徐 杰，郜洪民，孟 军

（中国铁道科学研究院 通信信号研究所，北京 100081）

随着城市轨道交通的发展，各城市很多地铁线路都从国外引进先进的ATO技术。ATO的核心功能表现为对列车速度的调节与控制，ATO自动驾驶能否满足列车运行指标取决于其所采用的速度控制算法。本文将列车自动驾驶划分为车站发车、速度跟踪、目标制动3个阶段，对每个阶段的速度控制算法进行研究，为国内ATO技术的完善和进一步实用化打下基础。

1 ATO系统概述

图1 车载ATO系统关系图

如图1所示，作为车载控制器（VOBC）的重要组成部分，列车自动驾驶（ATO，Atomatic Train Operation）主要功能是通过接收、处理来自速度传感器的脉冲信号，计算列车当前速度，并以列车当前速度与目标速度的误差作为输入，通过伺服控制模块输出控制命令，驱动牵引或制动继电器，并且通过模拟0 mA～20 mA电流环硬件电路输出控制量大小，整个过程采用PID控制算法，其算法的核心是基于比例、积分、微分控制原理计算。列车牵引或制动系统按照控制命令和控制量对列车速度进行调节控制。列车目标速度根据ATS（Automatic Train Supervision，列车自动监控系统）运行时间要求计算获得，ATO列车自动驾驶在ATP（Automatic Train Protection，列车超速防护系统）的监督保护下运行。同时ATO根据采集到的门控模式开关以及ATP门使能信号，控制车门和屏蔽门开关。给列车驾驶台输出ATO激活、自动折返等信息，辅助司机对列车进行必要的操作和监控。

图2 自动驾驶速度曲线

2 列车自动驾驶过程

如图2，列车从车站A自动驾驶至车站B，整个过程包括车站发车、速度跟踪、目标制动3个阶段。……