CN115214747B - 一种列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车自动驾驶系统及方法，系统包括自动驾驶单元；自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统连接，用于获取列车运行信号；列车运行信号包括信号制式，信号制式包括固定闭塞信号制式或/和移动闭塞信号制式，以及固定闭塞和移动闭塞下的行车许可等信息；自动驾驶单元与无线重联控制系统连接，用于获取列车的重联编组信息；自动驾驶单元与车载数据平台连接，用于获取地面信息；自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统、列尾系统相连，用于根据列车运行信息、重联编组信息、列车尾部风压信息和地面信息控制机车在不同信号制式下的牵引与制动。本发明能够实现在ATP和LKJ防护下进行自动驾驶控制。

Description

一种列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法

技术领域

本发明主要涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法。

背景技术

随着铁路行业的高速发展，为了提高整体运行效率，列车运行速度也越来越高，对货运机车而言，区间能运行的货运列车增多能显著提高整体的运输效率。但是目前在我国货运电力机车领域，绝大多数采用的是固定闭塞系统。在传统的固定闭塞制式下，系统无法知道列车在分区内的具体位置，因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界。为充分保证安全，必须在两列车间增加一个防护区段，这使得列车间的安全间隔较大，影响了线路的使用效率。

国内货运电力机车的自动驾驶系统大部分是基于固定闭塞的系统，自动驾驶装置(ATO)主要依靠车载运行监控装置(LKJ)来获取前方的行车许可。与固定闭塞不同，移动闭塞(ATP)是根据前车尾部位置来控制安全跟随距离，因此在保证列车前后的安全距离前提下，移动闭塞系统能使列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。综合我国铁路系统发展历程，基于通信的移动闭塞也是未来铁路运输行业发展的方向之一。

列车运行间隔在传统的固定闭塞模式下很难进一步提升，在既有固定闭塞区段增加移动闭塞系统，能有效提升列车运行效率，但是重载货运列车载重大、编组长，制动距离大，尤其是在长大下坡循环空气制动区间，列车的运行间隔不能完全只考虑运行速度的问题，更加需要考虑列车纵向冲动、列车的安全、平稳运行，在某些线路上，可能存在移动闭塞和固定闭塞系统同时存在的情况，因此司机也需要考虑两种模式下的操纵，这增加对于司机操纵控制列车的难度更大，通过自动驾驶系统的自动化控制代替司机驾驶能解决司机操纵难度大的问题。

综上所述，目前的自动驾驶系统存在以下不足：

1、目前国内货运重载货运列车自动驾驶都是基于固定闭塞，缺少同时兼容固定闭塞与移动闭塞的重载列车自动驾驶系统；

2、现有重载列车自动驾驶系统没有与分布式无线重联系统深度交互；

3、固定闭塞与移动闭塞在线路上同时存在的情况下，当信号制式进行切换后，同时需要自动驾驶系统具备热切换的功能，做到不停车无缝切换；

4、目前重载列车自动驾驶系统不能接收前车信息，仅靠地面信号运行；

5、目前重载列车自动驾驶技术缺少车与车和车与地面的通信，自动驾驶系统无法获取前车运行状态信息进行综合规划，同时自动驾驶系统不能进行车地通信，及时获取地面车机联控，临时限速等信息，也无法向地面及时发送列车故障情况；

6、目前重载列车自动驾驶技术缺少与从车通信，获取不了从车状态；

7、目前重载列车自动驾驶技术缺少车与车和车与地面的通信，自动驾驶系统无法获取前车运行状态信息进行综合规划，同时自动驾驶系统不能进行车地通信，及时获取地面车机联控，临时限速等信息，也无法向地面及时发送列车故障情况；

8、自动驾驶系统无法在组合编组情况下获得从车信息，目前主从车通过无线重联设备连接，主车与从车采取同步控制方式进行，不能根据线路条件对主从车采取差异化控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种实现基于ATP与LKJ不同信号制式自适应切换的列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种列车自动驾驶系统，其特征在于，包括自动驾驶单元和人机交互接口单元，所述自动驾驶单元和人机交互接口单元相连；

所述自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统连接，用于获取列车运行信息；所述列车运行信息包括信号制式，信号制式包括固定闭塞信号制式或/和移动闭塞信号制式；

所述自动驾驶单元与无线重联控制系统连接，用于获取列车的重联编组信息；

所述自动驾驶单元与列尾车载主机连接，用于获取列车尾部风压信息；

所述自动驾驶单元与车载数据平台连接，用于获取地面信息；

所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统相连，用于根据列车运行信息、重联编组信息、列车尾部风压信息和地面信息控制机车在不同信号制式下的牵引与制动。

