基于CBTC的列车自动驾驶控制算法

时间：2026-01-12

第27卷第11期

2007年11月

文章编号:1001-9081(2007)11-2649-03

计算机应用

ComputerApplications

Vol.27No.11

Nov.2007

基于CBTC的列车自动驾驶控制算法

陈荣武,刘　莉,诸昌钤

(西南交通大学信息科学与技术学院,成都610031)

(cqzhu@http://)

摘　要: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。

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;控制算法中图分类号:TP273;TP391.9　　文献标识码:A

AutomatictrainoperationanditscontrolalgorithmbasedonCBTC

CHENRong2wu,LIULi,ZHUChang2qian

(SchoolofInformationScienceandTechnology,SouthwestJiaotongUniversity,ChengduS,China)

Abstract:CommunicationBasedTrainControl(CBTC)istheofAut(ATC)technology.ThebasicstructureandfunctionsoftheCBTCbasedATCm.cannotsatisfythenolinearityandtimevarietyoftheonoltheoryisabettersolution.AndthentheautomatictrainsuchasAutomaticTrainOperation(ATO)systemsbasedonfuzzyolnetworksweremodeledanddescribed.

KeyBasedTrainControl(CBTC);AutomaticTrainOperation(ATO);automaticspeedcontrol;intelligentcontrol;controlalgorithms

0　引言

基于通信的列车控制系统(CommunicationBasedTrain

Control,CBTC)突破了传统铁路信号系统的限制,通过移动闭塞技术缩短运行间隔,提高了列车的运行效率和系统的灵活性,是列车控制系统技术的发展方向[1]。

列车自动驾驶系统(AutomaticTrainOperation,ATO)是一个完整的列车运行自动控制系统,包括列车的自动启动、自动调速、自动停车和定点停车等主要功能。ATO可以自动完成熟练司机的工作,同时可以合理地控制全线列车的运行。根据从列车自动防护(AutomaticTrainProtection,ATP)系统接收到的目标速度信息、线路数据信息和由列车自动监督(AutomaticTrainSupervision,ATS)系统发出的命令,ATO可以合理地控制列车的运行,使列车运行更加准时、舒适和节能。

由于CBTC系统采用了连续的车地通信方式,ATO子系统就能够实地获得列车的位置、目标速度、目标距离和各种线路参数,为ATO的各种算法设计提供了条件。

列车的授权区域。数据库存储单元包含其他列车控制子系统使用的所有数据库,数据库存储了所有相关的线路信息,包括车站停车、坡度、土建限速、道岔位置和信号机位置等。ATS是一个非安全子系统,它为ATS值班员提供人机接口,实现列车的自动监督和列车自动调整功能。

1.2　基于CBTC的ATO

基本功能

1　基于CBTC的ATO

1.1　CBTC的系统结构

CBTC主要包括车载控制器(车载ATP和车载ATO)和地

图1　ATO系统结构

面设置的区域控制器、数据存储单元和ATS系统。

车载控制器测量各应答器之间的距离,并根据速度传感器输入信号计算自探测到一个应答器后列车所行驶的距离。区域控制器负责控制道岔和信号机,检测其控制区域内所有

ATO属于车载控制器的非安全子系统,主要包括:自动

速度控制、自动停站和定点停车、自动启动、停站时分、车门控制、ATS命令执行、ATS状态报告、ATP通信以及故障处理等功能模块。