傳感器在國內(nèi)高鐵ATO系統(tǒng)中的應用

　　作為我國智能高鐵示范工程，目前，京張高鐵采用了已在京沈高鐵上順利完成測試并投入試運營的列車自動駕駛系統(tǒng)(ATO)，標志著我國高鐵從人工駕駛向自動駕駛的重大飛躍。在該系統(tǒng)研發(fā)過程中，設計人員通過采用傳感器融合的方式，采用先進算法，提高了列車速度計算精度，從而有效檢測出車輪是否發(fā)生空轉、滑行。

　　研究高速鐵路列車自動駕駛技術是我國高速鐵路技術發(fā)展所需，特別是我國高速鐵路的運營里程長、環(huán)境復雜多變，司機的勞動強度非常大。我國高速列車駕駛主要依靠司機，這也造成安全、準點、舒適等方面的要求依賴于司機的業(yè)務水平，司機需要根據(jù)行車調(diào)度命令、列控系統(tǒng)車載人機界面設備顯示、前方地面信號顯示等情況來駕駛列車運行。

　　但在京沈高鐵上，在高鐵ATO系統(tǒng)的保障下，司機只需在確保乘客全部進入車廂后，按下關門按鈕及啟動車輛按鈕即可，兩者之間的關系更像是系統(tǒng)工作，司機監(jiān)督。 　

 　據(jù)介紹，高鐵ATO系統(tǒng)可實現(xiàn)列車自動發(fā)車、區(qū)間自動運行、到站自動停車、停車后自動打開車門、車門與站臺屏蔽門之間自動聯(lián)控等五大功能。

　　據(jù)研發(fā)團隊介紹，想要實現(xiàn)列車停準停穩(wěn)，看似簡單，實際上設計工程非常龐大和嚴密，當車輪發(fā)生空轉、滑行時，會有較大的計算誤差。

　　對此問題，國際上曾提出過很多解決方案，例如使用雷達速度傳感器、GPS系統(tǒng)、慣性導航系統(tǒng)等。但是，雷達速度傳感器對安裝和應用環(huán)境要求較高，現(xiàn)場故障率較高。GPS系統(tǒng)受限于地理環(huán)境，難以解決地下和隧道環(huán)境的應用問題。慣性導航系統(tǒng)則成本太高，無法工程化。

　　重重困難下，該系統(tǒng)研發(fā)團隊借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗，將輪軸速度傳感器和加速度傳感器數(shù)據(jù)進行融合，進而提高了列車速度計算精度。該算法能夠有效檢測出車輪是否發(fā)生空轉、滑行，而且計算的列車速度平滑。

　　最終，高鐵ATO系統(tǒng)在進行了9個月的實驗室和現(xiàn)場測試后，保證了列車實現(xiàn)鐵路要求的±50厘米之間的停靠誤差，并且在列車停車時仍能保證較好的乘客舒適度。

　　據(jù)悉，這一高鐵ATO系統(tǒng)有助于節(jié)能降耗、緩解司機勞動強度、提高運營效率、增強運行的可靠性和安全性。當然，高鐵ATO技術還將進一步提高系統(tǒng)的自學習能力，以應對更加復雜的線路、天氣條件、運營車輛種類等。此外，隨著高鐵自動駕駛技術的成熟，未來有望在全國高鐵線路實現(xiàn)應用。