优选地，所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统通过以太网连接；自动驾驶单元与无线重联控制系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列尾车载主机通过RS422总线连接；自动驾驶单元与车载数据平台通过以太网连接。

本发明还公开了一种基于如上所述的列车自动驾驶系统的自动驾驶控制方法，包括列车从固定闭塞区间进入移动闭塞区间的第一自动驾驶控制方法，以及列车从移动闭塞区间进入固定闭塞区间的第二自动驾驶控制方法，其中第一自动驾驶控制方法和第二自动驾驶控制方法均包括步骤：

当列车驶入固定闭塞区间与移动闭塞区间的切换区时，自动驾驶单元在此切换区进行LKJ数据与ATP数据的匹配，完成数据匹配后再进行自动切换；其中LKJ为列车运行监控系统，所述ATP为列车自动保护系统。

优选地，所述第一自动驾驶控制方法的具体步骤为：

a1)自动驾驶单元根据LKJ输入数据及预存切换区数据判断是否将进入切换区，并计算进入切换区的速度以及规划运行目标曲线；

a2)自动驾驶单元控制列车在进入切换区时达到预期速度，在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；

a3)自动驾驶单元根据LKJ运行模式和ATP接管信号判断LKJ与ATP是否已完成切换；

a4)切换完成后，进行基础线路数据匹配，匹配完成后，根据ATP数据更新运行规划。

优选地，所述第二自动驾驶控制方法的具体步骤为：

b1)自动驾驶单元根据ATP输入数据及预存切换区数据判断是否将进入切换区，并计算进入切换区的速度以及规划运行目标曲线；

b2)自动驾驶单元控制列车在进入切换区时达到预期速度，并在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；

b3)自动驾驶单元根据ATP运行模式和LKJ接管信号判断LKJ与ATP是否已完成切换；

b4)切换完成后，自动驾驶单元进行基础线路数据匹配，匹配完成后，根据LKJ数据更新运行规划。

优选地，还包括第三自动驾驶控制方法，包括：计算各个机车车辆的车钩状态；自动驾驶单元根据主从车位置及线路信息，结合列车前半部和后半部的车钩状态，采取异步控制方式：自动驾驶单元对于前部机车控制指令通过机车MVB网络直接向前部机车发出，同时生成另一套控制指令，通过车载OCE无线重联设备LTE网络向从车发出。

优选地，通过监测移动闭塞的自动驾驶允许信息，实现移动闭塞设备故障下的自动驾驶的安全防护，具体地，在移动闭塞防护下，自动驾驶仅在ATP完全监控模式下可以切入进行；当ATP与地面设备通信中断后，ATP将不允许自动驾驶，自动驾驶单元接收到相关信息后主动进入安全导向控制，并对乘务员进行相关提示；当车载ATP装置出现故障后，自动驾驶单元检测不到ATP生命信号后，主动进入安全导向控制并提示与ATP通信中断。

优选地，在从车故障时，获取从车状态并判断从车故障等级，并根据故障等级进行不同安全防护，同时根据故障程度判断维持运行或是停车向地面发出救援请求。

优选地，当故障为从车压缩机故障时，如判断从车一台压缩机故障时，根据故障程度维持运行，并自动规划于前方最近的技术站停车后进行整备维修；当收到从车多台压缩机均故障时，直接控制列车停车同时通过车载数据平台向地面请求分解救援。

优选地，若主车与从车单网通信中断，自动驾驶单元维持正常运行，并提示司机注意运行；若主车与从车双网通信均中断时，自动驾驶单元立刻减速停车，同时通过过车载数据平台向地面报告相关故障等待处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的重载列车自动驾驶系统综合铁路运输部门对于运行线路、运行时间、速度等的要求，结合列车运行的线路数据、车辆数据、机车牵引/制动特性以及列车的动力学的约束，在信号系统的防护下，基于安全、平稳、正点、节能等原则，通过在线计算、精确预测列车未来运行状态，自动规划控制列车运行，提高重载列车的运输效率，提高运量，减轻司机的劳动强度，提高驾驶的安全性。

