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普速铁路自动驾驶技术研究与应用
| 论文题名： | 普速铁路自动驾驶技术研究与应用 |
| 关键词： | 普速铁路;自动驾驶;动力学模型;控车算法 |
| 摘要： | 近年来，铁路行业随着自动驾驶技术的广泛应用和蓬勃发展给民生带来了巨大的福祉，同时也推动了社会的发展和进步。在城轨、城际和高铁领域，自动驾驶技术都有着比较成熟的应用，但是在普速铁路领域，自动驾驶技术发展还较为薄弱。然而当前我国仍然是一个普速铁路占比和运输需求较大的国家，普速铁路司机需要面临长时间高强度的工作量，工作环境也相对偏僻恶劣，研究普速铁路自动驾驶技术，降低当前司机的劳动强度、减轻司机的工作压力，提高车辆的运输效率急需紧迫。 目前，普速铁路辅助驾驶技术已有了初步的研究和实践应用，2019 年铁路总公司在浩吉铁路组织了相关试验，并取得阶段性成果。浩吉铁路的成功案例表明，普速铁路辅助驾驶技术的成功应用已经具有良好的基础，本文在此基础上进一步研究普速铁路自动驾驶技术，主要内容包括： （1）分析普速铁路自动驾驶系统需求。从功能、性能、设计原则以及运用场景方面提出普速铁路自动驾驶系统的需求，并逐层对普速铁路自动驾驶需求进行剖析。 （2）研究并分析普速铁路自动驾驶的技术难题。首先根据普速铁路和城轨、高铁线路的区别，分析当前普速铁路自动驾驶实现方面存在的问题；针对存在的问题优化了列车动力学模型，进而优化设计控车算法和驾驶策略；并对系统实现涉及的列车接口仿真、列车精确停车、车地无线通信等关键技术进行了研究。 （3）设计普速铁路自动驾驶系统方案。首先，介绍整个系统的层次结构和功能特点；然后，设计自动驾驶的关键设备自动驾驶车载主机ATO的硬件以及软件结构，分析设计过程中所用到的重要技术手段；最后，对整个系统和设备进行故障安全性分析，同时对于可靠性安全性方面进行一定的RAMS安全性计算和评估，来检验所使用的设备是否满足相关的安全性的要求。 （4）普速铁路自动驾驶系统应用与验证。通过实验室和现场验证的手段，实验室测试和现场测试选择铁科院东郊环形道线路为试验线路，机车采用国产HXD1 型电力机车，进行了静态测试、逻辑功能测试、运行结果测试，达到了预期的目的。 |
| 作者： | 阮厚文 |
| 专业： | 交通信息工程与控制 |
| 导师： | 杨志杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国铁道科学研究院 |
| 学位年度： | 2023 |
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