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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究
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作者 侯涛 魏建鹏 牛宏侠 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期38-50,共13页
针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设... 针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设计扩张状态观测器对高速列车运行过程中所受的内部和外部的未知干扰进行估计和补偿;然后,通过采用预设性能函数把系统跟踪误差转换为一个变化误差,并控制变化误差在一定的范围,间接保证了系统跟踪误差始终在预先设定的范围内;其次,设计非奇异终端滑模面和高速列车自动驾驶系统速度控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差可以在有限时间内收敛于平衡点;最后,结合CRH3型列车参数和郑西高铁中西安北站—渭南北站段(950.620~1010.970km)实际线路数据,分别在没有干扰和有白噪声干扰的情况下对设计的控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车控制方法对速度和位移的跟踪精度较自抗扰的控制方法和非奇异终端滑模的控制方法有显著的提高,且对列车受到的干扰能够精确地估计和补偿,实现了对列车的运行期望曲线的高精度跟踪。该研究可以提高高速列车速度控制系统的鲁棒性和控制精度,为高速列车提供一种新的速度控制技术方案。 展开更多
关键词 自动驾驶 预设性能控制 非奇异终端滑模控制 高速列车 扩张状态观测器
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控制线原理及其在ATC系统中的应用
2
作者 郜洪民 陈广山 《铁道通信信号》 2007年第9期4-6,共3页
介绍了控制线的基本概念和组成,并结合津滨轻轨信号工程实际论述了其在城市轨道交通列车自动控制系统中的应用。
关键词 控制线 列车自动控制 速度 距离
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基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术研究与实践
3
作者 嵇道君 付金 黄轩滔 《电力机车与城轨车辆》 2025年第1期95-102,共8页
文章首先从研究目标、研究方法、设计原则及约束、职责划分、主要功能、工作原理等方面,介绍了基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术的研究与设计,然后重点分析了在国内各线路上开展的重载列车自动驾驶技术研究项目的技术方案、试验... 文章首先从研究目标、研究方法、设计原则及约束、职责划分、主要功能、工作原理等方面,介绍了基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术的研究与设计,然后重点分析了在国内各线路上开展的重载列车自动驾驶技术研究项目的技术方案、试验验证和运用考核等情况,最后对重载列车自动驾驶技术未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 重载列车 自动驾驶 控制 试验
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有轨电车车载进路控制方案的设计与实现
4
作者 常凯兵 花玲玲 《科技创新与应用》 2025年第8期129-132,共4页
为了提高有轨电车运行效率,减少司机操作复杂度,分析我国列控系统进路控制存在的问题,结合现代有轨电车的进路控制功能需求,提出适用于有轨电车的车载自动进路控制方案及人工进路控制方案。基于所提出的方案对实现过程中涉及到的关键数... 为了提高有轨电车运行效率,减少司机操作复杂度,分析我国列控系统进路控制存在的问题,结合现代有轨电车的进路控制功能需求,提出适用于有轨电车的车载自动进路控制方案及人工进路控制方案。基于所提出的方案对实现过程中涉及到的关键数据进行设计,主要包括车载数据库进路信息、车载自动进路触发距离,最后结合场景实例对车载系统的进路控制流程进行介绍,为后续车载进路控制技术的发展提供一定的参考。 展开更多
关键词 列控系统 现代有轨电车 进路控制 车载数据库 自动进路触发距离
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基于T-S型模糊推理软切换的列车速度复合控制方法
5
作者 董红生 史永伟 董煜 《铁路计算机应用》 2025年第1期9-14,共6页
列车速度控制是列车自动运行(ATO,Automatic Train Operation)系统的核心,研究有效的列车速度控制算法对于提高列车调速性能具有重要作用。为此,文章提出基于T-S型模糊推理软切换的列车速度复合控制方法:将模糊控制和增益自调整单神经元... 列车速度控制是列车自动运行(ATO,Automatic Train Operation)系统的核心,研究有效的列车速度控制算法对于提高列车调速性能具有重要作用。为此,文章提出基于T-S型模糊推理软切换的列车速度复合控制方法:将模糊控制和增益自调整单神经元PID(ProportionalIntegral Derivative)控制相结合,构成一种列车速度的复合控制方式;基于T-S型模糊推理实现2种控制的动态软切换。仿真测试表明,该方法充分发挥了2种列车调速控制的优势,且实现了平滑过渡,有效改善了列车调速响应的快速性和平稳性。 展开更多
关键词 列车自动运行(ATO)系统 调速控制 增益自调整单神经元 T-S型模糊推理软切换
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上海轨道交通1号线北延伸段ATC系统 被引量:4
6
作者 戴翌清 《城市轨道交通研究》 北大核心 2009年第6期47-51,共5页
