列车的牵引制动力的大小提高依据。速度测量由安装在车轴上的速度传感勒雷达进行连续实时的测量。图 2.3 为位列车自动速度控制原理图：
（AR）的驾驶模式，是在 ATP 的监督下由自动进入 AR 模式，信号系统启动列信息，这时 ATC 轨旁设备 ZC 和 D运行到折返轨[32][33]。到达折返轨后台并停稳后,车载 ATO 设备就会自动调节、控制和实时监督列车的速度曲线来保持调节列车的速度，使列车]。列车牵引力和制动力是可控的, 由提供 0 到 10V 的模拟电压来实现牵列车即时速度的测量， 并显示在 M的大小提高依据。速度测量由安装在测量。图 2.3 为位列车自动速度控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]下一代地铁车辆全自动无人驾驶信号系统关键技术[J]. 翟国锐,刘宏伟,师秀霞. 都市快轨交通. 2017(03)
[2]城市轨道交通2016年统计和分析[J]. 侯秀芳,左超,李楠. 都市快轨交通. 2017(03)
[3]城市轨道交通2016年度统计和分析报告[J]. 城市轨道交通. 2017(01)
[4]基于多功能车辆总线（MVB）的消息数据传输协议[J]. 于晓娜,王建敏,王怀江. 铁路通信信号工程技术. 2017(01)
[5]基于车长的CBTC车载ATP安全制动曲线模型的研究[J]. 吴赟,汪领领. 城市轨道交通研究. 2015(04)
[6]ATO系统在城际铁路的应用研究[J]. 吴歆彦. 中国铁路. 2013(05)
[7]基于数字信号处理器的车载接口设备的设计与实证[J]. 张健,王志骏,马妍. 城市轨道交通研究. 2012(01)
[8]国产化城市轨道交通ATO系统设计[J]. 任兴明,王晶晶. 电子机械工程. 2011(05)
[9]城轨交通CBTC关键技术——列车自动防护车载（ATP）子系统[J]. 郜洪民,段晨宁,尹逊政. 现代城市轨道交通. 2011(05)
[10]自主创新CBTC系统的核心技术研究[J]. 郜春海. 都市快轨交通. 2011(04)
博士论文
[1]基于在线计算方式的车载ATO运行模式曲线优化模型研究[D]. 林颖.西南交通大学 2013
[2]城市轨道交通CBTC系统关键技术研究[D]. 刘晓娟.兰州交通大学 2009
硕士论文
[1]轨道交通冗余ATO的算法研究与实现[D]. 赵文天.北京交通大学 2015
[2]CTCS3级列控系统的车载ATP防护曲线算法研究[D]. 谭莉.西南交通大学 2014
[3]全自动驾驶系统车载设备可靠性分析与实现[D]. 马龙.北京交通大学 2014
[4]城轨列车运行延迟调整的若干问题研究[D]. 毛楚楚.北京交通大学 2014
[5]基于故障树的ATO故障诊断专家系统的研究[D]. 谢彬.兰州交通大学 2013
[6]城际列车自动驾驶系统（ATO）的研究[D]. 林佳.浙江大学 2012
[7]列车驾驶容错控制技术研究[D]. 罗仁士.北京交通大学 2012
[8]面向无人驾驶ATO设备冗余机制的设计和实现[D]. 陈海燕.北京交通大学 2012
[9]基于dSPACE的列控车载控制器测试方法的研究[D]. 范莹.北京交通大学 2012
[10]城市轨道交通CBTC系统车载ATP的研究与仿真[D]. 董凯霞.兰州交通大学 2011
本文编号：3516346
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车载ATO和ATP系统结构图
