第06章 列车自动驾驶(ATO)系统
ATO系统介绍
2城际ATO系统需求分析2.1.城际铁路ATO功能需求分析根据上文城市轨道交通ATO系统提及的功能，下文主要进行城际线ATO的功能需求分析。
(1)列车自动驾驶功能本文提及的城际线最高运行速度为200km/h，线路长度一般在100km左右。
和城市轨道交通类似，城际轨道交通也存在客流量巨大，站站停车的情况，这就要求列车频繁地进行启动、加速、制动、减速等操作，同时还需要满足准点、舒适、节能运行，这些对驾驶要求极高，使司机承受很大的体力、精神压力。
因此完全有必要研发城际线列车自动驾驶系统，取代司机驾驶列车运行，一方面减轻司机工作压力，同时也提升列车运营能力。
可通过对增加ATO车载设备，同时在CTC S-2列控系统地面应答器组内增加相关线路数据报文，实现列车自动驾驶功能。
(2)列车精确停车功能城际铁路站台上也设有屏蔽门，因此，列车驾驶必须要实现精确停车。
城际铁路站间距离短，运量大，频繁起停车，仅靠司机人工驾驶很难保证精确停车。
因此，ATO系统的精确停车功能显得极其重要可以在车站股道内适当距离进行应答器布置，提高ATP系统的测距精度，提升对停车点的控制精度，实现列车精确停车功能。
(3)列车车门管理功能和地铁类似，城际铁路车运行控制系统具有车门监控功能。
通过ATP 和ATO系统与车辆系统的联动，对车门实现安全控制。
列车车门管理功能应在ATP的监控之下实现，通过ATO子系统请求指令控制车门打开。
2.2. ATO系统定义列车自动驾驶子系统ATO ( Automatic Train Operation )是ATC系统的重要子系统，它完成列车的自动调速包括牵引、巡航、惰性、制动、停车以及车门开关的控制功能，实现正线、折返线以及出入段(场)线运行的自动控制，实现区间运行时分的调整控制。
ATO系统按照系统设定的运行曲线，根据ATS系统的指令选择最佳运行工况，确保列车按运行图运行，实现列车运行自动调整和节能控制。
ATO系统功能依靠ATO系统自身及信号各子系统协调共同完成。
列车自动驾驶ATO系统
信号与通信概论 第 6 章 列 车 自 动 驾 驶 系 统
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2．列车自动折返控制
自动折返是一种特殊情况下的驾驶模式，在折返 站使用，这种驾驶模式下无需司机控制，而且列车上 的全部控制台将被锁闭。列车收到折返许可后，自动 进入自动折返模式。授权经驾驶室人机接口( MMI)显 示给司机，司机必须确认这个显示，并得到授权，锁 闭控制台。
若采用ATO自动运行折返模式，在司机按压ATO 启动按钮后，列车自动驶入折返轨，并改变车头和轨 道电路发送方向；在折返轨至发车站台的进路排列完 成后，再次按压ATO启动按钮，列车自动驶入发车站 台，并精确地停在发车站台，此时，ATO车载设备即 退出自动折返模式。
若采用ATO无人自动折返模式，只有在司机下车 后按压站台上的无人折返按钮后，才能实施自动列车 折返运行。无人自动折返功能的输入是来自车载速度 ／距离功能的列车当前的速度和位置以及ATP速度曲 线，输出使列车制动和牵引的控制命令。
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2．巡航／惰行功能
巡航／惰行功能的任务是按照时刻表自动实现列
车区间运行的惰行控制，同时节省能源，保证最大能 量效率。ATO巡航／惰行功能协同ATS中的列车自动 调整(ATR)功能，并通过确定列车运行时间和能源优化 轨迹功能实现巡航／惰行功能。
设备，以及提供车站标识和车站停车状 态信息的ATO车辆报告系统设备等。
信号与通信概论 第 6 章 列 车 自 动 驾 驶 系 统
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6.3 ATO系统的功能及其工作原理
ATO系统的功能分为基本控制功能和 服务功能。基本控制功能包括：列车自 动驾驶、自动折返和车门控制三个功能。 其他辅助功能包括：列车定位修正、巡 航／惰行、列车识别(PTI)支持功能等。
简述ato的功能
简述ato的功能
ATO (Automatic Train Operation) 是一种自动驾驶系统，主要
用于铁路和地铁等铁路交通工具中。
ATO的功能是自动化驾
驶列车的运行，通过使用传感器、计算机和通信技术等，实现列车的自动控制和管理。
ATO的主要功能包括以下几个方面：
1. 自动速度控制：ATO可以根据信号系统和区段的限制，自
动控制列车的速度，确保列车能够按照预定的时间表和规定的速度行驶。
它可以准确地控制列车的加速、减速和制动过程，以提高运行的平稳性和安全性。
2. 自动车间距控制：ATO可以通过与前方列车的通信和控制，自动调整车间距，确保列车之间的安全间隔。
它可以根据列车的速度、加速度和制动性能等因素，自动计算和控制车辆之间的距离，以避免碰撞和事故的发生。
3. 自动列车运营管理：ATO可以自动管理列车的运营，包括
车辆的开关门控制、站台对接和乘客信息的显示等。
它可以根据乘客的需求和站台情况，自动控制车门的开关和列车的对接，以确保乘客的安全和便利。
4. 自动列车故障诊断：ATO可以监测列车的状态和性能，并
通过故障诊断系统及时检测和报告列车的故障情况。
它可以自动分析故障原因，并提供故障处理建议，以减少列车故障对运营的影响。
