目錄：
上篇
第1章地鐵列車自動駕駛的發展歷程與基本概念 / 3
1.1地鐵列車自動駕駛的發展歷程 / 3
1.2城市軌道交通與地鐵 / 5
1.3運營組織 / 10
1.3.1運營計劃層 / 10
1.3.2運營管理與監控層 / 11
1.3.3列車運營層 / 11
1.4自動化等級 / 12
1.5地鐵列車自動駕駛繫統的基本特點 / 16
參考文獻 / 16
第2章安全隱患分析 / 18
2.1按運營場所安全隱患分析 / 18
2.2按運營過程安全隱患分析 / 20
參考文獻 / 23
第3章繫統架構 / 24
3.1國際標準對自動駕駛繫統架構的描述 / 25
3.1.1繫統架構圖 / 25
3.1.2UGTMS子繫統 / 25
3.1.3外部設備 / 26
3.1.4UGTMS子繫統與外部設備邏輯關繫圖 / 28
3.2國內行業標準對FAO繫統架構的描述 / 29
3.2.1FAO繫統架構 / 29
3.2.2各子繫統架構在設備配置方面的要求 / 30
3.3自動駕駛繫統架構示例 / 32
3.3.1繫統邏輯架構圖 / 32
3.3.2主要子繫統 / 33
3.3.3信息繫統架構 / 37
參考文獻 / 37
第4章運營計劃層 / 38
4.1客流計劃 / 38
4.2日行車計劃 / 39
4.3列車運用計劃 / 39
4.4列車開行方案 / 40
4.5列車運行圖與運營時刻表 / 41
4.6車輛段作業計劃 / 43
4.6.1列車進出車輛段的作業計劃 / 43
4.6.2車輛段內作業的計劃 / 46
4.7列車識別號 / 49
參考文獻 / 51
第5章運營管理與監控層 / 52
5.1管理當日運營時刻表 / 52
5.2管理列車服務 / 52
5.2.1管理列車車次 / 53
5.2.2自動排列進路 / 53
5.2.3列車運行調整 / 54
5.2.4確保換乘服務 / 54
5.2.5管理運營偏差 / 54
5.2.6優化調度列車 / 54
5.3監控列車運營 / 55
5.3.1列車跟蹤 / 55
5.3.2監控列車及地面設備 / 55
5.3.3監控乘客服務 / 57
5.4監控牽引供電 / 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管理外部繫統接口 / 58
5.7維護支持 / 58
5.8管理列車和乘務員 / 59
參考文獻 / 59
第6章列車運營層 / 60
6.1確保列車的安全移動 / 60
6.1.1確保安全進路 / 60
6.1.2確保列車的安全間隔 / 62
6.1.3確定允許速度 / 63
6.1.4授權列車移動 / 65
6.1.5監控列車移動 / 67
6.1.6與外部聯鎖接口 / 68
6.2駕駛列車 / 69
6.2.1確定運行速度模式曲線 / 69
6.2.2根據列車運行速度模式曲線控制列車移動 / 70
6.2.3列車停站 / 70
6.3監控線路 / 71
6.3.1防止與障礙物發生踫撞 / 71
6.3.2防止與線路上的人員發生踫撞 / 71
6.3.3通過工作區保護線路上的工作人員 / 73
6.4監控乘客乘降 / 74
6.4.1控制車門和站臺門 / 74
6.4.2防止車廂間或站臺和列車間的人員受傷 / 75
6.4.3確保發車條件 / 76
6.5運行列車 / 77
6.5.1投入或退出運營 / 77
6.5.2管理駕駛模式 / 77
6.5.3管理異常停車之後的列車移動 / 78
6.5.4管理車輛段和駐車位列車的移動 / 78
6.5.5管理UGTMS轉換軌 / 78
6.5.6限制列車進站 / 78
6.5.7改變旅行方向 / 79
6.5.8聯掛和解編列車 / 79
6.5.9監控列車狀態 / 79
6.5.10管理列車牽引供電 / 80
6.5.11管理自動洗車 / 81
6.5.12管理禁停區域 / 81
6.6緊急情況的檢測與處置 / 81
6.6.1煙/火報警的處置 / 81
6.6.2脫軌報警的處置 / 82
6.6.3斷軌或疑似斷軌報警的處置 / 82
6.6.4乘客請求的處置 / 82
6.6.5列車完整性丟失的處置 / 83
6.6.6車門關閉且鎖閉狀態的監控 / 83
參考文獻 / 84
中篇
第7章基於通信的列車控制（CBTC）繫統 / 87
7.1概述 / 87
7.1.1信號繫統技術的發展及標志 / 87
7.1.2CBTC的特點與應用 / 90
7.2繫統安全保障 / 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的架構 / 113
7.4.1以地面為中心的CBTC / 115
7.4.2以車為中心的CBTC / 119
7.4.3CBTC繫統互聯互通 / 122
參考文獻 / 122
第8章自動駕駛相關車載繫統 / 124
8.1地鐵車輛 / 124
8.2自動駕駛相關車載繫統 / 125
8.3牽引繫統 / 127
8.3.1牽引/電制動特性 / 127
8.3.2牽引逆變器及DCU / 130
8.3.3輔助變流器 / 133
8.3.4牽引電機 / 134
8.4制動繫統 / 136
8.5車門控制 / 139
8.6車載乘客信息繫統 / 141
8.7空調/照明控制 / 142
8.8車載安全監測繫統 / 143
8.9列車控制與診斷繫統 / 143
