2)定位停车点的目标制动
在列车自动驾驶模式下，以车站停 车点作为目标点，当停车特征被启动后， ATO系统基于列车速度、预先决定的制 动率和距停止点的距离计算出一个制动 曲线，并采用最合适的减速度（制动率） 使列车准确、平稳地停在规定的停车点。 与列车定位系统相配合，可使
停军位置的误差降到0.5m以下。
车站定点停车是靠一组地面标志线圈（或称标志 器）提供至停车点的距离信息，标志线圈（也是应答 器）设置的多少可视定位停车精度而异，一般为3～4 个，图6-3为地面停车标志器布置示意图。当列车正向 运行经过第一个标志线圈时，列车接收停车标志信息， 启动定点停车程序，产生第一制动模式曲线，按此制 动曲线停车，列车离定位停车点较远；当列车驶抵中 间标志器时，产生第二制动模式曲线，并对第一阶段 制动进行缓解控制，以使列车离停车点更近；当列车 收到内方标志器传来的停车信息时，产生第三制动模 式曲线，列车再次进行缓解控制，使列车离定位停车 点的距离更近；当列车收到站台标志器送来的校正信 息时，即转入停车模式，产生第四制动模式曲线，列 车再次缓解制动控制。经多次制动、缓解控制，确保 列车定位停车的精度控制在规定的范围之内，当车载 定位天线与地面定位天线对齐时，立即实施全常用制 动，将车停住。
ATO系统采用的基本功能模块与ATP系统相同。 ATO系统接收前车信息、目标距离、轨道信息、坡度 信息以及控制中心指令等所有信息，车载计算机对信 息进行处理，以优化列车的控制。ATO还装有一个双 向的通信系统，使列车能够直接与车站内的ATS系统 接口，保证实现最佳的运行图控制。
当列车处于自动驾驶模式时，车载ATO运用牵引 和制动控制，实现列车的自动运行。
6.2 ATO系统的设备组成
ATO系统主要由轨旁设备和车载设备两部 分组成。
ATO系统轨旁设备通常兼用ATP轨旁设备， 接收与列车自动运行有关的信息。ATO系统车 载设备由设在列车每一驾驶室内的ATO控制器 （包括司机控制台）及安装在驾驶室车体下的 两个ATO接收天线和两个ATO发送天线组成， 还包括一些其他ATO附件，这些附件用于速度 测量、定位和司机接口。ATO车载设备通常和 ATP车载设备安装在一个机柜内，车载单元采 用非故障一安全的一取一配置方式。
第06章 列车自动驾驶(ATO)系统
6.1 ATO系统的基本概念
ATO系统为非故障一安全系统。系统主要目的是 模拟最佳的司机驾驶，实现高质量的自动驾驶，控制 列车自动运行，提高列车运行效率，提高列车运行的 舒适度，节省能源。
ATP系统是城市轨道交通列车运行时必不可少的安 全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行水 平（准点、平稳、节能）的技术措施。O系统的功能分为基本控制功能和 服务功能。基本控制功能包括：列车自 动驾驶、自动折返和车门控制三个功能。 其他辅助功能包括：列车定位修正、巡 航／惰行、列车识别(PTI)支持功能等。
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6.3.1 基本控制功能及原理
5)限速区间控制
临时性限速区间的数据由轨旁设备报文传 输给ATP车载设备，再由ATP车载设备将减
速命令经ATO系统传达给动车驱动、制动控制 设备。此时ATO车载设备的功能犹如ATP系
统与驱动、制动控制设备之间的一个接口。对 于长期的限速区间，数据可事先输入ATO系
统，在执行自动驾驶模式时，ATO系统会自动 考虑该限速区间的控制。
ATO系统具有一个地车双向通信系统， 通过车载ATO天线和地面ATO环线，使 列车经控制中心与车站的ATS系统连接， 接受控制命令（如列车的运行调整、目 的地的变更命令等），实现列车的最佳 运营控制，完成程序停车、运行图和时 刻表调整、轨旁／列车数据交换、目的 地和进路控制等ATO功能。ATO车载通 信系统在所有驾驶模式中
由ATO系统执行的自动驾驶过程是一个闭环反 馈控制过程，其基本原理如图6-4所示。
测速单元通过ATP向ATO发送列车的实际位 置信息。反馈环路的基准输入是从ATP数据和运营 控制数据中得出的，ATO向牵引和制动控制设备提 供数据输出。
1．列车自动驾驶控制
列车自动驾驶控制功能，就是实现列车自动驾 驶模式下的列车启动、加速、制动，车站发车、定 位停车，区间限速、临时停车和车门、屏蔽门开启 的自动控制。
1)自动调整列车运行速度
在列车自动驾驶模式下，ATO车载控制器通过 比较实际列车运行速度及ATP给出的最大允许速度 及目标速度，并根据线路的情况，自动控制列车的 牵引及制动，使列车在区间内的每个区段始终控制 速度运行，并尽可能减少牵引、惰行和制动之间的 转换。
3)车站自动发车
在列车自动驾驶模式下，当发车安全条件符 合时（如关闭了车门等），ATO系统给出启动显示， 司机按下启动按钮，ATO系统使列车从制动停车状 态转为驱动状态。停车制动将被缓解，然后列车加 速。ATO通过预设的数据提供牵引控制，该牵引控 制可使列车平稳加速。
4)区间临时停车
如区间内列车运行前方有事故或车，由ATP 系统给出目标点位置及制动曲线，并将数据传送给 ATO系统车载单元，ATO系统得到目标速度为“0” 的速度信息后自动启动列车制动器，使列车临时停 在目标点前方10m左右。此时车门还是由ATP系统 锁住的。一旦运行前方停车目标点取消，速度信息 改为进行码后，ATO系统使列车自动启动。在危险 情况下，例如按下紧急停车按钮，或是因常用制动 不充分而使列车超过紧急制动曲线，所规定的制动 距离由ATP启动紧急制动，ATO向司机发出视觉和 音响警报，5S以后音响警报自动停止。
处于活动状态，向轨旁设备传输信息。
ATO系统具有精确定位停车系统，这 个系统为列车提供精确的位置信息，使 列车实现精确停车。精确定位停车系统 包括车底部的标志线圈和对位天线，以 及沿每个车站站台设置的一组地面标志 线圈。
ATO系统需要实现自动向列车内作目 的地及其线路信息广播，并向车内显示 屏提供车站信息。所以ATO系统设备还 包括列车广播系统设备、车厢信息显示 设备，以及提供车站标识和车站停车状 态信息的ATO车辆报告系统设备等。