城市軌道交通ATO和ATP冗余邏輯單元的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 16:25
近年來(lái),隨著城市軌道交通系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷提升,全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)(FAO)成為信號(hào)系統(tǒng)最新的發(fā)展方向,而傳統(tǒng)的信號(hào)系統(tǒng)越來(lái)越不能適應(yīng)城市軌道交通高速度、高密度、高穩(wěn)定性和高安全性的行車要求。因此需對(duì)現(xiàn)有的車載ATO和ATP子系統(tǒng)的自動(dòng)化程度、可靠性和安全性進(jìn)一步提高。為此,本文以北京燕房線FAO系統(tǒng)中的車載ATO和ATP子系統(tǒng)作為研究對(duì)象。結(jié)合FAO系統(tǒng)的整體需求,對(duì)目前國(guó)內(nèi)采用單機(jī)主控的ATO子系統(tǒng)和二取二主控的ATP子系統(tǒng)從穩(wěn)定性上進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),在硬件上采用可靠性更高的元器件,軟件上提高控制算法的魯棒性,系統(tǒng)架構(gòu)上提高系統(tǒng)的冗余度,從而進(jìn)一步提升整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。論文的主要研究工作如下:首先,本文對(duì)車載冗余ATO和三取二ATP子系統(tǒng)的原理和主要功能進(jìn)行詳細(xì)的闡述,并著重與現(xiàn)有的單機(jī)ATO和二取二ATP子系統(tǒng)進(jìn)行分析比較,冗余ATO和三取二ATP設(shè)計(jì)方案在安全性,穩(wěn)定性,可用性和可維護(hù)性上較單機(jī)ATO和二取二ATP的設(shè)計(jì)方案更為優(yōu)越。同時(shí)對(duì)冗余ATO子系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)的故障監(jiān)測(cè)和無(wú)縫切換機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)的分析說(shuō)明。其次對(duì)三取二ATP子系統(tǒng)的硬件上實(shí)現(xiàn)三取二的取值原理,列車受力分析和速度...
【文章來(lái)源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車載ATO和ATP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖 2.2 列車牽引/制動(dòng)模型原理圖)列車自動(dòng)無(wú)人折返功能(AR)列車自動(dòng)折返是一種特殊的駕駛模式,是在 ATP 的監(jiān)督下由 ATO 控制的,當(dāng)終端折返站時(shí),列車會(huì)自動(dòng)進(jìn)入 AR 模式,信號(hào)系統(tǒng)啟動(dòng)列車進(jìn)入折返軌、改向和啟動(dòng)回程所需要的信息,這時(shí) ATC 軌旁設(shè)備 ZC 和 DSU 提供必要數(shù)據(jù)給來(lái)控制列車從到達(dá)站臺(tái)運(yùn)行到折返軌[32][33]。到達(dá)折返軌后,折返被認(rèn)為有效,列返回運(yùn)行到新的出發(fā)站臺(tái)并停穩(wěn)后,車載 ATO 設(shè)備就會(huì)自動(dòng)退出 AR 模式[32][34)速度自動(dòng)控制功能速度自動(dòng)控制功能具有調(diào)節(jié)、控制和實(shí)時(shí)監(jiān)督列車的速度,并且根據(jù) ATP 提供許速度參數(shù)和速度防護(hù)曲線來(lái)保持調(diào)節(jié)列車的速度,使列車的運(yùn)行速度在 ATP全防護(hù)曲線下運(yùn)行[35][36]。列車牽引力和制動(dòng)力是可控的, 由車載 ATO 子系統(tǒng)通引/制動(dòng)的開關(guān)量接口線提供 0 到 10V 的模擬電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)牽引力和制動(dòng)力的大且 ATO 系統(tǒng)持續(xù)進(jìn)行列車即時(shí)速度的測(cè)量, 并顯示在 MMI 上[37]。連續(xù)實(shí)時(shí)量為列車的牽引制動(dòng)力的大小提高依據(jù)。速度測(cè)量由安裝在車軸上的速度傳感勒雷達(dá)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的測(cè)量。圖 2.3 為位列車自動(dòng)速度控制原理圖:
(AR)的駕駛模式,是在 ATP 的監(jiān)督下由自動(dòng)進(jìn)入 AR 模式,信號(hào)系統(tǒng)啟動(dòng)列信息,這時(shí) ATC 軌旁設(shè)備 ZC 和 D運(yùn)行到折返軌[32][33]。到達(dá)折返軌后臺(tái)并停穩(wěn)后,車載 ATO 設(shè)備就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制和實(shí)時(shí)監(jiān)督列車的速度曲線來(lái)保持調(diào)節(jié)列車的速度,使列車]。列車牽引力和制動(dòng)力是可控的, 由提供 0 到 10V 的模擬電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)牽列車即時(shí)速度的測(cè)量, 并顯示在 M的大小提高依據(jù)。速度測(cè)量由安裝在測(cè)量。圖 2.3 為位列車自動(dòng)速度控制
