列車駕駛
關注創建者：趙屹駿 創建時間：2015-08-19
列車駕駛的實例教程
6、列車運行控制模式
列車在正線、折返線上的運行作業時，常用ATO自動駕駛模式和ATP監督下的人工駕駛模式，限制人工駕駛和非限制人工駕駛模式均為非常用模式。
（1）ATO自動駕駛模式
列車啟動后，在ATP設備安全保護下，車載ATO設備自動控制列車加速、巡航、惰行、制動，并控制列車在車站的停車位置，開關車門，司機僅需監督ATP/ATO車載設備運行狀況。
（2）ATP監督下的人工駕駛模式
列車啟動后，車載ATP設備根據地面提供的信息，自動生成連續監督列車運行的一次速度模式曲線，實時監督列車運行。司機根據ATP顯示的速度信息駕駛列車，當列車運行速度接近限制速度時，提出報警；當列車運行速度超過限制速度時，ATP車載設備將對列車實施制動。
（3）限制人工駕駛模式
司機以不超過車載ATP的限制速度行車，列車運行安全由司機負責，當列車超過該限制速度時，ATP車載設備則對列車實施制動。
（4）非限制人工駕駛模式
在車載ATP設備故障狀態下運用，ATP將不對列車運行起監控作用。列車運行安全由司機、調度員、車站值班員共同負責。
7 、列車折返模式
列車在ATP監督人工駕駛模式下折返時，列車由人工駕駛自到達股道牽出至折返線，由司機轉換駕駛端，并折返至發車股道。
在ATO有人駕駛模式下折返時，列車能以較合理的速度從到達股道牽出至折返線，由司機轉換駕駛端和啟動列車，然后從折返線進入發車股道。
信號ATC系統依據控制方式以及信息傳輸方式的不同，系統結構組成和配置方式也完全不同，在工程設計中選擇何種配置，須根據行車組織、車輛性能、車站規模、線路條件等，以安全性、可靠性為基本原則，兼顧成熟性、經濟性、合理性，以發揮最大效能為目標，并需適當考慮先進性等。
展開 復興號動車又將大放異彩——將在世界上首次實現時速350公里自動駕駛功能。
1月2日，中國鐵路總公司總經理陸東福在中國鐵路總公司工作會議上透露，目前時速300公里—350公里高鐵的自動駕駛技術在世界上尚屬空白，中國鐵路總公司正在組織攻關，該技術將在京張高鐵首次得到應用。
資料圖：“復興號”。中新社記者 卞正鋒 攝
ATO設備代替司機
科技日報記者從中國鐵道科學研究院（以下簡稱鐵科院）了解到，目前高鐵列車都是在中國列車運行控制系統（CTCS）的防護下，由司機駕駛的。
“高鐵列車司機是根據行車調度命令、按照前方信號顯示和線路狀況等信息，人工駕駛控制列車的啟動、加速、減速和停車。”鐵科院專家說，操作由司機完成，安全由ATP來保證。
ATP為列車超速防護設備，其首要任務是實時監督列車的運行速度，并根據列車運行的限制條件，自動控制列車的制動系統，實現列車超速防護。
“隨著技術的發展，采用ATO（高鐵列車自動駕駛）設備來代替司機駕駛已經成為現實。在地鐵上，已經應用了不少ATO系統。”前述鐵科院專家透露，中國鐵路總公司也已在珠三角的莞惠、佛肇兩條時速200公里的城際鐵路使用了ATO，這也是全球首次在運營速度200km/h的鐵路采用ATO設備。
只需按一個啟動按鈕
ATO其實是一個大系統，包括車站里安裝的地面設備，動車組上安裝的車載設備，還有在這些設備之間傳遞信息的通信系統。
“采用ATO以后，司機只要按一個啟動按鈕，就可以實現列車從車站自動發車、在站間自動運行、運行時間按計劃自動調整、到達車站精確停車、停車后自動開門等功能。”鐵科院專家說。
ATO的工作流程是這樣的。
展開 簡化列車模型是為了提供必要的接口，由一“執行者”驅動列車模型。該駕駛面板已被通用模型化，無論何種類型的車輛，都可以用同一駕駛模型。
圖9駕駛艙面板
列車和線路之間的交互: ControlBuild有一個功能，可以不需要編程在三維坐標空間中移動列車。因此，列車可以沿著鐵軌行駛，檢測開關岔道的位置，對傳感器做出響應，捕獲帶受電弓接觸網功率……該模塊與牽引模型交互，根據要求的加速情況計算列車的速度。
2.3.2 自動駕駛模型
物理電子處理單元(自動飛行員)在測試臺上可有也可用虛擬模型替代。根據實際設備的存在情況，開發的虛擬模型可以被動態地啟用或禁用。
圖10 顯示自動駕駛接口狀態
使用虛擬電子設備開發了“Porte de Charenton”站，自動駕駛儀功能需要基于該虛擬車站執行一系列測試:
· 重新配置禁用區域
· CBTC激活
· 彌補錯誤的軌道電路
· 幫助自動取消路線
· 幫助緊急取消路線
· 安全方法鎖定
· 發現和釋放超限鎖定
· 遵守信號指示
· 設置方向
· 設置列車保護
· 檢測軌道電路故障
· 處理乘客保護
· 線路控制安全
· 制動時授權重新發電（再生能源）
· 禁止駕駛模式
· 授權進入車站
· 操作支持監督
2.4 測試腳本
鑒定平臺可支持手動操作或自動操作模式。在手動模式下，仿真模型的用戶圖形界面GUI (線路、信號艙、機車……)支持測試人員沿著線路 (路線開發) 駕駛列車，驗證真實(和仿真)設備的正確操作，并模擬故障以驗證安全功能和故障模式。
展開 當日6時50分許，一輛在地鐵11號線隧道內正在行駛的地鐵列車撞上裸露的涉事管樁，導致該車車頭受損，列車駕駛員受傷，車輛乘客被疏散，事發區段列車停運約13小時。