上海轨道交通1号线北延伸段应用的是ALSTOM(美国)的列车自动控制(ATC)系统。主要介绍了这套系统中的轨旁设备及其在现场的应用,同时还特别介绍了ATC系统对1号线既有线段的改进:将原先配套用于6502设备的轨旁ATC改进为能够与安全型计算... 上海轨道交通1号线北延伸段应用的是ALSTOM(美国)的列车自动控制(ATC)系统。主要介绍了这套系统中的轨旁设备及其在现场的应用,同时还特别介绍了ATC系统对1号线既有线段的改进:将原先配套用于6502设备的轨旁ATC改进为能够与安全型计算机联锁系统设备相匹配的系统,并成功投入运营至今,整个系统运行稳定。 展开更多
关键词 列车自动控制系统 安全型计算机联锁 6502电 气联锁
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城市轨道交通ATC系统信息安全建设方案 被引量:4
7
作者 贾晓哲 《都市快轨交通》 北大核心 2017年第1期26-28,共3页
随着计算机和网络的发展,信息安全越来越受到关注,越来越多的城市在城市轨道交通信号工程招标文件中对列车自动控制(ATC)系统提出了需满足信息安全等级三级的要求。以目前城市轨道交通ATC系统中主流的CBTC系统为研究对象,按照信息安全... 随着计算机和网络的发展,信息安全越来越受到关注,越来越多的城市在城市轨道交通信号工程招标文件中对列车自动控制(ATC)系统提出了需满足信息安全等级三级的要求。以目前城市轨道交通ATC系统中主流的CBTC系统为研究对象,按照信息安全标准分析物理安全、网络安全、主机安全、应用安全及数据安全等方面的要求。根据分析结果,对系统中较薄弱的网络安全、主机安全等环节通过增加安全审计、边界防护、入侵防护的方式进行改进。 展开更多
关键词 城市轨道交通 基于通信的列车控制(CBTC)系统 信息安全 列车自动控制(atc)系统
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ATC系统中采用电力线载波通信技术的研究 被引量:1
8
作者 枉杨 吴汶麒 《城市轨道交通研究》 2003年第6期76-78,共3页
介绍了正交频分复用 (OFDM )的基本原理 ,并结合城市轨道交通ATC系统的特点 。
关键词 atc系统 电力线载波通信 正交频分复用 城市轨道交通 接触网 信息传输
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上海城市轨道交通ATC系统的发展策略 被引量:11
9
作者 黄钟 《城市轨道交通研究》 2003年第1期6-8,共3页
在简要论述上海城市轨道交通既有列车自动控制 (ATC)系统制式的发展历程后 ,着重阐明解决多制式信号系统间的互联互通问题的技术策略。基于通信的列车控制 (CBTC)信号系统代表了城市轨道交通ATC系统的一个发展方向。
关键词 上海 atc系统 发展策略 城市轨道交通 列车自动控制 制式
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成都地铁7号线信号ATC系统选择分析 被引量:4
10
作者 杨帆 王仕忠 邱小燕 《铁路通信信号工程技术》 2014年第6期59-61,共3页
讨论3种不同闭塞制式的列车自动控制系统,从运能、实用化程度、技术先进性、经济性以及国产化水平等方面进行综合分析。结合成都地铁7号线信号ATC系统工程实际需求情况,推荐其列车自动控制系统采用准移动闭塞系统或移动闭塞系统。
关键词 地铁 闭塞方式 列车自动控制系统
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基于车载ATC系统冗余切换的地铁车辆控制电路优化设计 被引量:2
11
作者 赵虹 黄海霞 梁汝军 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第6期182-185,190,共5页
双端冗余信号系统中主用车载ATC(列车自动控制)系统和备用车载ATC系统切换时,会中断所有对车辆的输出信号。着重从信号系统冗余切换过程中丢失零速信号、紧急制动信号及牵引制动控车信号后车辆的运行状态及风险进行分析,优化车辆电路实... 双端冗余信号系统中主用车载ATC(列车自动控制)系统和备用车载ATC系统切换时,会中断所有对车辆的输出信号。着重从信号系统冗余切换过程中丢失零速信号、紧急制动信号及牵引制动控车信号后车辆的运行状态及风险进行分析,优化车辆电路实现信号系统无缝切换,保证信号冗余切换的可用性、稳定性,进而提高列车的运营效率及服务质量。 展开更多
关键词 地铁 车辆 控制电路 列车自动控制 冗余切换
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轨道交通ATC设备通用化自动测试装置研发
12
作者 何沛燊 刘元丰 刘桂雄 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第12期96-101,共6页
针对轨道交通不同车型列车自动控制系统(automatic train control,ATC)设备控制线路定义不一,ATC设备测试项目众多、人工测试繁琐、溯源性差的问题,提出研制轨道交通ATC设备通用化自动测试装置,综合利用Python语言与LabVIEW平台编写测... 针对轨道交通不同车型列车自动控制系统(automatic train control,ATC)设备控制线路定义不一,ATC设备测试项目众多、人工测试繁琐、溯源性差的问题,提出研制轨道交通ATC设备通用化自动测试装置,综合利用Python语言与LabVIEW平台编写测试软件,结合可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)控制技术,实现自动切换测试线路与多车型通用化测试,并记录测试过程、判断分析诊断测试结果等。实践表明,装置的测试快速化、自动化、通用化与可溯源的特点明显,具有参考价值。 展开更多
关键词 轨道交通 atc 自动测试 通用化 可溯源
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城市轨道交通ATC系统的国产化及其发展策略 被引量:1
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作者 黄钟 《城市轨道交通研究》 1999年第4期43-44,47,共3页
依据国内外轨道交通发展的启示,探讨轨道交通技术装备国产化的难点与突破口,提出加速发展ATC信号系统设备国产化的具体策略.
