基于自主定位和自主感知的信号备用系统研究

需求的背景和应用场景

在城市轨道交通系统中，信号系统的稳定性和可靠性是至关重要的。然而，传统信号系统在面临故障或降级模式时，往往会导致列车运行中断或速度大幅降低，这不仅严重影响了轨道交通的运营效率，还降低了乘客的服务体验。特别是在高峰时段，这种运行中断可能引发严重的交通拥堵和乘客不满。因此，本项目旨在解决城市轨道交通信号系统在降级模式下运行效率低下的核心问题。通过研发基于自主定位和自主感知的信号备用系统，确保在主系统故障时，列车仍能够保持高效、安全的运行。该系统将应用于9号线的10组列车，在正线上下行区间（不含折返）进行现场示范验证，以期提升整个信号系统的韧性和应对突发故障的能力。

要解决的关键技术问题

本项目需解决的关键技术问题主要包括以下几个方面：

1. 自主定位与感知技术：研发精确、可靠的自主定位技术，确保列车在无主系统信号的情况下，仍能够准确确定自身位置。同时，利用传感器等自主感知设备，实时监测列车周围环境，为安全行驶提供数据支持。
2. 信号备用系统设计：设计一套与现有CBTC系统兼容的信号备用系统，该系统需具备在主系统故障时快速接管控制权的能力，确保列车运行的连续性和安全性。
3. 主备无感切换技术：研究并实现主系统与备用系统之间的无感切换，确保在切换过程中列车运行不受影响，乘客无感知。这要求切换过程必须快速、平稳，且不影响后续列车的CBTC运行。
4. 功能性能优化：确保备用系统在区间最高运行速度不低于45kph、列车追踪间隔不大于2min的条件下，能够实现ATO自动驾驶及站台精确停车，且停车精度与既有CBTC系统相同。

效果要求

本项目研发的基于自主定位和自主感知的信号备用系统，需实现以下效果：

1. 提升运营效率：在主系统故障时，备用系统能够迅速接管，确保列车以不低于45kph的速度继续运行，且列车追踪间隔不大于2min，显著提升降级模式下的运营效率。
2. 保障乘客体验：通过实现ATO自动驾驶及站台精确停车，确保停车精度与既有CBTC系统相同，从而保障乘客的乘车体验不受影响。
3. 增强系统韧性：备用系统的引入，增强了整个信号系统的韧性和应对突发故障的能力，提高了城市轨道交通系统的整体可靠性和安全性。
4. 技术创新与竞争优势：本项目提出的信号备用系统及其主备无感切换技术，具有显著的创新性和技术优势，能够为城市轨道交通领域提供新的解决方案和思路，提升企业在该领域的竞争力。