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全自动驾驶地铁列车智能雨刮器控制技术的研究与实现
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作者 王英 武钧 《智慧轨道交通》 2025年第1期49-57,共9页
随着全自动驾驶技术的快速发展,全自动驾驶地铁列车在各大城市得到了广泛应用。乘客在乘坐全自动驾驶地铁列车时,可以模拟司机的视角,通过前挡风玻璃欣赏车外的景色,提升了乘客的乘车体验。但是如果遇到下雨天,乘客的瞭望视线就会受到... 随着全自动驾驶技术的快速发展,全自动驾驶地铁列车在各大城市得到了广泛应用。乘客在乘坐全自动驾驶地铁列车时,可以模拟司机的视角,通过前挡风玻璃欣赏车外的景色,提升了乘客的乘车体验。但是如果遇到下雨天,乘客的瞭望视线就会受到极大的影响,降低了乘客的乘车体验。文章分析了全自动驾驶地铁列车的雨刮器的运用场景,针对不同运用场景提出了相应的雨刮器的控制方法,并重点介绍了雨量传感器的工作原理、安装方法以及前期应用问题的优化措施。通过对自动雨刮控制系统的核心部件雨量传感器以及控制盒的设计方案、功能逻辑和安装方式的研究,提出了一种适用于全自动驾驶地铁列车的、基于红外光式雨量传感器的智能雨刮器控制技术及其实现方式,并对影响智能雨刮器控制技术的应用效果和性能的关键问题及处理措施进行了总结。 展开更多
关键词 地铁列车 智能雨刮 控制技术 自动驾驶 雨量感应 红外传感器
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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
2
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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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究
3
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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美国铁路列车自动控制系统的发展从ATCS到PTC 被引量:3
4
作者 李士祥 毛俊杰 《中国铁路》 北大核心 2001年第1期53-55,共3页
综述了美国铁路列车自动控制系统从ATCS到PTC的发展,重点介绍了先进的列车间隔控制系统PTS的结构、工作原理,及其试验过程。进一步论述了PTS向精确列车间隔控制系统PTC的发展,并介绍了PTC的工作特点及故障处理等问题。
关键词 atcS PTC 发展 列车自动控制系统 列车间隔控制系统 美国 铁路
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重载组合列车自组织自动运行控制:模型,算法及验证
5
作者 王兴中 李烁 +1 位作者 宋宗莹 杨迎泽 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第5期152-155,共4页
重载列车的自动运行控制对于提高铁路运输的安全性和效率具有重要意义。基于此,提出了一种重载列车自组织自动追踪控制方案。首先,建立了重载组合列车的信息物理模型,其中物理层模拟列车的纵向动态特性,而信息层利用图论表示列车的通信... 重载列车的自动运行控制对于提高铁路运输的安全性和效率具有重要意义。基于此,提出了一种重载列车自组织自动追踪控制方案。首先,建立了重载组合列车的信息物理模型,其中物理层模拟列车的纵向动态特性,而信息层利用图论表示列车的通信拓扑结构。其次,设计了一种自动运行控制规则,以实现速度一致性并保持相邻列车之间的安全距离。最后,仿真结果表明所提方案具有较好的跟踪效果和较高的列车运行效率。 展开更多
关键词 重载组合列车 自组织 自动运行控制 运行安全
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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
6
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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基于T-S型模糊推理软切换的列车速度复合控制方法
7
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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降低城市轨道交通工程造价及运营费用的一个有效途径——先进合理的列车自动控制ATC系统 被引量:4
8
作者 刘海军 《铁道标准设计》 北大核心 2009年第11期127-129,共3页
从信号角度分析研究了整个城市轨道交通的投资状况。结合城市轨道交通信号系统应用现状,从降低工程造价、优化车辆购置、缩小土建规模、节约运营成本等多方面优越性分析,论述采用先进合理的列车自动控制ATC系统,对降低城市轨道交通工程... 从信号角度分析研究了整个城市轨道交通的投资状况。结合城市轨道交通信号系统应用现状,从降低工程造价、优化车辆购置、缩小土建规模、节约运营成本等多方面优越性分析,论述采用先进合理的列车自动控制ATC系统,对降低城市轨道交通工程造价及运营费用的实际意义。 展开更多
关键词 列车自动控制atc系统 模拟仿真 控制造价 运营成本
