ATO系統(tǒng)對地鐵運行穩(wěn)定性的影響與應用實踐

◎張建民

ATO系統(tǒng)對地鐵運行穩(wěn)定性的影響與應用實踐

◎張建民

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

ATO系統(tǒng)對地鐵運行穩(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現(xiàn)獨立運行，而這些功能的實現(xiàn)均或多或少地提升了地鐵運行的穩(wěn)定性，以下將一一論述：

基本控制功能對地鐵運行穩(wěn)定性的影響。首先，自動駕駛功能可自動調(diào)整列車運行的速度，使列車在區(qū)間內(nèi)的運行保持相對平穩(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，以提升列車運行的穩(wěn)定性，在保證安全運行的同時也提升了乘坐者的舒適度。

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

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

其次，ATO車載系統(tǒng)根據(jù)列車當前速度和距離目標制動點的距離計算出一條制動運行曲線，進而使列車更加準確地停靠在指定位置。

ATO控制列車按照ATS計劃行駛，將列車區(qū)間運行時間控制在ATS準許的時間范圍內(nèi)，以更好的避免安全事故的發(fā)生。

服務功能對地鐵運行穩(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)上次計算所得的運行距離對列車的實際位置進行提示和調(diào)整，以使列車按照既定的目標行駛和停靠。

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

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

ATO系統(tǒng)在地鐵運行中的應用

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

ATO設備。車載設備：ATC設備機架、ATP接收天線、PTI發(fā)送天線速度彪、控制臺、等。

地面設備：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行的穩(wěn)定性：

速度調(diào)節(jié)：ATO系統(tǒng)按照時刻表和運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)相應路線的實際運行情況、車輛信息，計算出列車行駛所需要的牽引力，進而使列車達到最大加速度和ATP最大允許速度以下的最大速度，而當速度超過警告曲線時，系統(tǒng)會發(fā)出警告以提示調(diào)整速度，進而很好地保證了運行速度的安全與穩(wěn)定。

車站停車：環(huán)路交叉點可用來確定距離，而ATP車載設備能夠接收到來自交叉點的信息，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，ATO計算每個交叉點間的距離，粗調(diào)點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，下一個交叉點便可用作為之同步，以此保證定位停車的準確性。

正線上改變運行模式：任意時刻，任何區(qū)間，司機都可以通過移動操縱桿實現(xiàn)人工駕駛，且此時ATO系統(tǒng)仍然可以顯示提示信息，當司機移動操縱桿使之進入零位且按壓ATO啟動鍵后則又可進入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功能，因而在提升地鐵運行穩(wěn)定性方面有著顯著的作用。目前，ATO系統(tǒng)在國內(nèi)地鐵運行中的應用已經(jīng)十分普遍，但隨著地鐵通信系統(tǒng)的不斷改進和完善，ATO系統(tǒng)的應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上對其控制策略進行針對性的研究、測試和調(diào)整改進仍然是十分必要的。

（作者單位：南寧軌道交通集團有限責任公司運營分公司）