基于无线通信的城市轨道交通车载自动驾驶系统技术方案

一种基于无线通信的城市轨道交通车载自动驾驶系统，属于城市轨道交通技术领域，它主要由车载自动驾驶处理单元（１）、驾驶室显示操作单元（２）、速度处理单元（３）、信标收发处理单元（４）、无线通信单元（５）组成，它解决了目前市场急需，具有应用广泛，能够满足城轨交通业主的需求。具有友好的用户界面，操作简单。技术先进，自动化控制程度高。减少了系统硬件量，降低了系统成本。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Vehicle mounted automatic driving system of Urban Rail Transit Based on wireless communication

An automatic driving system for wireless communication based on the city rail transport vehicle, which belongs to the field of city rail transit technology, which is mainly composed of automatic vehicle driving processing unit (1), cab display operation unit (2), the speed of processing unit (3), beacon receiving processing unit (4), a wireless communication unit (5). And it solves the current market need, has a wide range of applications, to meet the needs of the owners of urban rail transit. It has friendly user interface and easy operation. Advanced technology, high degree of automation control. The system hardware is reduced and the system cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种城市轨道交通设备，尤其是一种基于无线通信的城 市轨道交通设备，具体地说是一种基于无线通信的城市轨道交通车载自动驾 驶系统。技术背景目前，在城市轨道交通系统中，列车自动控制系统(ATC)是城市轨道 交通车辆安全、高效运行的主要保证。ATC系统通常由3个系统组成ATP 系统(列车自动防护)、ATO系统(列车自动驾驶)、ATS系统(列车自动监车载ATO系统用来完成ATO系统功能，它控制列车自动运行和在车站精 确停车。在城轨交通系统中通过ATO系统功能的实现，能够达到提高行车效 率、降低系统成本、减少司机劳动强度的目的。目前，国内城轨交通技术研究发展很快，但还没有真正意义上的国产化 ATC系统，国内目前正在建设的城轨线路或即将建设的城轨线路，均采用进 口的ATC产品，当然也就没有国内自己设计生产的车载ATO系统在应用。车载ATO系统功能的确定，需要依赖于ATC系统的总体设计，不同的 ATC系统体制，会有不同的车载ATO系统功能实现方案。当前，国际上应 用最多的ATC系统为基于无线双向通信的、采用移动闭塞体制设计的系统， 在车地之间采用无线通信实现连续的双向数据传输， 一方面提高了系统的总 体性能，另一方面提高系统自动化程度。随着国内城市有轨交通的快速发展，设计一种具有自主知识产权的基于 无线通信的城市轨道交通车载自动驾驶系统是当务之急。
技术实现思路
本技术的目的是针对目前的市场急需，设计一种基于无线通信的城市轨道交通车载自动驾驶系统。 本技术的技术方案是一种基于无线通信的城市轨道交通车载自动驾驶系统，其特征是它主要 由车载自动驾驶处理单元1、驾驶室显示操作单元2、速度处理单元3、信标收发处理单元4、无线通讯单元5组成，驾驶室显示操作单元2与车载自动 驾驶处理单元1双向连接，速度处理单元3的输入与速度传感器的输出相连， 其输出与车载自动驾驶处理单元l对应的输入端相连，信标收发处理单元4和无线通讯单元5的输入分别与对应的信标天线和无线通信天线的输出相 连，它们的输出分别与车载自动驾驶处理单元l对应的输入接口相连，车载 自动驾驶处理单元1通过相应的继电I/O 口与驾驶室显示操作单元2中的显 示面板相连，车载自动驾驶处理单元1输出通过继电I/O 口与车辆对应的牵 引制动控制系统相连。所述的车载自动驾驶处理单元1或为采用冗余技术单独构成的系统，或 为与列车自动防护系统一起共用的3取2硬件组成。车载自动驾驶处理单元1通过调制解调器与尾驾驶室的处理系统相连。 本技术的有益效果-本实有新型结束了国外的技术垄断，具有结构简单，集成度和灵活性高， 维护成本低，有利于减少列车行车间隔，具有高可靠性及安全性的优点。本技术的应用广泛，能够满足城轨交通业主的需求。具有友好的用 户界面，操作简单。技术先进，自动化控制程度高。同时减少了系统硬件设 备量，降低了系统成本。附图说明图1是本技术的系统组成框图。