ATO系統(tǒng)對地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性的影響與應(yīng)用實(shí)踐

◎張建民

ATO系統(tǒng)對地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性的影響與應(yīng)用實(shí)踐

◎張建民

ATO系統(tǒng)是ATC系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，在地鐵運(yùn)行中發(fā)揮著重要的控制和服務(wù)作用，其應(yīng)用對提升地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性有著重要的意義。本文將對ATO系統(tǒng)對地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性的影響機(jī)制進(jìn)行介紹，并對其應(yīng)用實(shí)踐現(xiàn)狀進(jìn)行分析，期望為該系統(tǒng)的研究和應(yīng)用提供可行的參考。

ATO系統(tǒng)對地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性的影響

ATO系統(tǒng)的主要功能如圖1所示：

圖中所示的各種功能均可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行，而這些功能的實(shí)現(xiàn)均或多或少地提升了地鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性，以下將一一論述：

基本控制功能對地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。首先，自動駕駛功能可自動調(diào)整列車運(yùn)行的速度，使列車在區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行保持相對平穩(wěn)的狀態(tài)，并最大限度地減少了列車牽引、惰行、制動工況之間的轉(zhuǎn)換，以提升列車運(yùn)行的穩(wěn)定性，在保證安全運(yùn)行的同時(shí)也提升了乘坐者的舒適度。

由于ATO車載設(shè)備中存儲了大量軌道布局信息和列車區(qū)間運(yùn)行速度限制信息，進(jìn)而確保了ATO系統(tǒng)控制列車自動駕駛時(shí)速度的穩(wěn)定性。

如圖2所示，ATO系統(tǒng)控制列車運(yùn)行時(shí)，要將列車的運(yùn)行速度控制在限制速度值以下。

其次，ATO車載系統(tǒng)根據(jù)列車當(dāng)前速度和距離目標(biāo)制動點(diǎn)的距離計(jì)算出一條制動運(yùn)行曲線，進(jìn)而使列車更加準(zhǔn)確地?？吭谥付ㄎ恢?。

ATO控制列車按照ATS計(jì)劃行駛，將列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)間控制在ATS準(zhǔn)許的時(shí)間范圍內(nèi)，以更好的避免安全事故的發(fā)生。

服務(wù)功能對地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。列車位置功能意味著ATO可以通過ATP獲取列車位置、速度等信息，并根據(jù)上次計(jì)算所得的運(yùn)行距離對列車的實(shí)際位置進(jìn)行提示和調(diào)整，以使列車按照既定的目標(biāo)行駛和?？俊?/p>

ATO速度控制器可提供列車在軌道任意點(diǎn)所允許的最大運(yùn)行速度值，并在超出最大速度時(shí)給予提示，以便司機(jī)更準(zhǔn)確得了解行駛情況并在必要時(shí)做出調(diào)整。

此外，ATO在控制列車運(yùn)行的同時(shí)也可根據(jù)不同條件計(jì)算出列車行駛的最佳速度，進(jìn)而保證列車能夠按照目標(biāo)速度曲線運(yùn)行，以達(dá)到更加平穩(wěn)、舒適的運(yùn)行狀態(tài)。

ATO系統(tǒng)在地鐵運(yùn)行中的應(yīng)用

以下以某市地鐵某線路的ATO系統(tǒng)為例，對ATO系統(tǒng)在地鐵運(yùn)行中的應(yīng)用策略進(jìn)行分析：

ATO設(shè)備。車載設(shè)備：ATC設(shè)備機(jī)架、ATP接收天線、PTI發(fā)送天線速度彪、控制臺、等。

地面設(shè)備：包括車站交叉環(huán)線和PTI環(huán)線。

信息傳輸通道。采用FTGS數(shù)字頻率軌道電路傳送報(bào)文信息；以車載ATP接受地面?zhèn)鬏斀o列車的信息；ATO子系統(tǒng)所需信息由車載ATP發(fā)出。

控制策略。該ATO子系統(tǒng)主要通過以下控制策略提升了地鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性：

速度調(diào)節(jié)：ATO系統(tǒng)按照時(shí)刻表和運(yùn)行需要提供最大允許曲線、常規(guī)速度曲線、節(jié)能速度曲線，再根據(jù)相應(yīng)路線的實(shí)際運(yùn)行情況、車輛信息，計(jì)算出列車行駛所需要的牽引力，進(jìn)而使列車達(dá)到最大加速度和ATP最大允許速度以下的最大速度，而當(dāng)速度超過警告曲線時(shí)，系統(tǒng)會發(fā)出警告以提示調(diào)整速度，進(jìn)而很好地保證了運(yùn)行速度的安全與穩(wěn)定。

車站停車：環(huán)路交叉點(diǎn)可用來確定距離，而ATP車載設(shè)備能夠接收到來自交叉點(diǎn)的信息，并將其傳輸給ATO子系統(tǒng)。另外，此系統(tǒng)中還定義了一些粗調(diào)點(diǎn)，ATO計(jì)算每個交叉點(diǎn)間的距離，粗調(diào)點(diǎn)只有在期望的位置窗口內(nèi)才能被識別到。若識別到粗調(diào)點(diǎn)，下一個交叉點(diǎn)便可用作為之同步，以此保證定位停車的準(zhǔn)確性。

正線上改變運(yùn)行模式：任意時(shí)刻，任何區(qū)間，司機(jī)都可以通過移動操縱桿實(shí)現(xiàn)人工駕駛，且此時(shí)ATO系統(tǒng)仍然可以顯示提示信息，當(dāng)司機(jī)移動操縱桿使之進(jìn)入零位且按壓ATO啟動鍵后則又可進(jìn)入ATO模式。

綜上所述，ATO系統(tǒng)由于具有較為全面的基本控制功能和服務(wù)功能，因而在提升地鐵運(yùn)行穩(wěn)定性方面有著顯著的作用。目前，ATO系統(tǒng)在國內(nèi)地鐵運(yùn)行中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，但隨著地鐵通信系統(tǒng)的不斷改進(jìn)和完善，ATO系統(tǒng)的應(yīng)用條件和功能要求也發(fā)生著不斷的變化，在把握ATO系統(tǒng)的基本功能和原理的基礎(chǔ)上對其控制策略進(jìn)行針對性的研究、測試和調(diào)整改進(jìn)仍然是十分必要的。

（作者單位：南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司運(yùn)營分公司）