本发明的重载列车自动驾驶系统，与移动闭塞系统ATP与固定闭塞系统LKJ进行交互，能实现在ATP和LKJ两种信号制式安全防护下进行自动驾驶控制。在自动驾驶模式下，列车具备组合列车自动发车、自动贯通试验、规划前方运行速度曲线、区间运行自动控制和自动停车等功能，能够实现列车“零起零停”的自动驾驶功能；本发明能根据前车速度和工况进行动态规划和控制运行；能与无线重联协同，根据不同线路条件对主从车采取差异化控制，提升列车平稳性；能够与地面系统进行交互，获取相关信息调整运行规划与控制。

附图说明

图1为本发明的列车自动驾驶系统在实施例的方框结构图。

图2为本发明的列车自动驾驶功能示意图。

图3为本发明的基于固定闭塞的自动驾驶动态规划图。

图4为本发明中接收地面设备信息的规划图。

图5为本发明的基于移动闭塞的自动驾驶动态规划图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种列车自动驾驶系统，适用于重载列车，具体结构包括自动驾驶单元和人机交互接口单元(以下简称IDU)，自动驾驶单元和人机交互接口单元相互连接；

自动驾驶单元通过接收来自ATP、LKJ、车载控制系统(CCU、BCU、OCE)、列尾车载主机、车载数据平台(OCS)的数据，将机车状态和实现操纵的关键设备关联起来，具体地，

自动驾驶单元与机车的网络控制系统(CCU)和制动系统(BCU)通过MVB总线进行连接，控制机车的牵引与制动；

自动驾驶单元与与LKJ和ATP通过以太网进行连接，获取列车的行车许可、线路情况、运行揭示、列车的载重、辆数和计长等相关信息；

自动驾驶单元与与无线重联控制系统(OCE)通过MVB总线进行连接，获取列车的编组状态和从车运行状态等重联编组信息；

自动驾驶单元与与列尾车载主机通过RS422总线连接，获取列车尾部风压信息；

自动驾驶单元与与车载数据平台通过以太网进行连接，获取来自地面CTC的运行时分、临时限速和车机联控等信息，同时向地面发送机车运行状态及故障信息等；

自动驾驶单元综合上述感知到的信息，采用“感知、决策、控制”的设计思路，基于多目标约束条件下的最优曲线规划和智能跟随等技术实现对列车牵引系统、制动系统的控制，通过与车载控制系统以及地面系统联进行安全联动，以分级故障导向安全的控制策略保障列车运行安全。通过识别LKJ与ATP的主控状态，在不同信号制式的防护下，根据列车所处线路条件与列车运行状态，实时计算固定闭塞模式和移动闭塞模式下的两种动态的运行规划曲线以及牵引制动指令，实现同时兼容LKJ与ATP的自动驾驶功能。

其中各设备对应的简称如下：移动闭塞信号系统车载设备(简称ATP)、LKJ15C信号系统车载设备(简称LKJ)、网络控制系统(简称CCU)、制动系统(简称BCU)、同步控制设备(简称OCE)、列尾车载主机、车载数据平台(简称OCS)。

上述重载列车自动驾驶系统综合铁路运输部门对于运行线路、运行时间、速度等的要求，结合列车运行的线路数据、车辆数据、机车牵引/制动特性以及列车的动力学的约束，在信号系统的防护下，基于安全、平稳、正点、节能等原则，通过在线计算、精确预测列车未来运行状态，自动规划控制列车运行，通过提高列车运行速度提高重载列车的运输效率，提高运量；通过列车操纵自动化减轻司机的劳动强度，提高驾驶的安全性。

上述重载列车自动驾驶系统，与移动闭塞系统ATP与固定闭塞系统LKJ进行交互，能实现在ATP和LKJ防护下进行自动驾驶控制。在自动驾驶模式下，列车具备自动发车、自动贯通试验、规划前方运行速度曲线、区间运行自动控制和自动停车等功能，能够实现列车“零起零停”的自动驾驶功能，自动驾驶系统能完全代替正线列车运行操控，降低乘务员的劳动强度，提升列车操纵一致性。本发明能根据前车速度和工况进行动态规划和控制运行；能与无线重联协同，根据不同线路条件对主从车采取差异化控制，提升列车平稳性；能够与地面系统进行交互，获取相关调度信息调整运行规划与控制，提升列车运行效率。

上述自动驾驶系统能够兼容固定闭塞与移动闭塞，对应的控制方法如下：

其中基于LKJ的自动驾驶系统根据地面信号机的状态获取列车行车许可，车与车之间没有通信，以地面闭塞分区为最小运行单位，规划列车的行驶曲线，控制列车停于地面行车许可闭口点前，后车无法根据前车的运行状态动态对行程进行提前规划。