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列车自动驾驶系统控制算法综述 被引量:157
9
作者 唐涛 黄良骥 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期98-102,共5页
介绍了列车自动驾驶系统的基本结构和功能,并对各控制算法的研究情况与投入使用的情况作了详细分析,同时还对列车自动驾驶系统控制算法的前景作了展望。
关键词 列车自动驾驶系统 自动控制 智能控制 控制算法
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考虑列车追踪的自动驾驶控制算法 被引量:7
10
作者 王鹏玲 王青元 +2 位作者 崔恒斌 马磊 冯晓云 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1045-1051,共7页
为了研究追踪列车安全、平稳的操纵策略,在分析列车间相互纵向动力学关系的基础上,提出了列车追踪模型.列车在不同情况下控制目标有所不同:单独运行模式下以最优速度模式曲线运行,追踪运行模式下保证安全追踪间隔运行.为了实现不同的控... 为了研究追踪列车安全、平稳的操纵策略,在分析列车间相互纵向动力学关系的基础上,提出了列车追踪模型.列车在不同情况下控制目标有所不同:单独运行模式下以最优速度模式曲线运行,追踪运行模式下保证安全追踪间隔运行.为了实现不同的控制目标,采用模型预测控制的分层结构,结合二次型优化算法实现最优列车速度控制.以CRH2型列车、武广线为例验证该模型的有效性.仿真结果表明,本文方法可使追踪列车安全性得到有效提高,且当使加速度控制在-0.75~0.5 m/s2之间,加加速度控制在-0.5~0.5 m/s3之间时,乘车舒适性得到了有效的保障. 展开更多
关键词 列车自动控制 模型预测控制 列车追踪
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基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略 被引量:16
11
作者 王龙生 徐洪泽 +1 位作者 张梦楠 段宏伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期53-60,共8页
本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块... 本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块化技术和显式模型预测控制,降低算法的计算量,以提高硬件实现的可行性。前者通过固定一定时间段内的控制量,对输入序列进行分块化,降低控制器的自由度;后者通过离线设计和在线综合的方法减少算法的在线计算时间。最后利用Matlab仿真软件环境下的MPT 3.0扩展工具箱对所提控制策略进行数值仿真。结果表明:该控制器能在列车运行安全约束下,合理分配动车组各车厢的牵引力和制动力,保障列车准时及节能高效地运行,同时所提出的改进算法能有效降低计算量。 展开更多
关键词 列车自动驾驶ATO 模型预测控制 分段仿射系统 混合系统
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列车运行自动控制(ATO)算法的研究 被引量:29
12
作者 刘贺文 赵海东 贾利民 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期38-43,共6页
通过分析列车自动控制算法所面临的问题 ,提出了具有自适应、智能化的列车自动驾驶算法及推理机结构。
关键词 人工智能 自适应 列车运行自动控制算法 ATO控制算法 推理机结构
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新型模糊预测控制及其在列车自动运行过程中的应用 被引量:8
13
作者 张建华 贾利民 张锡第 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期101-109,共9页
此文提出了一种新型模糊预测控制(NFPC)算法,并把它用于列车自动运行过程(ATO)的计算机仿真。既有的ATO系统通常使用常规控制方法(如PID控制)跟踪既定的列车速度模式,在简要分析其缺陷的基础上,提出了采用NFP... 此文提出了一种新型模糊预测控制(NFPC)算法,并把它用于列车自动运行过程(ATO)的计算机仿真。既有的ATO系统通常使用常规控制方法(如PID控制)跟踪既定的列车速度模式,在简要分析其缺陷的基础上,提出了采用NFPC的新型ATO系统方案。NFPC实质上是模糊决策和预测控制方法的有机结合,其中采用模糊逻辑来实现被控过程/对象的逆动态特性,并在控制算法设计中引入了预测思想。另外还以ATO过程为背景,针对NFPC算法做了仿真研究,仿真结果初步表明了NFPC算法的有效性。 展开更多
关键词 自动控制 计算机 仿真 模糊预测控制 列车 运行
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用于高速列车自动化的多控制器递阶智能控制研究 被引量:4
14
作者 何兵 万百五 贾利民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第9期39-45,共7页
文章提出了基于多控制器的递阶智能控制系统结构,描述了系统实现过程中的核心问题.在铁路列车自动运行中,应用多控制器的递阶智能控制方法及专家知识系统的分析,实现了列车的自动运行.仿真结果表明了该方法的有效性和实用性.
