城市軌道交通發(fā)展迅猛,這為發(fā)展高度自動化的CBTC系統(tǒng)提出了迫切需求。CBTC作為城市軌道交通的核心,經(jīng)歷了人工、半自動、全自動的發(fā)展歷程。全自動駕駛系統(tǒng)(Fully Automatic Operation,FAO)是未來城市軌道交通發(fā)展方向,具有高安全、高可靠、高效率,管理集中化、控制自主化等諸多優(yōu)點,已被越來越多的城市采用。本文以FAO系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對比了它與傳統(tǒng)CBTC系統(tǒng)的差異,分析了全自動運營場景,提出以實驗室地鐵三維平臺為基礎(chǔ)的全自動駕駛行車模擬仿真研究。首先,根據(jù)分層遞階控制思想,設(shè)計系統(tǒng)三層架構(gòu),自下而上分別為現(xiàn)場三維視景子系統(tǒng)、車載控制子系統(tǒng)、中心車輛調(diào)度子系統(tǒng)。此外,分析了系統(tǒng)功能需求;設(shè)計了系統(tǒng)通信接口;詳細(xì)描述了系統(tǒng)所需的關(guān)鍵理論和技術(shù)方案,包括追蹤運行原理、ATP安全制動模型及其算法、ATO駕駛策略及其自動控制算法等。其次,基于模糊邏輯控制(Fuzzy Logic Control,FLC)對車載控制子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn),完成了ATP防護(hù)、ATO駕駛、TOD人機(jī)界面功能。ATP單元主要提供列車超速防護(hù)和速度監(jiān)督;ATO單元主要在模糊控制器的...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 全自動駕駛系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 視景仿真在軌道交通應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源與研究目標(biāo)
    1.4 研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
第2章 三維視景平臺與全自動駕駛系統(tǒng)概述
    2.1 三維視景平臺概述
        2.1.1 視景系統(tǒng)的建立
        2.1.2 視景系統(tǒng)的功能
    2.2 全自動駕駛信號系統(tǒng)功能需求分析
        2.2.1 基于CBTC的既有功能需求
        2.2.2 基于CBTC的特殊功能需求
    2.3 全自動駕駛系統(tǒng)運營場景分析
        2.3.1 正常運營場景
        2.3.2 非正常運營場景
    2.4 全自動駕駛系統(tǒng)駕駛模式分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 行車模擬系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    3.1 基于分層遞階控制的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
        3.1.1 分層遞階控制理論
        3.1.2 行車模擬系統(tǒng)架構(gòu)
    3.2 行車模擬系統(tǒng)功能需求分析
    3.3 行車模擬系統(tǒng)通信接口設(shè)計
        3.3.1 數(shù)據(jù)通信接口
        3.3.2 數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)
        3.3.3 數(shù)據(jù)協(xié)議設(shè)計
    3.4 關(guān)鍵理論研究與技術(shù)方案
        3.4.1 基于移動閉塞原理的間隔控制
        3.4.2 ATP安全制動模型與計算算法
        3.4.3 ATO自動駕駛策略分析
        3.4.4 基于模糊控制算法的列車自動駕駛研究
            3.4.4.1 模糊控制基本概念
            3.4.4.2 模糊控制系統(tǒng)原理
            3.4.4.3 模糊控制器的設(shè)計
            3.4.4.4 模糊控制器的驗證
        3.4.5 基于XML的車輛調(diào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲冗余技術(shù)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于FLC的車載控制子系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 車載控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    4.2 列車自動防護(hù)單元設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.1 動力學(xué)計算與仿真參數(shù)設(shè)置模塊
        4.2.2 速度監(jiān)督與超速防護(hù)模塊
        4.2.3 列車定位與零速檢測模塊
        4.2.4 追蹤間隔控制模塊
        4.2.5 駕駛模式監(jiān)督模塊
        4.2.6 其他功能模塊
            4.2.6.1 EB觸發(fā)與緩解
            4.2.6.2 停穩(wěn)與車門監(jiān)督
    4.3 列車自動駕駛單元設(shè)計與實現(xiàn)
        4.3.1 速度自動調(diào)整與自動駕駛模塊
        4.3.2 進(jìn)站停車控制模塊
        4.3.3 車門控制模塊
        4.3.4 自動發(fā)車模塊
        4.3.5 自動喚醒與出入庫模塊
        4.3.6 蠕動CAM模塊
    4.4 人機(jī)界面顯示單元設(shè)計與實現(xiàn)
        4.4.1 界面概述
        4.4.2 公共控制區(qū)
        4.4.3 駕駛界面區(qū)
        4.4.4 系統(tǒng)管理界面
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于FAM的車輛調(diào)度子系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 車輛調(diào)度子系統(tǒng)概述
    5.2 站場信息監(jiān)視設(shè)計與實現(xiàn)
        5.2.1 靜態(tài)線路數(shù)據(jù)
        5.2.2 站場信息顯示
        5.2.3 列車追蹤顯示
        5.2.4 信號設(shè)備監(jiān)督
    5.3 車輛上電喚醒監(jiān)視設(shè)計與實現(xiàn)
    5.4 車輛遠(yuǎn)程控制與運行監(jiān)視設(shè)計與實現(xiàn)
        5.4.1 車輛遠(yuǎn)程控制
        5.4.2 車輛運行信息監(jiān)視
    5.5 車載信號TOD監(jiān)視設(shè)計與實現(xiàn)
    5.6 性能評估器設(shè)計與實現(xiàn)
        5.6.1 性能指標(biāo)建模與實現(xiàn)
            5.6.1.1 安全性與追溯性
            5.6.1.2 停車精確性與準(zhǔn)時性
            5.6.1.3 節(jié)能性與舒適性
        5.6.2 速度距離曲線監(jiān)視
    5.7 其他功能設(shè)計與實現(xiàn)
    5.8 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)功能測試與驗證
    6.1 開發(fā)及運行測試環(huán)境
    6.2 典型仿真測試實例
        6.2.1 基于典型運營場景的單車運行
        6.2.2 基于移動閉塞的多車追蹤運行
    6.3 其他功能測試
        6.3.1 車載控制子系統(tǒng)
        6.3.2 車輛調(diào)度子系統(tǒng)
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 ATO模糊邏輯控制規(guī)則
附錄2 TOD部分圖標(biāo)設(shè)計說明
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3832661