关键词 城市轨道交通 中国 atc信号系统 国产化
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巴西圣保罗13号线ATC车载设备系统控速防护逻辑研究 被引量:3
14
作者 施篇 《铁路通信信号工程技术》 2022年第4期100-104,共5页
巴西圣保罗项目由于业主地面设备制式及司机控车方式习惯,导致其与国内传统的车载设备控速逻辑存在较大差异。针对此情况,研究基于国外城轨业主应用需求及地面设备制式的FZL300车载设备控速防护逻辑,实现列车自动防护、高低速区间控速... 巴西圣保罗项目由于业主地面设备制式及司机控车方式习惯,导致其与国内传统的车载设备控速逻辑存在较大差异。针对此情况,研究基于国外城轨业主应用需求及地面设备制式的FZL300车载设备控速防护逻辑,实现列车自动防护、高低速区间控速转换等功能。 展开更多
关键词 列车自动防护 车载设备 控速防护
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FZL·Z20车载ATC设备离线维修检测方案研究 被引量:1
15
作者 曹国利 《铁路通信信号工程技术》 2012年第2期40-42,共3页
介绍应用在长春轻轨4号线FZL100列车自动控制系统FZL.Z20型车载ATC设备离线维修检测的具体实施方案。从硬件接口、软件模块详细介绍维修检测方案的实现。本方案以工控机和虚拟列车控制平台等为硬件基础,通过CAN总线和RS-422总线等接口... 介绍应用在长春轻轨4号线FZL100列车自动控制系统FZL.Z20型车载ATC设备离线维修检测的具体实施方案。从硬件接口、软件模块详细介绍维修检测方案的实现。本方案以工控机和虚拟列车控制平台等为硬件基础,通过CAN总线和RS-422总线等接口作为调度接口,为车载ATC设备提供必要的开关量输入和输出采集、速度信号输入、编码信息和过交叉点信息。 展开更多
关键词 atc ATO ATP TWC 虚拟列车控制平台 CAN
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上海轨道交通明珠线一期工程ATC系统
16
作者 汪龙才 《铁道标准设计》 2003年第9期40-42,共3页
简要介绍明珠线一期工程ATC系统的组成和结构、系统设备的技术特点 。
关键词 城市轨道交通 上海 atc系统 列车自动控制系统 技术特点 系统配置
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基于运营能力的点式ATC系统可行性研究
17
作者 鲁秋子 《铁路计算机应用》 2019年第2期12-15,21,共5页
为验证不同速度等级、不同列车长度下的点式列车自动控制(ATC)系统是否能够满足城市轨道交通的运营能力需求,依据点式ATC系统特点及信号系统设计的相关要求,推出列车在区间和车站最小追踪间隔的计算模型,并根据计算模型给出了能力影响因... 为验证不同速度等级、不同列车长度下的点式列车自动控制(ATC)系统是否能够满足城市轨道交通的运营能力需求,依据点式ATC系统特点及信号系统设计的相关要求,推出列车在区间和车站最小追踪间隔的计算模型,并根据计算模型给出了能力影响因素,得出最小追踪间隔与最高运行速度及列车长度之间的关系。通过仿真计算,得出不同速度等级、不同长度下列车运行的最小追踪间隔,验证了计算模型的合理性,并给出了不同速度等级及列车长度下点式ATC系统的适用情况。 展开更多
关键词 点式系统 列车自动控制信号系统 最小追踪间隔
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基于ASP-SAC算法的列车自动驾驶速度控制 被引量:2
18
作者 刘伯鸿 卢田 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2637-2648,共12页
