自动驾驶模式下城轨车辆停车精度测试研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:afengyu66
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城市轨道交通列车精准停车是保证城市轨道交通运营安全和客运服务的重要指标,保证列车运行效率的重要方法,自动驾驶模式下如果停车精度超过±30cm,影响列车运行安全和运行效率,如果停车精度超过±50cm,会导致列车进站停车时列车客室车门和屏蔽门无法正常联动打开,将影响乘客正常降乘,从而造成列车晚点等情况发生。自动驾驶模式ATO(Automatic Train Operation)是提升城市轨道交通列车运行效率的最重要手段,日常正线运营期间,列车都按照自动驾驶模式运行,自动驾驶模式能够最大限度的提升列车停车精度。兰州1号线试运行期间存在部分列车停车时欠标大于50cm,导致在站台停车时车门无法正常打开,严重影响列车运营安全和打开车门和屏蔽门客运服务质量。本文以兰州1号线为背景,以列车自动驾驶模式下停车精准性问题为基础展开研究。本文首先以国内对列车进站停车精度优化研究现状和地铁列车停车精度建设要求作为背景,以列车行车控制系统、车辆制动系统、车辆牵引系统为基础,分析了和列车停车精度有关的系统,其次以兰州1号线为基础,分析了车辆制动减速和低速制动停车过程,说明了车辆制动减速过程中各系统功能如何具体发挥,尤其对车辆低速停车过程进行了详细的分析,阐明了低速制动停车过程中电空混合控制的原理。然后以列车和信号系统作为研究对象,分析了行车控制、车辆制动、牵引电制动和网络系统,说明了各系统对停车精度的影响,通过对比得出了优化低速电空混合控制策略是改进停车精度最有可行性的方案。在优化低速电空混合控制方面,首先对电空混合固定速度转换点进行了研究,分别对7km/h、8km/h和5km/h三种不同速度下低速电空混合固定控制的停车精度在不同车辆和正线上下行分别进行了测试,得出了相应的测试结论,其中速度转换点在7km/h和8km/h时列车停车精度在部分车站欠标超过30cm,无法满足国标要求,电空混合速度转换点在5km/h时列车停车精度大多数站点在10cm之内,且满足国标要求,但存在电制动在速度为零时无法完全退出的情况。后引入浮动控制理论,建立低速电空混合浮动控制模型,即将车辆低速电空混合速度转换点由固定值改为根据信号系统施加的制动级位的大小进行浮动控制,对浮动控制下低速电空混合的停车精度在不同车辆和正线上下行各站分别进行了研究和测试,得出在低速制动过程中,相比低速电空混合固定控制,若列车制动管理采用电空混合浮动控制的策略,在总制动力不变的情况下,可提高牵引电制动力的发挥作用,延后电制动工作时间,提高列车进站停车精度,降低欠标发生概率。通过本文的研究,兰州1号线自动驾驶模式下车辆进站停车对标时,可利用本文对车辆停车精度的研究结果,为进站停车欠标问题提供解决方法,并为后续车辆新线建设和此类问题解决提供思路。
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