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| 內容簡介： |
本书上篇介绍地铁列车自动驾驶系统的运行原理， 内容包括基本概念、 运营组织分层模型、 系统构成和详细分层功能模块； 中篇介绍构成自动驾驶系统的重要子系统， 内容包括基于通信的列车控制系统、 车载相关系统、 综合监控系统、 站台门系统、 通信系统、 障碍物探测系统等； 下篇介绍了节能、 黏着、 自动编组解编、 调度指挥系统信息化架构、 仿真几个方面的优化研究。
本书内容专业跨度较大， 属于半科普、 半专业类型， 可作为轨道交通装备制造领域、 运营领域的研究人员、 工作人员的参考资料、 培训资料， 也可用作高等院校铁道信号、 铁道车辆、 自动化、 交通信息工程及控制、 控制理论和控制工程等专业研究生的参考书籍。
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| 目錄：
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目录：
上篇
第1章地铁列车自动驾驶的发展历程与基本概念 3
1.1地铁列车自动驾驶的发展历程 3
1.2城市轨道交通与地铁 5
1.3运营组织 10
1.3.1运营计划层 10
1.3.2运营管理与监控层 11
1.3.3列车运营层 11
1.4自动化等级 12
1.5地铁列车自动驾驶系统的基本特点 16
参考文献 16
第2章安全隐患分析 18
2.1按运营场所安全隐患分析 18
2.2按运营过程安全隐患分析 20
参考文献 23
第3章系统架构 24
3.1国际标准对自动驾驶系统架构的描述 25
3.1.1系统架构图 25
3.1.2UGTMS子系统 25
3.1.3外部设备 26
3.1.4UGTMS子系统与外部设备逻辑关系图 28
3.2国内行业标准对FAO系统架构的描述 29
3.2.1FAO系统架构 29
3.2.2各子系统架构在设备配置方面的要求 30
3.3自动驾驶系统架构示例 32
3.3.1系统逻辑架构图 32
3.3.2主要子系统 33
3.3.3信息系统架构 37
参考文献 37
第4章运营计划层 38
4.1客流计划 38
4.2日行车计划 39
4.3列车运用计划 39
4.4列车开行方案 40
4.5列车运行图与运营时刻表 41
4.6车辆段作业计划 43
4.6.1列车进出车辆段的作业计划 43
4.6.2车辆段内作业的计划 46
4.7列车识别号 49
参考文献 51
第5章运营管理与监控层 52
5.1管理当日运营时刻表 52
5.2管理列车服务 52
5.2.1管理列车车次 53
5.2.2自动排列进路 53
5.2.3列车运行调整 54
5.2.4确保换乘服务 54
5.2.5管理运营偏差 54
5.2.6优化调度列车 54
5.3监控列车运营 55
5.3.1列车跟踪 55
5.3.2监控列车及地面设备 55
5.3.3监控乘客服务 57
5.4监控牵引供电 57
5.5管理HMI接口 57
5.5.1管理OHMI接口 58
5.5.2管理THMI接口 58
5.6管理外部系统接口 58
5.7维护支持 58
5.8管理列车和乘务员 59
参考文献 59
第6章列车运营层 60
6.1确保列车的安全移动 60
6.1.1确保安全进路 60
6.1.2确保列车的安全间隔 62
6.1.3确定允许速度 63
6.1.4授权列车移动 65
6.1.5监控列车移动 67
6.1.6与外部联锁接口 68
6.2驾驶列车 69
6.2.1确定运行速度模式曲线 69
6.2.2根据列车运行速度模式曲线控制列车移动 70
6.2.3列车停站 70
6.3监控线路 71
6.3.1防止与障碍物发生碰撞 71
6.3.2防止与线路上的人员发生碰撞 71
6.3.3通过工作区保护线路上的工作人员 73
6.4监控乘客乘降 74
6.4.1控制车门和站台门 74
6.4.2防止车厢间或站台和列车间的人员受伤 75
6.4.3确保发车条件 76
6.5运行列车 77
6.5.1投入或退出运营 77
6.5.2管理驾驶模式 77
6.5.3管理异常停车之后的列车移动 78
6.5.4管理车辆段和驻车位列车的移动 78
6.5.5管理UGTMS转换轨 78
6.5.6限制列车进站 78
6.5.7改变旅行方向 79
6.5.8联挂和解编列车 79
6.5.9监控列车状态 79
6.5.10管理列车牵引供电 80
6.5.11管理自动洗车 81
6.5.12管理禁停区域 81
6.6紧急情况的检测与处置 81
6.6.1烟火报警的处置 81
6.6.2脱轨报警的处置 82
6.6.3断轨或疑似断轨报警的处置 82
6.6.4乘客请求的处置 82
6.6.5列车完整性丢失的处置 83
6.6.6车门关闭且锁闭状态的监控 83
参考文献 84
中篇
第7章基于通信的列车控制（CBTC）系统 87
7.1概述 87
7.1.1信号系统技术的发展及标志 87
7.1.2CBTC的特点与应用 90
7.2系统安全保障 92
7.3CBTC的功能要求 94
7.3.1ATP的功能 94
7.3.2ATO的功能 107
7.3.3ATS的功能 109
7.4CBTC的架构 113
7.4.1以地面为中心的CBTC 115
7.4.2以车为中心的CBTC 119
7.4.3CBTC系统互联互通 122
参考文献 122
