100%低地板轻轨车的ATO精准停车控制

1 概述
随着我国智慧城市化进程的推进，以及自主化 FAO 全自动驾驶与互联互通制式的先进信号技术 在轨道交通线路的应用，城市轨道交通中针对列车 自动运行系统（A T O）系统的运行可靠性、运行效 率、旅客舒适度等的标准和规范日益完善。
根据《城市轨道交通 C B T C 信号系统 - A T O 子系统规范》中对于 ATO 在站台停车精度的系统
URBAN RAIL TRANSIT 城轨交通
DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2019.10.019
100%低地板轻轨车的ATO精准停车控制
陈 逸，田 元，史 莉
（通号城市轨道交通技术有限公司，北京 100070）
摘要 ：提供一种基于 100% 低地板轻轨车辆的 ATO 精准停车控制算法，对 ATO 的控制原理和低地
铁路通信信号工程技术(RSCE) 2019年10月，第16卷第10期
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U 城轨交通 RBAN RAIL TRANSIT
性能还是 ATO 控制效果都与轨道交通地铁上常用 的 A、B 型车具有明显差异，致使车载 A T O 控制 100% 低地板轻轨列车实现精准停车功能具有一定的 难度。
在 A T O 控制车辆在站台精准停车的过程中， 车 辆 的 速 度 逐 渐 减 小， 电 制 动 的 制 动 力 逐 渐 衰 减，此时低地板轻轨车辆的制动系统会逐步增加 一定的液压制动以保证车辆停止的过程，此过程 是电制动和液压制动切换的混合制动过程，混合 制动阶段结束后，根据部分 100% 低地板车辆的 性能，液压制动力以固定的制动级别进行施加。 针对低地板轻轨车辆制动电制动、混合制动、液 压制动 3 个阶段的 A T O 协同配合控制策略，决 定了 AT制动功能，车辆将电制动系统分别通 过网络和硬线发送至各个车辆的制动电子单元，制 动电子单元通过读取相应的信号，确定各个动车的 电制动是否正常，即就制动系统控制而言，各个单 车的电制动只存在 100% 电制动和无电制动 2 种情 况，制动电子单元之间无数据的交互，车辆依据等 粘着利用的原则，在某辆车丢失电制动的情况下， 通过施加液压制动进行补充。
Abstract: This paper provides an ATO precise parking control strategy based on 100% low floor light rail vehicles, summarize the control principle of ATO and the braking performance of low fl oor light rail vehicles, and analyzes the reasons for poor parking accuracy of low fl oor light rail vehicles. Finally, the optimization and application of ATO control strategy for low fl oor vehicles are studied and analyzed. The validity of the control strategy is validated by the application in the fi rst phase of North Lake Line in Changchun. A new method for precise ATO parking of 100% low fl oor light rail vehicles is provided. Keywords: Automatic Train Operation; 100% low fl oor vehicles; precise parking; control strategy
中图分类号 ：U284.48
文献标志码 ：A
文章编号 ：1673-4440(2019)10-0085-05
ATO Precise Parking Control of 100% Low Floor Light Rail Vehicles
Chen Yi, Tian Yuan, Shi Li
（CRSC Urban Rail Transit Technology Co., Ltd., Beijing 100070, China）
精准停车控制策略
2.1 ATO的控车策略 基于模糊 PID 控制算法的 ATO
精准停车控制策略是 ATO 系统实 现自动驾驶和精确停车的重要部分， A T O 系统通过连续实现列车速度的 自 动 控 制 和 调 整 功 能， 包 括 牵 引、 惰行、制动控制，A T O 实时计算当 前目标点位置，当前偏移量等，并 给出可靠的控车输出，从而实现控 制列车自动驾驶及精确停车功能。
指标要求 ：A T O 停车精度范围 ±0.5 m 内的概率 大于等于 99.999 8% ；精度范围 ±0.3 m 内的概率 大于等于 99.99%。因此信号系统车载 A T O 如何高 效实现精准停车功能成为轨道交通列控系统研究的 热点。
A T O 精准停车是一个综合性问题，车辆制动 性能直接关系着 A T O 的精准停车的实现。100% 低 地板轻轨车辆车下安装空间十分受限，尤其是转向 架部分，需要更小的制动盘，因此无论在车辆制动
板轻轨车辆的制动性能进行概述，分析低地板轻轨车辆的车载 ATO 停车精度差的原因，最后针对
低地板车辆的 A T O 控车策略优化和应用进行研究分析。通过在长春快轨北湖线一期工程的应用，
验证该控制策略的有效性，为 100% 低地板轻轨车辆的 ATO 精准停车提供了新方法。
关键词 ：列车自动驾驶 ；100% 低地板车辆 ；精准停车 ；控制策略
上述 100% 低地板轻轨车辆的制动系统特性决 定了电制动和液压制动切换阶段的混合制动过程， 车辆在低速情况下进行电制动退出与空气制动补偿 的过程并非如图 2 所示地铁常用的 A、B 型车的混 合制动中减速度应恒定不变的过程，即 100% 低地 板车无法实现在混合制动过程中，液压制动对电制
2 100%低地板轻轨车辆的ATO