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4.1 车载ATO 数据与传输.32
4.2 ATO 车载设备运行.32
4.3 ATO地面设备运行33
4.4 LEU软件流程 34
4.5应答器软件程序流程35
4.6 LEU通讯监听软件系统程序设计.35
5.结束语37
附录 37
参考文献42
致谢 44
1 绪论1.1 课题研究背景及意义列车的自动驾驶 ATO系统(Automatic Train Operation)是组成 ATC 列车自动控 制 系 统 (Automatic Train Control System) 的 关 键 系 统 ， ATO 系 统ATS(Automatic Train Supervision)自动监控子系统，列车自动防护 ATP子系统共同构成了城轨的交通信号系统，为城市轨道交通设备生产做好了基础。列车ATO系统会参考系统设置的运行曲线和ATS系统的部分指令来选择最佳运行工况，自动调节和能源控制列车速度，包罗了牵引、巡回行驶、惰行、节制和泊车控制和车门的打开关闭的控制功能。驾驶员的大部分操作都可以由ATO代替完成，对列车的运行情况的标准化有益，精确执行驾驶任务和行车计划，以提高通行效率和优化工艺控制与节能列车运行。这将提高乘客舒适度，提高列车运行正点，对节能减排发挥了重要作用。列车自动运行系统是列车车站集中控制系统的一个子系统，是列车自动控制系统中一个必不可少的子系统。它可以通过对地面信息的利用实现列车牵引，制动等自动折返运行控制，模拟完整的传动系统任务，让列车保持最优秀的运行状态，提高节能降耗、列车乘坐舒适性、旅客列车正点率。它还提供了指定的停车，车门控制和反馈到火车站当前列车位置定位信息等功能。 ATO使运营商降低了列车运行的成本，提高业务灵活性，使车辆密集发车成为可能，大大推进了我国城轨交通进入自动化阶段的进程。 ATO子系统可以保证正常运行时间和指定的停车位，加速列车运行，提高舒适度和效率，降低能源消耗。但作为ATC的一个子系统，它的功能是依赖于 ATC的子系统协调工作，若是缺少 ATP和 ATS子系统，ATO将不能进行正常的工作。从列车运行中的用途的角度，ATO主要负责的是列车的驾驶，可以调整正常速度，把信息传递给乘客，车门开关的工作，但只是执行命令，安全性无法得到保证，这需要 ATP保护。 ATP发挥监督职能，不符合安全的情况下给予适当的防护措施，以确保列车运行速度的限制，门没有故障。是以 ATP系统是必不可少的列车运行安好保障，ATO系统是提高都市轨道交通列车（正点，平稳，节能）技术措施的水平。在任何时候，只要 ATP系统是正常的，那么它应该被允许执行保护工作，以确保行车安好[1-3]。
1.2 国内外研究现状早在 20世纪 80 年代初，对列车自动驾驶 ATO系统的研究就在西方的发达国家开展，直到时代发展到 20 世纪 90 年代后，世界各个有能力研发的国家都已经开发出了适合自己国情的列车自动驾驶系统，日本北海道至南部九州岛的新干线列车系统、法国巴黎至里昂的 U/T 列车系统、德国铁道线路中应用的LZB [4-5]。
1 日本新干线最早采用动能分散式的运行方法的动车组电车系统就是日本北海道的新干线系统。这一系统不仅让列车顺畅地加速和减速，使其在坡度大的路线上可以平稳行驶，而且减弱了列车行驶中的噪声和震感，使乘客乘坐时更加的舒适。新干线中的列车刹车系统使用空与电联合刹车装置和再利用刹车装置，不浪费任何能源。日本通过对优化列车驾驶系统的相关研究，开发了目标-距离一次制动模式的曲线方式，该方式的运行方式为依靠地面设备，把各个开口部分距离和线路的电路信息传递到车辆的车载装置上进行相关的处理，分析出到达领先列车所在区间的距离，总结列车的运行情况、列车的运行机能、列车路径信息以及允许的列车速度设计出当前列车的最大安全车速，当列车靠近减速地点时，会即时得到列车在当前运行条件下的制动模式曲线，可利用目的地距离的制动形式的曲线将刹车的距离适当减短，可以使列车运载更加高效化。2 法国巴黎 U/T列车系统U/T系统是一个利用高效信息传递实现的列车运行控制系统，被利用在法国动车组 TGV区段上,并沿用至今。该系统地面与车辆的信息交换线路由导电的轨道电路组成。该自动驾驶系统利用的通电型轨道电路为型号 UM71 的电路，这种电路为远离谐波扰乱的移频电路。数字编码是信息传递的主要手段，这种信息传递手段可以使信息传输的容量扩展到 8 至 9 个，有效的信息传输可以达到 4^14 个;利用速度的不同实现了分速度制动，对速度进行实时监督，时速最快时候可以达到320 公里每秒。3 德国 LZB系统[ 5-8]LZB系统则是利用铺设在轨道上的传导电线进行设备信息的传递，在收到传递给列控中心的信息数据之后，列控中心会根据数据分析出目的地的距离制动模式相关曲线，使用铺设在轨道上的电缆把信息传递给列车车载设备，与新干线相同，采同样的控制方式即目标-距离控制方式。轨道电路设备，地面TWC，车载设备为重要的组成结构。目的地控制距离曲线的分析和绘制还有重要信息的寄存都在列控中心进行。
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