总之，ATO的功能是实现列车的自动化驾驶和运营管理，以提高列车运行的安全性、可靠性和效率。
它可以减少人为驾驶错误和操作失误，提高列车运行的精确性和准时性，同时也为乘客提供更加舒适和便利的出行体验。
城市轨道交通ATO系统课件
• 城市轨道交通ATO系统概述 • 城市轨道交通ATO系统工作原理 • 城市轨道交通ATO系统操作流程
• 城市轨道交通ATO系统安全保障 措施
• 城市轨道交通ATO系统维护与保 养
• 城市轨道交通ATO系统未来展望
01 城市轨道交通ATO系统概述
ATO系统的定义与功能
自动化程度更高
随着技术的不断进步，ATO系统的自动化程度将进一步提高，实现 更高效、精确的列车自动驾驶。
集成化与模块化设计
未来的ATO系统将采用更紧凑、模块化的设计，方便维护和升级， 同时提高系统的可靠性和稳定性。
智能决策与优化
借助大数据和人工智能技术，ATO系统将具备更强大的智能决策和优 化能力，能够根据实时客流和运营需求进行动态调整。
列车自动调度模块负责根据列车的位置、速度等信息，自动调整列车的运行计划 ，实现自动调度功能。它通过接收来自轨道电路、信标等传感器的信号，结合列 车的位置、速度等信息，计算出列车的运行计划，控制列车的运行状态。
ATO系统的应用与发展
总结词：ATO系统的应用与发展趋势分 析
ATO系统的应用和发展将为城市轨道交 通的可持续发展提供有力支持。
ATO系统的列车自动驾驶原理
自动驾驶模式选择
ATO系统具备多种自动驾驶模式，可根据实际情 况选择合适的模式进行自动驾驶。
路径规划与决策
ATO系统根据列车的位置和目的地信息，自动规 划行驶路径，并作出相应的决策。
列车自动调整
在自动驾驶模式下，ATO系统能够自动调整列车 的速度和制动，确保列车准时到达目的地。
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每日检查
对ATO系统的各个部件进行日常检查，确保设备 运行正常。
清洁保养
ATO系统介绍
2城际ATO系统需求分析2.1.城际铁路ATO功能需求分析根据上文城市轨道交通ATO系统提及的功能，下文主要进行城际线ATO 的功能需求分析。
(1)列车自动驾驶功能本文提及的城际线最高运行速度为200km/h，线路长度一般在100km左右。
和城市轨道交通类似，城际轨道交通也存在客流量巨大，站站停车的情况，这就要求列车频繁地进行启动、加速、制动、减速等操作，同时还需要满足准点、舒适、节能运行，这些对驾驶要求极高，使司机承受很大的体力、精神压力。
因此完全有必要研发城际线列车自动驾驶系统，取代司机驾驶列车运行，一方面减轻司机工作压力，同时也提升列车运营能力。
可通过对增加ATO车载设备，同时在CTC S-2列控系统地面应答器组内增加相关线路数据报文，实现列车自动驾驶功能。
(2)列车精确停车功能城际铁路站台上也设有屏蔽门，因此，列车驾驶必须要实现精确停车。
城际铁路站间距离短，运量大，频繁起停车，仅靠司机人工驾驶很难保证精确停车。
因此，ATO系统的精确停车功能显得极其重要可以在车站股道内适当距离进行应答器布置，提高ATP系统的测距精度，提升对停车点的控制精度，实现列车精确停车功能。
(3)列车车门管理功能和地铁类似，城际铁路车运行控制系统具有车门监控功能。
通过ATP 和ATO系统与车辆系统的联动，对车门实现安全控制。
列车车门管理功能应在ATP的监控之下实现，通过ATO子系统请求指令控制车门打开。
2.2. ATO系统定义列车自动驾驶子系统ATO ( Automatic Train Operation )是ATC系统的重要子系统，它完成列车的自动调速包括牵引、巡航、惰性、制动、停车以及车门开关的控制功能，实现正线、折返线以及出入段(场)线运行的自动控制，实现区间运行时分的调整控制。
ATO系统按照系统设定的运行曲线，根据ATS系统的指令选择最佳运行工况，确保列车按运行图运行，实现列车运行自动调整和节能控制。
ATO系统功能依靠ATO系统自身及信号各子系统协调共同完成。
列车自动驾驶系统 2分解
• • • • • 列车自动驾驶系统概述 列车自动驾驶系统设备组成 列车自动驾驶系统基本功能 列车自动驾驶系统基本操作 列车自动驾驶系统基本原理
1、列车自动驾驶系统概述
• 人工驾驶列车运行时，列车驾驶员操纵列车驾驶手柄，控制 列车运行，实现列车加速、减速和停车。列车自动驾驶系统， 即ATO系统，主要实现“地对车控制”，实现正常情况下高 质量的自动驾驶，提高列车运行效率，提高列车运行舒适度， 节省能源。与ATP系统为列车运行提供安全保障相比，ATO 是提高城市轨道交通列车运行水平的技术措施。列车自动驾 驶系统车载设备根据列车运行计划，以及列车的运行速度、 当前线路限速和目标速度等信息，实时计算列车达到目标速 度值所需要的牵引力或制动力的大小，通过列车接口电路， 由列车的牵引系统或制动系统完成对列车进行加速或减速作 业。
• 由列车ATO车载设备进行接收和处理。
•
地面信息接收发送设备的谐调控制部分安装在信号设 备室内，轨道环线安装在线路上。
列车自动运（ATO） 地面系统
ATO数据环动驾驶系统基本功能
• 列车自动驾驶系统基本功能包括列车车站发车控制、列 车区间运行控制、列车精确停站、列车自动折返、跳停 和扣车等。