关键词 智能控制 自动运行 高速列车 自动 控制
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移动自动闭塞条件下列车追踪运行控制研究 被引量:8
15
作者 赵明 汪希时 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期61-68,共8页
通过分析移动自动闭塞MAS(MovingAutomatic-BlockSystem)条件下列车追踪运行的特点,针对列车这样一个大惯性系统,提出了列车追踪运行的追踪模型和控制策略,并设计了一基于比例积分(PI)的线性反... 通过分析移动自动闭塞MAS(MovingAutomatic-BlockSystem)条件下列车追踪运行的特点,针对列车这样一个大惯性系统,提出了列车追踪运行的追踪模型和控制策略,并设计了一基于比例积分(PI)的线性反馈控制系统。该控制系统的参数选取可满足对不同种类列车的控制要求,从而可减少列车追踪运行时相互间的影响,改善列车运行指标,提高线路的通过能力。 展开更多
关键词 铁路信号 列车 自动控制 铁路 追踪运行
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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
16
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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基于预测型灰色控制的列车自动运行速度控制器建模与仿真 被引量:5
17
作者 陆小红 王长林 《城市轨道交通研究》 北大核心 2013年第2期62-65,70,共5页
速度控制器是列车自动运行(ATO)系统的核心技术之一。针对ATO速度控制器的调速功能,采用预测控制和灰色控制相结合的策略,综合考虑舒适性、节能性、准时性、停车精度等性能指标,并结合测速定位误差、空转打滑、操作时延等现场影响因素,... 速度控制器是列车自动运行(ATO)系统的核心技术之一。针对ATO速度控制器的调速功能,采用预测控制和灰色控制相结合的策略,综合考虑舒适性、节能性、准时性、停车精度等性能指标,并结合测速定位误差、空转打滑、操作时延等现场影响因素,建立了速度控制器数学模型。模型在车载平台下进行了仿真测试,验证了ATO速度控制器的调速功能,达到了预期的控制效果。 展开更多
关键词 列车自动运行速度控制 预测控制 灰色控制 自动调速
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城市轨道交通列车自动驾驶各阶段速度控制算法的研究 被引量:6
18
作者 徐杰 郜洪民 孟军 《铁路计算机应用》 2012年第11期50-53,共4页
本文介绍列车自动驾驶(ATO)的基本功能,重点描述列车速度调节和控制功能。将列车自动驾驶过程划分为车站发车、速度跟踪、目标制动3个阶段,对每个阶段的目标速度曲线、速度控制策略和计算算法进行了分析,提出了速度跟踪阶段采用的速度... 本文介绍列车自动驾驶(ATO)的基本功能,重点描述列车速度调节和控制功能。将列车自动驾驶过程划分为车站发车、速度跟踪、目标制动3个阶段,对每个阶段的目标速度曲线、速度控制策略和计算算法进行了分析,提出了速度跟踪阶段采用的速度离散化PID控制方法并对其进行了重点研究。 展开更多
关键词 列车自动驾驶子系统(ATO) 速度离散化PID控制 能量守恒 运行指标
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用于轨道交通列车自动控制系统的通信技术 被引量:10
19
作者 肖雅君 吴汶麒 《城市轨道交通研究》 2002年第2期59-64,72,共7页
综述了基于通信的轨道交通列控系统中现有的双向通信技术 :查询 /应答器、感应回线、漏泄电缆、列车无线通信、无线扩频通信和通用无线分组通信业务 ,并详细介绍了无线运行控制方式 (FFB)的功能分配和FFB的特殊要求。
关键词 轨道交通 列车自动控制系统 通信技术 通信传输系统 列车无线通信 通用无线分组通信业务 无线运行控制
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灰色预测模糊控制在列车自动运行系统中的应用 被引量:1
20
作者 张睿兴 陶彩霞 谭星 《城市轨道交通研究》 北大核心 2014年第1期30-32,38,共4页
针对模糊控制在地铁ATO(列车自动运行)系统中存在速度控制精度低的问题,将灰色GM(1,1)预测模型应用于地铁列车速度控制系统中,对列车速度进行预测。结合灰色模型和模糊控制设计速度控制器,并进行列车速度跟踪。利用上海轨道交通3号线测... 针对模糊控制在地铁ATO(列车自动运行)系统中存在速度控制精度低的问题,将灰色GM(1,1)预测模型应用于地铁列车速度控制系统中,对列车速度进行预测。结合灰色模型和模糊控制设计速度控制器,并进行列车速度跟踪。利用上海轨道交通3号线测试数据进行仿真试验,结果表明,灰色预测模糊控制的预测精度高,控制效果好,验证了所提方案的有效性和合理性。 展开更多
关键词 灰色预测 模糊控制 列车自动运行系统 速度控制
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