2017年12月6日，民警在上述施工工地將被告人祝立峰、文志松、賓士林、王虎成、彭承才等人帶回派出所接受調查，譚海、汪勇主動到達派出所接受調查。經評估，本次損失分別包括：
1.退票退卡、司機治療、乘客延誤責任費用共計7015.5元；2.接觸網、通信、機電等維修費用共計528481.82元；3.列車維修費用共計5456618.01元；4.隧道搶險加固費用共計2140223.15元，上述費用合計8132338.48元。
認定上述事實的證據有物證，書證，被害人陳述，證人證言，被告人的供述與辯解，事故調查報告、評估報告，勘驗、檢查、辨認筆錄等。
原判認為：
被告人祝立峰、文志松、汪勇、譚海、賓士林、王虎成、彭承才在作業中違反有關安全管理的規定，造成其他嚴重后果，其行為均已構成重大責任事故罪。被告人祝立峰、文志松、汪勇、譚海、賓士林、王虎成、彭承才犯罪以后自動投案，并如實供述自己的罪行，是自首，依法可以從輕處罰。綜合本案犯罪事實、性質、情節、后果及公訴機關的量刑建議，依照《中華人民共和國刑法》第一百三十四條第一款、第六十七條第一款之規定，判決如下：一、被告人祝立峰犯重大責任事故罪，判處有期徒刑二年。二、被告人文志松犯重大責任事故罪，判處有期徒刑二年。三、被告人汪勇犯重大責任事故罪，判處有期徒刑一年六個月。四、被告人譚海犯重大責任事故罪，判處有期徒刑一年四個月。五、被告人賓士林犯重大責任事故罪，判處有期徒刑一年二個月。六、被告人王虎成犯重大責任事故罪，判處有期徒刑一年二個月。七、被告人彭承才犯重大責任事故罪，判處有期徒刑一年二個月。
展開 近年來， 包括中國在內的許多國家都開始研究并運用人工智能來提高鐵路信號控制和列車自動駕駛的安全。
目前，人工智能在安全關鍵領域中的應用還只是剛剛起步，面臨的挑戰還很多，比如對于基于人工智能的系統，如何保證其滿足相關安全標準確定性的要求；如何保證其魯棒性的決策；如何有效驗證自主控制系統的安全性；如何快速對海量數據作出分析響應滿足其實時性要求等。
ANSYS公司作為全球數字化仿真領域的領導者，此次攜手創景科技，邀請到了卡內基梅隆大學人工智能領域的專家，共同舉辦“人工智能在安全關鍵領域的應用現狀及發展趨勢研討會”。在此，我們誠邀您的加入，與大家共同探討人工智能在安全關鍵領域應用的現狀、方向、挑戰與前景。
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在手動模式下，仿真模型的用戶圖形界面GUI (線路、信號艙、機車……)支持測試人員沿著線路 (路線開發) 駕駛列車，驗證真實(和仿真)設備的正確操作，并模擬故障以驗證安全功能和故障模式。
ControlBuild允許測試工程師搭建測試腳本, 以觸發正常操作模式相關的動作 (如定位一列列車, 啟動列車, 改變駕駛模式, 加速或制動) 或產生異常情況 (例如, 強制系統或設備的一部分產生故障) 。
這些特點決定了地鐵、城際鐵路中常用的PID、模糊邏輯控制、神經網絡控制、迭代學習控制等傳統方法［8］均不適用于高速列車自動駕駛。研究應用GOA3級或者GOA4級的自動駕駛系統，實現列車智能自主運行控制，是國際技術發展的趨勢。考慮到我國鐵路運用場景復雜、交路復雜、環境復雜、車型復雜等，GOA4級ATO在較長時期內不應是我國干線鐵路的研究方向。
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龐巴迪公司的專家們考慮了建模階段多達六十種不同的設計參數，包括列車的外殼、駕駛室、碰撞結構以及人體工程學約束。公司最終得以降低空氣阻力20%，減少約10%的能源消耗。通過使用modeFRONTIER，龐巴迪工程師可以從一系列設計中進行選擇，以適應特定的造型喜好，同時又能保證能源消耗的優化且最大化穩定性和安全性的準則。
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ATP為列車超速防護設備，其首要任務是實時監督列車的運行速度，并根據列車運行的限制條件，自動控制列車的制動系統，實現列車超速防護。
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線路列車采用自動化無人駕駛。目前，14 號線前期工作已經展開，預計 2022 年竣工。
無人停車
2015年底，深圳“最牛停車機器人”也是世界上第一臺‘激光導航+梳齒交換’式汽車搬運AGV機器人”研發完成，除了精準度最高，還有速度最快和最靈活這兩項“世界之最”。
7 、列車折返模式
列車在ATP監督人工駕駛模式下折返時，列車由人工駕駛自到達股道牽出至折返線，由司機轉換駕駛端，并折返至發車股道。
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目前，人工智能在安全關鍵領域中的應用還只是剛剛起步，面臨的挑戰還很多，比如對于基于人工智能的系統，如何保證其滿足相關安全標準確定性的要求；如何保證其魯棒性的決策；如何有效驗證自主控制系統的安全性；如何快速對海量數據作出分析響應滿足其實時性要求等。