• ①从列车向地面发送的信息。列车自动驾驶系统车载模 块通过ATO车载天线向地面列车自动监控系统发送的信 息有列车识别号信息，该列车识别号信息包括了列车的 车组号、车次号、目的地编码等内容；列车向地面发送 的信息还有列车运行方向、列车车门状态、车轮磨损指 示、列车车轮打滑和空转、车载ATO模块状态和报警信 息等。 ②从地面向列车ATO车载设备发送的信息。从地 面向列车ATO车载设备发送的信息有列车开关门命令、 列车车次号确认、列车测试指令、门循环测试、主时钟 参考信号、跳停／扣车指令和列车运行等级等。
列车自动控制系统(ATO)
轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统，由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成。
ATC系统共分三个子系统，分别是列车自动行车监控系统（ATS）、列车自动运行系统（ATO）、列车自动防护子系统（ATP），三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。
其中ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。
ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能。
1.通过ATS车站设备，能够采集轨道旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。
2.根据联锁表、计划运行图及列车位置，自动生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。
3.列车识别跟踪、传递和显示功能。
系统能自动完成正线区段内列车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪，列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改，也可由列车经车—地通信向ATS发送识别号等信息。
4.列车计划与实际运行图的比较和计算机辅助调度功能。
能根据列车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分，控制发车时间。
5.ATS中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制，由车站人工进行进路控制。
6.通过显示终端，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。
在轨道交通调度指挥中心，整个大屏显示系统以ATS列车自动监控系统为主要人机界面，其全局信号显示方式经历了三个阶段。
第一阶段，传统的马赛克表盘显示方式，操作困难，显示不够灵活；第二阶段，计算机显示终端显示方式，往往因为分辨率不够导致无法完整显示整个系统；第三阶段，大屏可视化系统显示方式，可满足超大分辨率图像的高速显示。
ATO
ATO服务功能
• 允许速度 允许速度功能为 ATO 速度控制器提供列车在轨道任 意点的对应速度值。这个速度没有 被优化， 只是低于 当前速度限制和制动曲线给的限制。 允许列车速度调整 是为了能源优化或 由惰行/巡航功能完成的列车运行。 允许速度功能的输入来自 ATP 功能的轨道当前位置的速 度限制，以及列车制动曲线。 允许速度功能的输出至 ATO 速度控制器。
可以这样认为：手动驾驶=司机人工驾驶+ATP 系统 自动驾驶=ATO 系统自动+ATP 系统 列车自动运行驾驶模 式（ATO） 列车自动驾驶模式，是正线上列车运行的正 常模式，即用于正线上列车的正常运行。在 这种模式下， 列车在车站之间的运行是自动的，不需司机驾驶，司机 只负责监视 ATO 显示， 监督车站发车和车门关闭，以 及列车运行所要通过的轨道、道岔和信号的状态，并在 必要时 人工介入。
② 能源优化轨迹功能 能源优化轨迹的计算要考虑 加速度、坡度制动以及曲线制动。因此，整套系统的轨 道曲 线信息都储存在 ATO 存储器中。借助此信息，并 使用最大加速度，惰行/巡航功能计算出到 下一停车点 的速度距离轨迹。 能源优化轨迹功能的输人来自确定 列车运行时间功能的至下站可用的列车运行时间、 ATO 存储器的轨道曲线、ATP 功能的 ATP 静态速度曲线(例 如速度限制)。 能源优化轨迹功能的输出至 ATO 速度 控制器的速度距离轨迹。
2.ATO 系统服务功能
• • • • • ATO系统服务功能组成： 列车位置 允许速度 巡航/惰行功能 PTI 支持功能
ATO服务功能
• 列车位置 列车位置功能从 ATP 功能中接收到当前列车的位 置和速度等详细信息。根据上一次计 算后所运行的距 离来调整列车的实际位置。此调整也考虑到在 ATP 功 能计算列车位置时传 送和接收的延迟时间，以及打滑 和滑行。 另外，ATO 功能同测速单元的接口为控制提 供更高的测量精确性。列车位置功能也接 收到地面同 步的详细信息， 由此确定列车的实际位置和计算列车 位置的误差。 对列车位置调 整， 可在由 ATO 功能规 定的直至接近实际停车点 10-15m 的任意位置开始。 由于这种调整， 停车精度由 ATO 控制在希望的范围内。 列车位置功能的输人来自 ATP 功能的列车当前速度和 位置、轨道电路信息的变化，测 速单元的读入、轨道 中同步标记的检测、SYNCH 环线。 列车位置功能的输 出用作校正列车位置信息。
城市轨道交通ATO系统