随着经济建设的绿色转型以及人工智能的快速发展,城市轨道交通已成为居民日常出行的重要方式,在保障安全性、高效性和准点性的前提下,列车运行的节能性和舒适性需求也越来越被关注。合理的运行策略能够有效实现多种目标需求下的列车自... 随着经济建设的绿色转型以及人工智能的快速发展,城市轨道交通已成为居民日常出行的重要方式,在保障安全性、高效性和准点性的前提下,列车运行的节能性和舒适性需求也越来越被关注。合理的运行策略能够有效实现多种目标需求下的列车自动驾驶速度控制,强化学习作为一种智能决策方法,能够有效解决这一控制问题。首先,通过综合分析技术、安全性和乘客体验等方面的因素,基于专家经验动作划分和状态信息熵将软演员-评论家(SAC)改进为动作状态经验优先软演员-评论家(ASP-SAC)方法,用于研究列车自动驾驶速度控制问题。其次,将问题马尔可夫形式化,搭建了列车运行环境,确定了状态空间、动作空间以及基于目标控制的奖励函数。最后,以北京地铁亦庄线的一段区间数据为例进行试验,对ASP-SAC方法进行验证并与其他一些算法在相同环境下进行性能优劣比较。研究结果表明:该方法对于多目标控制需求下的列车自动驾驶速度控制问题具有可行性,与未改进前相比算法效率提高22.73%,与PPO算法相比提高29.17%,改进效果良好。同时,列车运行时在安全性、舒适性无误的情况下,准时性、精确性和节能性都强于SAC、DQN、PPO以及PID算法,其中能耗分别减少3.64%、5.62%、4.38%、7.35%,控制效果良好。此外,该方法亦具备鲁棒性,在列车自动驾驶速度控制方面具有一定的优越性和可参考性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 多目标控制 强化学习 ASP-SAC算法 速度控制
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具有未知时变参数城轨列车的精准停车鲁棒控制
19
作者 李茂青 朱胜杰 +2 位作者 林俊亭 高云波 岳丽丽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期65-72,共8页
列车运行情况复杂多变,使得列车质量、基本运行阻力及线路状况等参数难以精确获得且随着列车运行存在明显的时变特性。列车模型参数的不确定性和时变特性会对列车的精准停车性能产生重要的影响。在动车组多质点动力学模型的基础上,根据L... 列车运行情况复杂多变,使得列车质量、基本运行阻力及线路状况等参数难以精确获得且随着列车运行存在明显的时变特性。列车模型参数的不确定性和时变特性会对列车的精准停车性能产生重要的影响。在动车组多质点动力学模型的基础上,根据Lyapunov再设计方法设计了一种非线性列车鲁棒控制器。该控制器将系统中的不确定性因素视为等价干扰,并设计相应的鲁棒补偿项。根据参数的先验区间,设计的鲁棒补偿项能够抑制模型估计误差,使得列车的位置和速度跟踪误差快速收敛,最终实现精准停车的控制目标;同时,也证明了系统的最终一致有界稳定性。最后,选取城市轨道交通场景进行仿真验证,仿真结果表明:本文提出的控制方法在列车模型参数未知且时变情景下也能实现对期望停车曲线的快速、精确追踪,表现出较强的鲁棒特性。 展开更多
关键词 列车自动运行 多质点模型 精准停车 鲁棒控制 未知时变参数 最终一致稳定性
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基于自适应终端滑模的高速列车迭代学习速度控制
20
作者 张鑫 祝子钧 陈凯生 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期76-84,共9页
针对高速列车的速度追踪控制问题,充分利用列车运行的重复性,考虑工程应用中迭代初始状态不同和复杂的外部环境,提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的自适应非奇异终端滑模迭代学习控制算法,使系统在任意迭代初值时均能保证追踪精度... 针对高速列车的速度追踪控制问题,充分利用列车运行的重复性,考虑工程应用中迭代初始状态不同和复杂的外部环境,提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的自适应非奇异终端滑模迭代学习控制算法,使系统在任意迭代初值时均能保证追踪精度。提出一种时变非奇异终端滑模面以抑制初态误差影响,采用LESO估计并补偿列车扰动,设计自适应迭代更新律估计LESO的观测误差,设计全饱和自适应迭代控制律计算输入并将其约束于允许范围内。建立类Lyapunov的复合能量函数,通过严格的数学分析证明其迭代域的差分负定性和有界性,证明所设计的时变滑模面可实现渐进收敛,并证明追踪误差在滑模面内可在有限时间内收敛至平衡点。将本文提出的算法与滑模控制、变增益迭代学习控制、自抗扰控制等算法进行比较。仿真结果表明:无论是否存在迭代初始误差,在相同的条件下,本文提出的算法较其他算法具有更强的抗干扰能力,速度追踪精度提高90%及以上,停车误差可迭代收敛至001 m。 展开更多
关键词 高速列车 列车自动驾驶 自适应迭代学习控制 扩张状态观测器 初值问题
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