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]下一代地鐵車輛全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號(hào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J]. 翟國(guó)銳,劉宏偉,師秀霞. 都市快軌交通. 2017(03)
[2]城市軌道交通2016年統(tǒng)計(jì)和分析[J]. 侯秀芳,左超,李楠. 都市快軌交通. 2017(03)
[3]城市軌道交通2016年度統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告[J]. 城市軌道交通. 2017(01)
[4]基于多功能車輛總線(MVB)的消息數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議[J]. 于曉娜,王建敏,王懷江. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù). 2017(01)
[5]基于車長(zhǎng)的CBTC車載ATP安全制動(dòng)曲線模型的研究[J]. 吳赟,汪領(lǐng)領(lǐng). 城市軌道交通研究. 2015(04)
[6]ATO系統(tǒng)在城際鐵路的應(yīng)用研究[J]. 吳歆彥. 中國(guó)鐵路. 2013(05)
[7]基于數(shù)字信號(hào)處理器的車載接口設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)證[J]. 張健,王志駿,馬妍. 城市軌道交通研究. 2012(01)
[8]國(guó)產(chǎn)化城市軌道交通ATO系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 任興明,王晶晶. 電子機(jī)械工程. 2011(05)
[9]城軌交通CBTC關(guān)鍵技術(shù)——列車自動(dòng)防護(hù)車載(ATP)子系統(tǒng)[J]. 郜洪民,段晨寧,尹遜政. 現(xiàn)代城市軌道交通. 2011(05)
[10]自主創(chuàng)新CBTC系統(tǒng)的核心技術(shù)研究[J]. 郜春海. 都市快軌交通. 2011(04)
博士論文
[1]基于在線計(jì)算方式的車載ATO運(yùn)行模式曲線優(yōu)化模型研究[D]. 林穎.西南交通大學(xué) 2013
[2]城市軌道交通CBTC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉曉娟.蘭州交通大學(xué) 2009
碩士論文
[1]軌道交通冗余ATO的算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙文天.北京交通大學(xué) 2015
[2]CTCS3級(jí)列控系統(tǒng)的車載ATP防護(hù)曲線算法研究[D]. 譚莉.西南交通大學(xué) 2014
[3]全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)車載設(shè)備可靠性分析與實(shí)現(xiàn)[D]. 馬龍.北京交通大學(xué) 2014
[4]城軌列車運(yùn)行延遲調(diào)整的若干問(wèn)題研究[D]. 毛楚楚.北京交通大學(xué) 2014
[5]基于故障樹的ATO故障診斷專家系統(tǒng)的研究[D]. 謝彬.蘭州交通大學(xué) 2013
[6]城際列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ATO)的研究[D]. 林佳.浙江大學(xué) 2012
[7]列車駕駛?cè)蒎e(cuò)控制技術(shù)研究[D]. 羅仁士.北京交通大學(xué) 2012
[8]面向無(wú)人駕駛ATO設(shè)備冗余機(jī)制的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 陳海燕.北京交通大學(xué) 2012
[9]基于dSPACE的列控車載控制器測(cè)試方法的研究[D]. 范瑩.北京交通大學(xué) 2012
[10]城市軌道交通CBTC系統(tǒng)車載ATP的研究與仿真[D]. 董凱霞.蘭州交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3516346
【文章來(lái)源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車載ATO和ATP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖 2.2 列車牽引/制動(dòng)模型原理圖)列車自動(dòng)無(wú)人折返功能(AR)列車自動(dòng)折返是一種特殊的駕駛模式,是在 ATP 的監(jiān)督下由 ATO 控制的,當(dāng)終端折返站時(shí),列車會(huì)自動(dòng)進(jìn)入 AR 模式,信號(hào)系統(tǒng)啟動(dòng)列車進(jìn)入折返軌、改向和啟動(dòng)回程所需要的信息,這時(shí) ATC 軌旁設(shè)備 ZC 和 DSU 提供必要數(shù)據(jù)給來(lái)控制列車從到達(dá)站臺(tái)運(yùn)行到折返軌[32][33]。到達(dá)折返軌后,折返被認(rèn)為有效,列返回運(yùn)行到新的出發(fā)站臺(tái)并停穩(wěn)后,車載 ATO 設(shè)備就會(huì)自動(dòng)退出 AR 模式[32][34)速度自動(dòng)控制功能速度自動(dòng)控制功能具有調(diào)節(jié)、控制和實(shí)時(shí)監(jiān)督列車的速度,并且根據(jù) ATP 提供許速度參數(shù)和速度防護(hù)曲線來(lái)保持調(diào)節(jié)列車的速度,使列車的運(yùn)行速度在 ATP全防護(hù)曲線下運(yùn)行[35][36]。列車牽引力和制動(dòng)力是可控的, 由車載 ATO 子系統(tǒng)通引/制動(dòng)的開關(guān)量接口線提供 0 到 10V 的模擬電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)牽引力和制動(dòng)力的大且 ATO 系統(tǒng)持續(xù)進(jìn)行列車即時(shí)速度的測(cè)量, 并顯示在 MMI 上[37]。連續(xù)實(shí)時(shí)量為列車的牽引制動(dòng)力的大小提高依據(jù)。速度測(cè)量由安裝在車軸上的速度傳感勒雷達(dá)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的測(cè)量。圖 2.3 為位列車自動(dòng)速度控制原理圖:
(AR)的駕駛模式,是在 ATP 的監(jiān)督下由自動(dòng)進(jìn)入 AR 模式,信號(hào)系統(tǒng)啟動(dòng)列信息,這時(shí) ATC 軌旁設(shè)備 ZC 和 D運(yùn)行到折返軌[32][33]。到達(dá)折返軌后臺(tái)并停穩(wěn)后,車載 ATO 設(shè)備就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制和實(shí)時(shí)監(jiān)督列車的速度曲線來(lái)保持調(diào)節(jié)列車的速度,使列車]。列車牽引力和制動(dòng)力是可控的, 由提供 0 到 10V 的模擬電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)牽列車即時(shí)速度的測(cè)量, 并顯示在 M的大小提高依據(jù)。速度測(cè)量由安裝在測(cè)量。圖 2.3 為位列車自動(dòng)速度控制
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]下一代地鐵車輛全自動(dòng)無(wú)人駕駛信號(hào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J]. 翟國(guó)銳,劉宏偉,師秀霞. 都市快軌交通. 2017(03)
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[4]基于多功能車輛總線(MVB)的消息數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議[J]. 于曉娜,王建敏,王懷江. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù). 2017(01)
[5]基于車長(zhǎng)的CBTC車載ATP安全制動(dòng)曲線模型的研究[J]. 吳赟,汪領(lǐng)領(lǐng). 城市軌道交通研究. 2015(04)
[6]ATO系統(tǒng)在城際鐵路的應(yīng)用研究[J]. 吳歆彥. 中國(guó)鐵路. 2013(05)
[7]基于數(shù)字信號(hào)處理器的車載接口設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)證[J]. 張健,王志駿,馬妍. 城市軌道交通研究. 2012(01)
[8]國(guó)產(chǎn)化城市軌道交通ATO系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 任興明,王晶晶. 電子機(jī)械工程. 2011(05)
[9]城軌交通CBTC關(guān)鍵技術(shù)——列車自動(dòng)防護(hù)車載(ATP)子系統(tǒng)[J]. 郜洪民,段晨寧,尹遜政. 現(xiàn)代城市軌道交通. 2011(05)
[10]自主創(chuàng)新CBTC系統(tǒng)的核心技術(shù)研究[J]. 郜春海. 都市快軌交通. 2011(04)
博士論文
[1]基于在線計(jì)算方式的車載ATO運(yùn)行模式曲線優(yōu)化模型研究[D]. 林穎.西南交通大學(xué) 2013
[2]城市軌道交通CBTC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉曉娟.蘭州交通大學(xué) 2009
碩士論文
[1]軌道交通冗余ATO的算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙文天.北京交通大學(xué) 2015
[2]CTCS3級(jí)列控系統(tǒng)的車載ATP防護(hù)曲線算法研究[D]. 譚莉.西南交通大學(xué) 2014
[3]全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)車載設(shè)備可靠性分析與實(shí)現(xiàn)[D]. 馬龍.北京交通大學(xué) 2014
[4]城軌列車運(yùn)行延遲調(diào)整的若干問(wèn)題研究[D]. 毛楚楚.北京交通大學(xué) 2014
[5]基于故障樹的ATO故障診斷專家系統(tǒng)的研究[D]. 謝彬.蘭州交通大學(xué) 2013
[6]城際列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ATO)的研究[D]. 林佳.浙江大學(xué) 2012
[7]列車駕駛?cè)蒎e(cuò)控制技術(shù)研究[D]. 羅仁士.北京交通大學(xué) 2012
[8]面向無(wú)人駕駛ATO設(shè)備冗余機(jī)制的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 陳海燕.北京交通大學(xué) 2012
[9]基于dSPACE的列控車載控制器測(cè)試方法的研究[D]. 范瑩.北京交通大學(xué) 2012
[10]城市軌道交通CBTC系統(tǒng)車載ATP的研究與仿真[D]. 董凱霞.蘭州交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3516346
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