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（2）人工设置进路：当列车需通过常规运行方 向的反向渡线时，必须由ATS系统通过人工设置进 路。对于一个高度自动化的列车自动监控系统来 说，当系统中的所有运营列车均依照事先编制好的 实施运行图正点运行时，可按照运行图中规定的每 辆列车在线路中通过的具体时间和运行方向自动设 置道岔位置和信号灯状态。
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3.定位停车控制 对运行的列车而言最重要的作业之一便是在车
站的定位停车，通常司机在制动时全凭直觉估计到 停车点的距离，根据当时的速度来推算减速度，也 既完全按“记忆模式”来操作制动阀，要做到定位 停车是相当困难的，所以必须研究列车自动定位停 车，尤其对于设置站台屏蔽门的城市轨道交通尤为 重要。
车的定位天线联向站台定位发送器和接收器，站台 定位发送器向车辆定位接收器发送列车停站信号， ATO子系统确认列车到达指定的定位区域后，将该信 号传给ATP子系统，以保证列车制动。当ATP子系统 检查完开门条件，允许车辆开门并给出命令后，ATO 自动打开车门。
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有了车门打开信号后，车辆定位发送器改发屏 蔽门信号，当站台定位接收器收到此信号，通过调 节屏蔽门继电器将与列车车门位置与数量都相对的 屏蔽门打开，屏蔽门和车门的开门时间应在小于1秒 时间内同步启动，关闭时间应大致相同。
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(4)舒适性。为了提高舒适性，列车加减速度 的绝对值不能过大，加减速度的变化不能 过分频繁。
(5)节能。要求列车以尽量合理的速度运行， 并且尽量减少制动。
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二、ATO系统主要功能 ATO有以下主要功能: 1.站间运行控制
这是ATO系统的最主要功能。它可生成牵引速度调节 功能和制动控制信号，其模块调速器以渐进和恒定的速率加 速列车到达由限速设定的运行速度，列车到达限定速度后， ATO根据站间距离和站间运行时间自动计算出速度—距离曲 线，通过连续比较实际速度和限速以控制列车的牵引和制动 系统，应用闭环控制技术达到速度调节的目的，它控制列车 速度到ATP速度命令、ATS运行等级或车站停车曲线所决定 的最低参考速度，列车行驶速度一般被保持在上述参考速度 0～5km/h的范围内。在高峰期间，按照最大允许速度驾驶列 车，在低峰期间，按照最节能的方式驾驶列车。
ATO子系统基本原理
ATO子系统基本原理ATO子系统（以下称为ATO系统）主要用实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返，根据控制中心指令自动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动，送出车门和屏蔽门同步开关信号，使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运行。
一、ATO系统基本概念ATO为非故障一安全系统，其控制列车自动运行，主要目的是模拟最佳司机的驾驶，实现正常情况下高质量的自动驾驶，提高列车运行效率，提高列车运行的舒适度，节省能源。
ATP系统是城市轨道交通列车运行时必不可少的安全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行水平（准点、平稳、节能）的技术措施。
ATO系统采用的基本功能模块与ATP系统相同。
和ATP系统一样，ATO也载有有关轨道布置和坡度的所有资料，以便能优化列车控制指冷。
ATO还装有一个双向的通信系统，使列车能够直接与车站内的人TS系统接口，保证实现最佳的运行图控制。
当列车处在自动驾驶模式下，车载ATO运用牵引和制动控制，实现列车自动运行。
二、ATO系统的组成虽然各公司的ATO系统结构不尽相同，但ATO系统的基本组成是共同的。
ATO系统都由轨旁设备和车载设备组成。
ATO轨旁设备通常兼用ATP轨旁设备，接收与列车自动运行有关的信息。
ATO车载设备由设在列车每一端司机室内的ATO控制器（包括司机控制台）及安装在列车每一端司机室车体下的两个ATO 接收天线和两个ATO发送天线组成，还包括ATO附件，这些附件用于速度测量、定位和司机接口。
ATO车载设备通常和ATP车载设备安装在一个机架内。
ATO具有一个双向通信系统，通过车载ATO天线和地面ATO 环线允许列车直接与车站内的ATS连接，可以实现最佳的运营控制，完成下列ATO功能：程序停车、运行图和时刻表调整、轨旁／列车数据交换、目的地和进路控制功能。
ATO还具有定位停车系统，为列车提供精确的位置信息。
包括车底部的标志线圈和对位天线，以及每个车站ATC设备室内的车站停车模块和沿每个站台设置的一组地面标志线圈。
简述ato的功能
ATO是一种基于控制系统的列车自动驾驶技术，它通过使用先进的传感器、控制器和计算机程序来自动控制列车的运行，从而实现自动化驾驶。
ATO的主要功能包括以下三个方面：
1.自动驾驶：ATO可以使列车在既定路径上自动运行，包括根据预先设定的速度和路线行驶，以及根据路况和周围环境的变化进行调整。