图 2.2 列车牵引/制动模型原理图）列车自动无人折返功能（AR）列车自动折返是一种特殊的驾驶模式，是在 ATP 的监督下由 ATO 控制的，当终端折返站时，列车会自动进入 AR 模式，信号系统启动列车进入折返轨、改向和启动回程所需要的信息，这时 ATC 轨旁设备 ZC 和 DSU 提供必要数据给来控制列车从到达站台运行到折返轨[32][33]。到达折返轨后,折返被认为有效,列返回运行到新的出发站台并停稳后,车载 ATO 设备就会自动退出 AR 模式[32][34）速度自动控制功能速度自动控制功能具有调节、控制和实时监督列车的速度,并且根据 ATP 提供许速度参数和速度防护曲线来保持调节列车的速度，使列车的运行速度在 ATP全防护曲线下运行[35][36]。列车牵引力和制动力是可控的, 由车载 ATO 子系统通引/制动的开关量接口线提供 0 到 10V 的模拟电压来实现牵引力和制动力的大且 ATO 系统持续进行列车即时速度的测量， 并显示在 MMI 上[37]。连续实时量为列车的牵引制动力的大小提高依据。速度测量由安装在车轴上的速度传感勒雷达进行连续实时的测量。图 2.3 为位列车自动速度控制原理图：
（AR）的驾驶模式，是在 ATP 的监督下由自动进入 AR 模式，信号系统启动列信息，这时 ATC 轨旁设备 ZC 和 D运行到折返轨[32][33]。到达折返轨后台并停稳后,车载 ATO 设备就会自动调节、控制和实时监督列车的速度曲线来保持调节列车的速度，使列车]。列车牵引力和制动力是可控的, 由提供 0 到 10V 的模拟电压来实现牵列车即时速度的测量， 并显示在 M的大小提高依据。速度测量由安装在测量。图 2.3 为位列车自动速度控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]下一代地铁车辆全自动无人驾驶信号系统关键技术[J]. 翟国锐,刘宏伟,师秀霞. 都市快轨交通. 2017(03)
[2]城市轨道交通2016年统计和分析[J]. 侯秀芳,左超,李楠. 都市快轨交通. 2017(03)
[3]城市轨道交通2016年度统计和分析报告[J]. 城市轨道交通. 2017(01)
[4]基于多功能车辆总线（MVB）的消息数据传输协议[J]. 于晓娜,王建敏,王怀江. 铁路通信信号工程技术. 2017(01)
[5]基于车长的CBTC车载ATP安全制动曲线模型的研究[J]. 吴赟,汪领领. 城市轨道交通研究. 2015(04)
[6]ATO系统在城际铁路的应用研究[J]. 吴歆彦. 中国铁路. 2013(05)
[7]基于数字信号处理器的车载接口设备的设计与实证[J]. 张健,王志骏,马妍. 城市轨道交通研究. 2012(01)
[8]国产化城市轨道交通ATO系统设计[J]. 任兴明,王晶晶. 电子机械工程. 2011(05)
[9]城轨交通CBTC关键技术——列车自动防护车载（ATP）子系统[J]. 郜洪民,段晨宁,尹逊政. 现代城市轨道交通. 2011(05)
[10]自主创新CBTC系统的核心技术研究[J]. 郜春海. 都市快轨交通. 2011(04)
博士论文
[1]基于在线计算方式的车载ATO运行模式曲线优化模型研究[D]. 林颖.西南交通大学 2013
[2]城市轨道交通CBTC系统关键技术研究[D]. 刘晓娟.兰州交通大学 2009
硕士论文
[1]轨道交通冗余ATO的算法研究与实现[D]. 赵文天.北京交通大学 2015
[2]CTCS3级列控系统的车载ATP防护曲线算法研究[D]. 谭莉.西南交通大学 2014
[3]全自动驾驶系统车载设备可靠性分析与实现[D]. 马龙.北京交通大学 2014
[4]城轨列车运行延迟调整的若干问题研究[D]. 毛楚楚.北京交通大学 2014
[5]基于故障树的ATO故障诊断专家系统的研究[D]. 谢彬.兰州交通大学 2013
[6]城际列车自动驾驶系统（ATO）的研究[D]. 林佳.浙江大学 2012
[7]列车驾驶容错控制技术研究[D]. 罗仁士.北京交通大学 2012
[8]面向无人驾驶ATO设备冗余机制的设计和实现[D]. 陈海燕.北京交通大学 2012
[9]基于dSPACE的列控车载控制器测试方法的研究[D]. 范莹.北京交通大学 2012
[10]城市轨道交通CBTC系统车载ATP的研究与仿真[D]. 董凯霞.兰州交通大学 2011
本文编号：3516346
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