第8章自动驾驶相关车载系统 124
8.1地铁车辆 124
8.2自动驾驶相关车载系统 125
8.3牵引系统 127
8.3.1牵引电制动特性 127
8.3.2牵引逆变器及DCU 130
8.3.3辅助变流器 133
8.3.4牵引电机 134
8.4制动系统 136
8.5车门控制 139
8.6车载乘客信息系统 141
8.7空调照明控制 142
8.8车载安全监测系统 143
8.9列车控制与诊断系统 143
8.10列车硬线逻辑控制 145
8.11故障分级与系统冗余 146
参考文献 148
第9章综合监控系统 149
9.1概述 149
9.1.1集成式监控系统 150
9.1.2行车综合自动化系统 150
9.2综合监控系统的组成 151
9.2.1硬件组成 152
9.2.2软件组成 156
9.3综合监控系统的功能 160
9.3.1中央级的功能 160
9.3.2车站级的功能 162
9.3.3PSCADA 163
9.3.4BAS 167
9.3.5IBP 170
9.4综合监控系统联动控制 171
9.4.1现行综合监控的联动功能 171
9.4.2自动驾驶运营场景的联动功能 172
9.5综合监控系统技术发展趋势 173
9.5.1云计算简介 173
9.5.2基于云架构的综合监控系统 174
参考文献 176
第10章站台门系统 177
10.1概述 177
10.2系统构成与功能 180
10.2.1系统构成 180
10.2.2系统功能 181
10.3外部接口管理 183
参考文献 186
第11章通信系统 187
11.1传输系统 188
11.2车-地无线通信系统 192
11.2.1自动驾驶对车-地无线通信的需求 192
11.2.2WLAN 192
11.2.3LTE-M 193
11.2.45G 195
11.2.5FSO 196
11.2.6车-地无线传输介质 198
11.2.7可靠性和安全性设计 200
11.3专用无线集群通话系统 201
11.4专用电话系统 203
11.5乘客信息系统 204
11.6视频监视系统 207
11.7广播系统 210
11.8公务电话系统 211
11.9CLK 212
11.10集中告警系统 213
11.11自动驾驶所需新增的功能和设备 213
参考文献 215
第12章车辆智能运维系统 216
12.1概述 216
12.2车载系统 218
12.3地面应用系统的构成 220
12.3.1地面系统物理组成 220
12.3.2地面系统逻辑架构 220
12.4地面应用系统的功能 221
12.4.1在线监视 222
12.4.2远程控制 222
12.4.3应急处置 222
12.4.4健康管理 222
12.4.5文件管理 224
12.5数据挖掘与分析 224
12.5.1数据挖掘与分析的基本流程 225
12.5.2数据挖掘与分析常用数学方法 226
12.5.3数据挖掘与分析应用案例 236
参考文献 241
第13章障碍物探测系统 242
13.1概述 242
13.2列车前方障碍物主动探测 244
13.2.1国内外研究现状 244
13.2.2地铁应用场景分析 245
13.2.3障碍物探测 251
13.2.4数据处理平台 260
13.2.5算法 261
13.2.6技术指标 268
13.3线路异常监测 269
13.3.1线路异常监测的主要场景与方法 269
13.3.2基于-OTDR光纤的振动监测技术 272
13.3.3基于BOTDA光纤的形变监测技术 273
13.3.4基于图像处理的异物识别技术 274
参考文献 275
第14章运营工作人员岗位与职责 277
14.1组织架构 277
14.2线网运营指挥中心 278
14.3线路运营控制中心 279
14.4列车乘务与车站站务 281
14.5其他 284
参考文献 284
第15章场景描述 285
15.1场景概述 285
15.2正常场景 286
15.3一般异常场景 295
15.4紧急异常场景 300
参考文献 305
下篇
第16章有关自动驾驶的优化研究 309
16.1ATO节能算法 309
16.1.1基于最优控制理论的节能驾驶算法 310
16.1.2充分利用线路特点的节能驾驶算法 313
16.2自动驾驶模式下的轮轨黏着识别与应对 316
16.2.1轮轨间的黏着特性 316
16.2.2轮轨间黏着特性的辨识 318
16.2.3防空转防滑行底层控制 318
16.2.4通过ATO干预获得本列车最佳黏着利用 322
16.2.5通过ATS干预获得全线列车最佳运营效能 322
16.3自动驾驶列车的自动编组与解编 323
16.3.1列车编组解编相关机械装置与电气逻辑 324
16.3.2列车网络控制系统的动态组网 324
16.3.3列车自动编组与解编过程的场景描述 332
16.4调度指挥系统信息化架构研究 334
16.4.1调度指挥系统信息化架构的演进 334
16.4.2基于平台的调度指挥系统信息化架构 336
16.5自动驾驶仿真 339
16.5.1自动驾驶仿真的特点 339
16.5.2自动驾驶仿真实验室顶层架构设计及几个关键问题 342
16.5.3自动驾驶仿真实验室用于列车优化调度验证 346
参考文献 349
附录 本书所用缩略语 352
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