ATO能够自动控制列车的加速、减速和制动，以确保列车在既定时间内安全、准确地到达目的地。
2.自动折返：ATO可以在列车到达终点站时自动控制列车进行折返，以便继续向相反方向行驶。
自动折返功能可以减少人工操作的时间和误差，提高列车的运行效率和安全性。
3.自动停车：ATO可以控制列车在指定的车站或区域自动停车，并确保列车停靠的位置与停车点精确对齐。
自动停车功能可以大大减少人工操作的困难和误差，提高列车的准确性和安全性。
列车自动驾驶系统精品文档
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在自动驾驶模式下，必须具备下列条件，列车才能从车站 出发：
1)与ATP有效的通信(即无连接故障)； 2)有效的目的地ID； 3)有效的轨道电路ID(来自ATP)； 4)有效的驾驶员ID： 5)非零速限制(来自ATP)； 6)有效的车辆方向——东／西(来自ATP)； 7)在出发测试期间没有检测到故障； 8)列车必须位于车站轨道电路、折返轨道电路、车辆段转 换轨电路或试车线。
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四、列车自动驾驶系统基本操作
在驾驶室内，列车的状态显示单元上，有“ATO模式指示
灯”。驾驶员将列车驾驶模式选择开关置于ATO挡位，系统正
常运行情况下，ATO模式指示灯会点亮。列车在车站完成停站，
关好车门后，根据系统的设置，驾驶员可以按“发车按钮”或
直接由系统自动发车，列车自动驾驶系统对列车进行控制，自
ATP车载设备
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列车自动驾驶系统实现列车自动驾驶，它需要列车自动防 护系统ATP和列车自动监控系统ATS提供支持。列车自动防护 系统向列车自动驾驶系统提供列车的运行速度、线路允许速 度、限速和目标速度，以及列车所处位置等基本信息；列车 自动监控系统向列车自动驾驶系统提供列车运行作业和计划。
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3．折返 在运营终点车站，当驾驶员按下发车按钮，ATO将自动地 驱动列车进入折返轨并在折返点执行精确停车。驾驶员必须 关闭本端驾驶室的钥匙(司控器)，并启动离去端的驾驶室， 打开司控器开关，建立ATO模式。轨旁进路开放后，驾驶员 按下发车按钮，ATO将驱动列车进入第一个运营车站并精确 停车。
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城市轨道交通CBTC系统中车载ATO子系统的概述
城市轨道交通CBTC系统中车载ATO子系统的概述摘要：目前，我国城市轨道交通的速度和运营密度不断提高，在城市轨道交通系统的高效率、高密度要求下，列车自动控制是必不可少的。
列车自动运行（驾驶）系统ATO ( Automatic Train Operation )能自动完成驾驶列车的任务，根据OCC 的调整命令并考虑所有最严格的速度限制，向车辆发送牵引和制动命令。
ATO子系统可以平稳的驾驶列车以确保乘客的舒适度。
关键字：列车自动驾驶；CBTC ；ATOCBTC信号系统的关键是实现高层列车自动驾驶的系统功能，ATO利用先进的计算机技术计算列车运行过程并控制列车自动驾驶，不仅能做到降低驾驶人员的工作强度、提升旅客乘车的舒适性，还能有效地提高列车运行效率并节约能耗。
1、ATO子系统的构成从硬件来看，ATP/ATO系统是一个整体，无明显的硬件划分，软件安装在车载CC机架的CMP板内，CMP板上有两个不同的CPU子模块：一个用于安全软件应用，主要用于ATP软件应用；一个用于非安全软件应用，包括ATO。
构成ATO系统的四大模块：监控模块：处理乘客和司机可直接看见的所有功能：车门开/关、ATS信息管理、时间管理；定位模块：可安全定位轨道上的列车；时间调整模块：参考列车位置，时间调节模块可计算出最佳速度和加速度模式，从而可在最大限度节能的同时按时到站；驾驶模块：建立发送给车辆的ATO命令。
通过这四大模块，ATO功能能确保：预计与轨道设备有关的安全限制点：减速、阻挡信号、限速区段、车档等；根据列车目标请求、行驶和制动性能及其他相关列车特性进行与计算速度曲线相关的速度控制。
2、ATO自动驾驶列车自动驾驶是ATO的主要功能，ATO生成速度控制命令并发送到列车的牵引和制动系统，此功能可以确保：根据列车目标请求、牵引和制动性能及其他相关列车特性进行与计算速度曲线相关的速度控制，通过速度控制以免列车超速和超能；在车站精确平稳停车；根据列车前方的安全约束点控制列车运行。
ATO系统的认知与维护
1.2 ATO系统的维护
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3. 主要操作及注意事项 （1） 主要操作。
① 设备的重启、复 位操作。
② 日常巡检。
③ 静态测试。
④ 动态测试。
1.2 ATO系统的维护
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（2） 操作注意事项。模块操作主要涉及模块的物理防护和静电防护等。
① 模块的标记。 ② 抽取模块。 ③ 插入模块。 ④ 对故障模 ⑤ 模块内存储部 块的处理。 件的更换。