图2是本技术的无线通信系统结构原理图。图3是本技术的速度控制环原理图。图4是本技术的站间基本的速度控制曲线图。图5是本技术的车载自动驾驶系统对临时限速影响的修正曲线示意图。图6是本技术车载ATO对EOA影响的修正曲线示意图。 图7是本技术列车精确停车控制曲线示意图。 图8是本技术列车在车站处理的逻辑流程图。 图9是本技术列车在站间运行处理的逻辑流程图。 图IO是本技术列车在车站的精确停车控制流程图。 图11是本技术列车调整功能的处理流程图。 图12是本技术列车车门开、关的控制的流程图。 图13是本技术列车输入、输出控制流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图l所示。一种基于无线通信的城市轨道交通用车载自动驾驶系统，它主要由车载 自动驾驶处理单元l、驾驶室显示操作单元2、速度处理单元3、信标收发处 理单元4、无线通讯单元5组成，驾驶室显示操作单元2与车载自动驾驶处 理单元l双向连接，速度处理单元3的输入与速度传感器的输出相连，其输 出与车载自动驾驶处理单元1对应的输入端相连，信标收发处理单元4和无 线通讯单元5的输入分别与对应的信标天线和无线通信天线的输出通过无线 相连，它们的输出分别与车载自动驾驶处理单元l对应的输入接口相连，作 为车载自动驾驶处理单元1 一路输出的开关指示灯通过相应的继电I/O 口与 驾驶室显示操作单元2中的显示面板相连，作为车载自动驾驶处理单元1动 力、控制瑜出通过继电I/0口与车辆对应的驱动、控制系统相连。其中 车载自动驾驶处理单元l (包括I/0):可采用冗余技术单独构成系统， 也可与ATP系统一起共用3取2硬件。车载ATO处理单元完成ATO功能的计算和控制。驾驶室显示操作单元2:用于列车驾驶员进行有关ATO功能的运行操作，输入机组信息并显示各种数据。 ■驾驶室开关、指示灯面板为驾驶员提供相关的操作开关按钮，并提供相关的指示灯显示。■ IIOV直流电源及开关车载ATO使用的电源。 无线通信系统的车载部分接收来自ATS系统、ATP系统的信息与指令，并将列车位置报告传送给轨旁ATP/ATO系统。维护终端用于系统维护。■编码里程计及处理单元测速与测距。信标天线及处理单元实现重定位功能。 各部分接口关系如下■串行链路驾驶室显示单元与车载ATO处理单元，维护终端与车载ATO处理单元之间。继电接口车载ATO处理单元与驾驶室开关、指示灯，与列车控制系统之间。 模拟接口信标天线与信标处理器，里程计与速度处理板，车载无线 通信天线与处理设备之间。 高速串行链路(HDLC协议)车载ATO处理单元与尾驾驶室处理单 元，各ATO处理单元之间，车载ATO处理单元与无线通信处理器， 车载ATO处理单元与信标处理单元之间。 本技术能实现的主要功能有'列车自动驾驶 ATO调整功能 列车在车站的精确停车 车站门控 扣车 越站 ATO自动折返■实际列车识别(PTI) 列车广播数据的产生及传输下面结合一实例对本技术作进一步的说明-一种采用基于无线局域网技术实现车地无线通信的车载自动驾驶系统，采用3取2表决系统构成ATO处理单元，采用基于移动闭塞的ATO算法实现 ATO功能，技术先进。(1)无线通信系统采用基于正EE802.11跳频无线局域网技术标准实 现，具有高速漫游的特点。如图2，为无线网络方式的车地通信系统结构原 理图。本系统具体技术指标如下-'数据速率可达到lMbps。调制类型跳频扩频。频率范围2400 2483.5 MHz， ISM频段。发射功率100mW有效各向同性辐射功率。 '高速漫游上至80公里/小时。 ■无线局域网接口 IEEE802.11b标准。无线通信系统实现了地一车之间的双向通信，它将列车的位置传送给 轨旁ATC控制器，并接收从轨旁发来的报文，包括ATS传来的各种运行 指令及列车"移动授权(EOA)"。"移动授权"也就是列车安全行驶至下 一个位置列车所需一个正式授权。(2)车载ATO处理单元采用3取2表决系统，由三个独立的计算 机通道组成，中央处理板采用基于Intel微处理器的CompactPCI单板计算 机，每个通道在物理和电气特性上与其它两个相互隔离，并支持各自通道 内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线通信的城市轨道交通车载自动驾驶系统，其特征是它主要由车载自动驾驶处理单元（１）、驾驶室显示操作单元（２）、速度处理单元（３）、信标收发处理单元（４）、无线通讯单元（５）组成，驾驶室显示操作单元（２）与车载自动驾驶处理单元（１）双向连接，速度处理单元（３）的输入与速度传感器的输出相连，其输出与车载自动驾驶处理单元（１）对应的输入端相连，信标收发处理单元（４）和无线通讯单元（５）的输入分别与对应的信标天线和无线通信天线的输出相连，它们的输出分别与车载自动驾驶处理单元（１）对应的输入接口相连，车载自动驾驶处理单元（１）通过相应的继电Ｉ／Ｏ口与驾驶室显示操作单元（２）中的显示面板相连，车载自动驾驶处理单元（１）控制输出通过继电Ｉ／Ｏ口与车辆对应的牵引制动控制系统相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾怀高，刘妃，
申请(专利权)人：南京恩瑞特实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]