8.10列車硬線邏輯控制 / 145
8.11故障分級與繫統冗餘 / 146
參考文獻 / 148
第9章綜合監控繫統 / 149
9.1概述 / 149
9.1.1集成式監控繫統 / 150
9.1.2行車綜合自動化繫統 / 150
9.2綜合監控繫統的組成 / 151
9.2.1硬件組成 / 152
9.2.2軟件組成 / 156
9.3綜合監控繫統的功能 / 160
9.3.1中央級的功能 / 160
9.3.2車站級的功能 / 162
9.3.3PSCADA / 163
9.3.4BAS / 167
9.3.5IBP / 170
9.4綜合監控繫統聯動控制 / 171
9.4.1現行綜合監控的聯動功能 / 171
9.4.2自動駕駛運營場景的聯動功能 / 172
9.5綜合監控繫統技術發展趨勢 / 173
9.5.1雲計算簡介 / 173
9.5.2基於雲架構的綜合監控繫統 / 174
參考文獻 / 176
第10章站臺門繫統 / 177
10.1概述 / 177
10.2繫統構成與功能 / 180
10.2.1繫統構成 / 180
10.2.2繫統功能 / 181
10.3外部接口管理 / 183
參考文獻 / 186
第11章通信繫統 / 187
11.1傳輸繫統 / 188
11.2車-地無線通信繫統 / 192
11.2.1自動駕駛對車-地無線通信的需求 / 192
11.2.2WLAN / 192
11.2.3LTE-M / 193
11.2.45G / 195
11.2.5FSO / 196
11.2.6車-地無線傳輸介質 / 198
11.2.7可靠性和安全性設計 / 200
11.3專用無線集群通話繫統 / 201
11.4專用電話繫統 / 203
11.5乘客信息繫統 / 204
11.6視頻監視繫統 / 207
11.7廣播繫統 / 210
11.8公務電話繫統 / 211
11.9CLK / 212
11.10集中告警繫統 / 213
11.11自動駕駛所需新增的功能和設備 / 213
參考文獻 / 215
第12章車輛智能運維繫統 / 216
12.1概述 / 216
12.2車載繫統 / 218
12.3地面應用繫統的構成 / 220
12.3.1地面繫統物理組成 / 220
12.3.2地面繫統邏輯架構 / 220
12.4地面應用繫統的功能 / 221
12.4.1在線監視 / 222
12.4.2遠程控制 / 222
12.4.3應急處置 / 222
12.4.4健康管理 / 222
12.4.5文件管理 / 224
12.5數據挖掘與分析 / 224
12.5.1數據挖掘與分析的基本流程 / 225
12.5.2數據挖掘與分析常用數學方法 / 226
12.5.3數據挖掘與分析應用案例 / 236
參考文獻 / 241
第13章障礙物探測繫統 / 242
13.1概述 / 242
13.2列車前方障礙物主動探測 / 244
13.2.1國內外研究現狀 / 244
13.2.2地鐵應用場景分析 / 245
13.2.3障礙物探測 / 251
13.2.4數據處理平臺 / 260
13.2.5算法 / 261
13.2.6技術指標 / 268
13.3線路異常監測 / 269
13.3.1線路異常監測的主要場景與方法 / 269
13.3.2基於Φ-OTDR光纖的振動監測技術 / 272
13.3.3基於BOTDA光纖的形變監測技術 / 273
13.3.4基於圖像處理的異物識別技術 / 274
參考文獻 / 275
第14章運營工作人員崗位與職責 / 277
14.1組織架構 / 277
14.2線網運營指揮中心 / 278
14.3線路運營控制中心 / 279
14.4列車乘務與車站站務 / 281
14.5其他 / 284
參考文獻 / 284
第15章場景描述 / 285
15.1場景概述 / 285
15.2正常場景 / 286
15.3一般異常場景 / 295
15.4緊急異常場景 / 300
參考文獻 / 305
下篇
第16章有關自動駕駛的優化研究 / 309
16.1ATO節能算法 / 309
16.1.1基於控制理論的節能駕駛算法 / 310
16.1.2充分利用線路特點的節能駕駛算法 / 313
16.2自動駕駛模式下的輪軌黏著識別與應對 / 316
16.2.1輪軌間的黏著特性 / 316
16.2.2輪軌間黏著特性的辨識 / 318
16.2.3防空轉/防滑行底層控制 / 318
16.2.4通過ATO干預獲得本列車黏著利用 / 322
16.2.5通過ATS干預獲得全線列車運營效能 / 322
16.3自動駕駛列車的自動編組與解編 / 323
16.3.1列車編組/解編相關機械裝置與電氣邏輯 / 324
16.3.2列車網絡控制繫統的動態組網 / 324
16.3.3列車自動編組與解編過程的場景描述 / 332
16.4調度指揮繫統信息化架構研究 / 334
16.4.1調度指揮繫統信息化架構的演進 / 334
16.4.2基於平臺的調度指揮繫統信息化架構 / 336
16.5自動駕駛仿真 / 339
16.5.1自動駕駛仿真的特點 / 339
16.5.2自動駕駛仿真實驗室頂層架構設計及幾個關鍵問題 / 342
16.5.3自動駕駛仿真實驗室用於列車優化調度驗證 / 346
參考文獻 / 349
附錄 本書所用縮略語 / 352