1.2 ATO系统的维护
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5. 故障处理 （1） 供电故障。ATO计算机的供电单元有 超高压和超低压的保护电路，一旦出现异常， 输出电压将关闭；如果出现超高压及模块故 障，供电单元面板的熔断器会被烧坏。 由于可能触发超低压的监督而造成低压条件 下的关断，因此应避免迅速关断/开启供电单 元的开关。
1.2 ATO系统的维护
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4. 维修技能 维修工艺标准是根据系统设备而定的，不同的系 统，维修工艺标准不同。维修人员必须掌握相应 系统的维修工艺标准，根据维修规程进行ATO系 统设备不同级别的维护。 维修人员应熟练掌握系统设备的配线及安装，能 组织更换安装配线端子和整台ATO机柜设备。更 换设备应注意的事项如下： （1） 完整记录设备原来的状态。 （2） 对所有没有标注的接线进行标注。 （3） 断开相关的电源。 （4） 使用正确的工具。 （5） 注意部件拆卸和安装的顺序。 （6） 安装好后，核对所有接线和部件。 （7） 通电测试。
1.1 ATO系统的认知
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3. ATO系统的功能 ATO系统的功能分为基本控制功能和服务功能。 （1） 基本控制功能。
自动控制 车门开闭
•自动调整列车运行速度。 1 •停车点的目标制动。
自动驾驶
无人自动 折返
列车自动驾驶系统
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四、列车自动驾驶系统基本操作
在驾驶室内，列车的状态显示单元上，有“ATO模式指示 灯”。驾驶员将列车驾驶模式选择开关置于ATO挡位，系统正 常运行情况下，ATO模式指示灯会点亮。列车在车站完成停站， 关好车门后，根据系统的设置，驾驶员可以按“发车按钮”或 直接由系统自动发车，列车自动驾驶系统对列车进行控制，自 动运行到下一运营车站。 列车在自动驾驶模式下运行，列车驾驶员需要观察列车的运 行状态，如果出现列车控制系统故障情况，需及时采取措施， 如按压紧急停车按钮，使列车及时停止运行以排除故障，保证 运营安全。
列车自动驾驶系统
知识要点
：了解列车自动驾驶系统设备组成。
：掌握列车自动驾驶系统基本功能及 人机 界面信息。 ：了解列车自动驾驶系统站台精确停 车功能。
一、列车自动驾驶系统概述
人工驾驶列车运行时，列车驾驶员操纵列车驾驶手柄， 控制列车运行，实现列车加速、减速和停车。
列车自动驾驶系统，即ATO系统，主要实现“地对车控制”， 实现正常情况下高质量的自动驾驶，提高列车运行效率，提高 列车运行舒适度，节省能源。与ATP系统为列车运行提供安全 保障相比，ATO是提高城市轨道交通列车运行水平的技术措施。
广州无人驾驶列车.flv
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在自动驾驶模式下，必须具备下列条件，列车才能从车站 出发： 1)与ATP有效的通信(即无连接故障)； 2)有效的目的地ID； 3)有效的轨道电路ID(来自ATP)； 4)有效的驾驶员ID： 5)非零速限制(来自ATP)； 6)有效的车辆方向——东／西(来自ATP)； 7)在出发测试期间没有检测到故障； 8)列车必须位于车站轨道电路、折返轨道电路、车辆段转 换轨电路或试车线。
第06章 列车自动驾驶(ATO)系统
信号与通信概论 第 6 章 列 车 自 动 驾 驶 系 统
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ATO系统具有精确定位停车系统，这 个系统为列车提供精确的位置信息，使 列车实现精确停车。精确定位停车系统 包括车底部的标志线圈和对位天线，以 及沿每个车站站台设置的一组地面标志 线圈。
ATO系பைடு நூலகம்需要实现自动向列车内作目 的地及其线路信息广播，并向车内显示 屏提供车站信息。所以ATO系统设备还 包括列车广播系统设备、车厢信息显示
ATP系统是城市轨道交通列车运行时必不可少的安 全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行水 平（准点、平稳、节能）的技术措施。
ATO系统采用的基本功能模块与ATP系统相同。 ATO系统接收前车信息、目标距离、轨道信息、坡度 信息以及控制中心指令等所有信息，车载计算机对信 息进行处理，以优化列车的控制。ATO还装有一个双 向的通信系统，使列车能够直接与车站内的ATS系统 接口，保证实现最佳的运行图控制。
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5)限速区间控制
临时性限速区间的数据由轨旁设备报文传 输给ATP车载设备，再由ATP车载设备将减
速命令经ATO系统传达给动车驱动、制动控制 设备。此时ATO车载设备的功能犹如ATP系
统与驱动、制动控制设备之间的一个接口。对 于长期的限速区间，数据可事先输入ATO系
可以这祥认为：
自动驾驶= ATO系统自动驾驶+ATP系统。
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ATP系统主要是运用自动实施常用制动和紧急制动
的手段，当列车超过其允许的最大速度时降低列车速 度，以保证列车的安全行驶。而ATO系统主要是合理 运用牵引和制动，保持列车准点、高效、平稳运行。
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由ATO系统执行的自动驾驶过程是一个闭环 反馈控制过程，其基本原理如图6-4所示。 测速单元通过ATP向ATO发送列车的实际位 置信息。反馈环路的基准输入是从ATP数据和运营 控制数据中得出的，ATO向牵引和制动控制设备 提供数据输出。
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6.3.1 基本控制功能及原理 1．列车自动驾驶控制
列车自动驾驶控制功能，就是实现列车自动驾 驶模式下的列车启动、加速、制动，车站发车、定 位停车，区间限速、临时停车和车门、屏蔽门开启 的自动控制。
1)自动调整列车运行速度
在列车自动驾驶模式下，ATO车载控制器通过 比较实际列车运行速度及ATP给出的最大允许速度 及目标速度，并根据线路的情况，自动控制列车的 牵引及制动，使列车在区间内的每个区段始终控制 速度运行，并尽可能减少牵引、惰行和制动之间的 转换。
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车站定点停车是靠一组地面标志线圈（或称标志 器）提供至停车点的距离信息，标志线圈（也是应答 器）设置的多少可视定位停车精度而异，一般为3～4 个，图6-3为地面停车标志器布置示意图。当列车正向 运行经过第一个标志线圈时，列车接收停车标志信息， 启动定点停车程序，产生第一制动模式曲线，按此制 动曲线停车，列车离定位停车点较远；当列车驶抵中 间标志器时，产生第二制动模式曲线，并对第一阶段 制动进行缓解控制，以使列车离停车点更近；当列车 收到内方标志器传来的停车信息时，产生第三制动模 式曲线，列车再次进行缓解控制，使列车离定位停车 点的距离更近；当列车收到站台标志器送来的校正信 息时，即转入停车模式，产生第四制动模式曲线，列 车再次缓解制动控制。经多次制动、缓解控制，确保 列车定位停车的精度控制在规定的范围之内，当车载 定位天线与地面定位天线对齐时，立即实施全常用制 动，将车停住。
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6.2 ATO系统的设备组成
ATO系统主要由轨旁设备和车载设备两部 分组成。 ATO系统轨旁设备通常兼用ATP轨旁设备， 接收与列车自动运行有关的信息。ATO系统车 载设备由设在列车每一驾驶室内的ATO控制器 （包括司机控制台）及安装在驾驶室车体下的 两个ATO接收天线和两个ATO发送天线组成， 还包括一些其他ATO附件，这些附件用于速度 测量、定位和司机接口。ATO车载设备通常和 ATP车载设备安装在一个机柜内，车载单元采 用非故障一安全的一取一配置方式。
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3．列车车门自动控制
ATO是车门控制命令的发出者，ATO只在自 动模式下执行车门开启。当列车到达定位停车点， ATP检测车速为零，发送列车停站信号给站台定位 接收器，此时ATP发送允许车门打开信号，车辆收 到ATP发送的允许车门打开信息，发送相应的军门 打开信号给门控单元，打开规定的车门；同时车辆 发送信息给地面，打开相应屏蔽门。 列车停站结束后，司机按下关门按钮，发出关 门信号，同时发送信号给站台关闭屏蔽门，车站检 查屏蔽门关闭锁好后，允许ATP发送运行速度命令 信息，车辆检查车门关闭锁好，随即列车启动。
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6.3 ATO系统的功能及其工作原理
ATO系统的功能分为基本控制功能 和服务功能。基本控制功能包括：列车 自动驾驶、自动折返和车门控制三个功 能。其他辅助功能包括：列车定位修正、 巡航／惰行、列车识别(PTI)支持功能等。
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6.3.2 其他辅助功能及原理 1.列车定位修正功能
ATO列车定位修正功能是从ATP功能中接收 到当前列车的位置和速度等详细信息，根据上一次 计算后所运行的距离来调整列车的实际位置。此调 整也考虑到在ATP功能计算列车位置时信息传送和 接收的延迟时间，以及打滑和滑行等因素。ATO 列车位置调整功能也接收到地面定位修正信息，由 此确定列车的实际位置和计算列车位置的误差。对 列车定位修正可在由ATO功能规定的至接近实际 停车点10～15 m的任意位置开始，并且可使停车 精度由ATO控制在希望的范围内。
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2．巡航／惰行功能 巡航／惰行功能的任务是按照时刻表自动实现列 车区间运行的惰行控制，同时节省能源，保证最大能 量效率。ATO巡航／惰行功能协同ATS中的列车自动 调整(ATR)功能，并通过确定列车运行时间和能源优化 轨迹功能实现巡航／惰行功能。 列车运行时间是指由ATO和ATR功能确定的列车 运行时间。当列车在ATO功能下，从报文给定的列车 运行时间中减去通过计时器测定的已运行时间，以确 定到下一站有效的可用时间。能源优化轨迹的计算要 考虑加速度、坡度制动以及曲线制动。一般系统所需 要的轨遒曲线信息都储存在ATO存储器中。借助此信 息，并使用最大加速度，惰行／巡航功能计算出到下 一停车点的速度距离轨迹。
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2．列车自动折返控制 自动折返是一种特殊情况下的驾驶模式，在折返 站使用，这种驾驶模式下无需司机控制，而且列车上 的全部控制台将被锁闭。列车收到折返许可后，自动 进入自动折返模式。授权经驾驶室人机接口( MMI)显 示给司机，司机必须确认这个显示，并得到授权，锁 闭控制台。 若采用ATO自动运行折返模式，在司机按压ATO 启动按钮后，列车自动驶入折返轨，并改变车头和轨 道电路发送方向；在折返轨至发车站台的进路排列完 成后，再次按压ATO启动按钮，列车自动驶入发车站 台，并精确地停在发车站台，此时，ATO车载设备即 退出自动折返模式。 若采用ATO无人自动折返模式，只有在司机下车 后按压站台上的无人折返按钮后，才能实施自动列车 折返运行。无人自动折返功能的输入是来自车载速度 ／距离功能的列车当前的速度和位置以及ATP速度曲 线，输出使列车制动和牵引的控制命令。
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3)车站自动发车
在列车自动驾驶模式下，当发车安全条件符 合时（如关闭了车门等），ATO系统给出启动显 示，司机按下启动按钮，ATO系统使列车从制动 停车状态转为驱动状态。停车制动将被缓解，然后 列车加速。ATO通过预设的数据提供牵引控制， 该牵引控制可使列车平稳加速。
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2)定位停车点的目标制动 在列车自动驾驶模式下，以车站停 车点作为目标点，当停车特征被启动后， ATO系统基于列车速度、预先决定的制 动率和距停止点的距离计算出一个制动 曲线，并采用最合适的减速度（制动率） 使列车准确、平稳地停在规定的停车点。 与列车定位系统相配合，可使 停军位置的误差降到0.5m以下。
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3．列车识别( PTI)支持功能
PTI支持功能是通过多种渠道传输和接 收各种数据，在特定的位置（通常设在列车 进入正线的人口处）传给ATS，向ATS报告 列车的识别信息、目的号码和乘务组号，以 及列车位置数据（例如当前轨道电路的识别 和速度表的读数），以优化列车运行。 PTI功能是由车载设备和轨旁设备实现 的。由ATC车载设备提供的数据，通过 ATO传输到PTI的轨旁设备，进而传给ATS。 在将信息传输至轨旁设备之前，ATO收集 数据，完成合理检查。
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6.4 ATO与ATP系统的关系
在“距离码ATP系统”的基础上安装ATO系 统，列车就可采用自动方式进行驾驶。在选择自动 驾驶模式时，ATO系统代替司机操纵，诸如列车 启动加速、匀速惰行、制动等基本驾驶功能均能自 动进行。然而，不论是由司机手动驾驶还是由 ATO系统自动驾驶，ATP系统始终执行其速度监 督和超速防护功能。所以，ATP是ATO的基础， ATO不能脱离ATP工作，ATO必须从ATP系统获 得基础信息，只有在ATP的基础上才能实现ATO 功能，列车安全才有保证。 可以这祥认为： 自动驾驶= ATO系统自动驾驶+ATP系统。
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4)区间临时停车
如区间内列车运行前方有事故或车，由ATP 系统给出目标点位置及制动曲线，并将数据传送给 ATO系统车载单元，ATO系统得到目标速度为“0” 的速度信息后自动启动列车制动器，使列车临时停 在目标点前方10m左右。此时车门还是由ATP系统 锁住的。一旦运行前方停车目标点取消，速度信息 改为进行码后，ATO系统使列车自动启动。在危 险情况下，例如按下紧急停车按钮，或是因常用制 动不充分而使列车超过紧急制动曲线，所规定的制 动距离由ATP启动紧急制动，ATO向司机发出视 觉和音响警报，5S以后音响警报自动停止。
第6章 列车自动驾驶（ATO）系统
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26.1 ATO系统的基本来自念ATO系统为非故障一安全系统。系统主要目的是 模拟最佳的司机驾驶，实现高质量的自动驾驶，控制 列车自动运行，提高列车运行效率，提高列车运行的 舒适度，节省能源。 ATP系统是城市轨道交通列车运行时必不可少的 安全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行 水平（准点、平稳、节能）的技术措施。 ATO系统采用的基本功能模块与ATP系统相同。 ATO系统接收前车信息、目标距离、轨道信息、坡度 信息以及控制中心指令等所有信息，车载计算机对信 息进行处理，以优化列车的控制。ATO还装有一个双 向的通信系统，使列车能够直接与车站内的ATS系统 接口，保证实现最佳的运行图控制。 当列车处于自动驾驶模式时，车载ATO运用牵引 和制动控制，实现列车的自动运行。