移动闭塞下的自动驾驶系统可以实现运行中列车与地面，列车与列车之间的通信。列车可以获取来自地面设备的临时限速，运行时间及车机联控信息等，并根据来自地面的信息调整列车运行规划。当接收到地面发来的临时限速信息后，自动驾驶系统在到达临时限速位置前提前进行规划降速；当接收到地面CTC设备的运行时间信息后，自动驾驶系统将根据当前区间已用时长，区间剩余距离，距前车距离等信息调整当前运行速度，做到准点运行；当接收到地面设备的车机联控信息后，自动驾驶系统会根据联控信息提前进行规划控制，提高运行效率。同时自动驾驶系统向地面发送列车的运行状态及故障信息，供地面运营人员掌握运行状态信息或及时采取应急处理措施。

移动闭塞下自动驾驶系统可以获取来自前车的运行状态信息。通过列车与列车间通信，后车可以获取前车速度、管压、编组、总重、工况和尾部位置等信息，根据前车运行状态规划运行曲线。自动驾驶系统根据前车及本车编组信息、速度信息及总重，通过列车动力学模型，实时计算本车与前车的刹车距离；结合前车的尾部位置，在运行中保持与前车一定的安全距离，即前车尾部位置-后车车头位置>后车刹车距离-前车刹车距离+安全裕量。

通过获取到的前车的运行工况，自动驾驶将提前控制后车工况，避免不必要的区间停车或列车运行间隔过长，影响营运效率，对应控制逻辑如下：

1、前车已经施加空气制动减速，后车自动驾驶系统将撤除牵引力，优先使用电制动控制列车减速；

2、前车加大牵引提速，后车自动驾驶系统根据前车尾部与本车距离间隔，调整当前牵引力与速度；

3、前车停车，后车自动驾驶系统检测到前车停车，在保证安全距离情况下，优先选择停车地点，避免停在桥梁弯道上。

该重载列车自动驾驶系统具备接收前车速度、位置、牵引、制动或故障信息动态调整控制规划的功能；该重载列车自动驾驶系统能够通过车地通信获取地面CTC调度的临时限速、运行时间、以及进路信息等，并能实现自动车机联控等；该重载列车自动驾驶系统能够自动获取从车运行及故障信息，根据从车信息进行自适应规划与控制的调整，更好实现自动驾驶操纵的安全及合理性；该重载列车自动驾驶系统能够将自身的运行状态通过车地通信发送到地面，供地面运营人员实时掌握列车运行状态，并根据可能的故障及时发布故障应急处置措施。

上述自动驾驶系统能够实现不同ATP与LKJ不同信号制式自适应切换，可以不停车无缝切换。当运行线路存在LKJ及ATP等多种信号制式时，自动驾驶系统能够实现不同信号制式的自适应切换功能。

本发明实施例还公开了一种基于如上所述的列车自动驾驶系统的自动驾驶控制方法，包括列车从固定闭塞区间进入移动闭塞区间的第一自动驾驶控制方法，以及列车从移动闭塞区间进入固定闭塞区间的第二自动驾驶控制方法，其中第一自动驾驶控制方法的具体步骤为：

当列车驶入固定闭塞区间与移动闭塞区间的切换区时，IDU将通过文本及语音提示“进入切换区，请确认”，自动驾驶系统在此区域通过LKJ记录的位置信息对ATP中数据进行检索，同时将LKJ记录的车次号，司机号，编组，总重，计长，空重车数量等数据向ATP系统进行同步，LKJ系统与ATP系统完成数据匹配后将自动切换。

自动驾驶系统在固定闭塞区间进入移动闭塞区间的控制流程为：

a1)自动驾驶系统根据LKJ的当前位置与预存的信号制式切换区位置数据进行对比，判断是否将进入固定闭塞区间与移动闭塞区间的切换区域，同时根据LKJ与ATP的在切换区的限速计算进入切换区的速度，并规划运行目标速度为限速-安全预留速度量；

a2)自动驾驶系统控制列车在进入切换区时达到预期速度，在切换区内时控制列车速度跟随规划目标曲线(自动驾驶根据重载列车安全和平稳性要求计算规划曲线，所以需要控制列车实际运行曲线符合规划曲线)，做到安全平稳控制列车运行，不超速；

a3)自动驾驶系统根据LKJ运行模式和ATP接管信号判断LKJ系统与ATP系统是否已完成切换，若LKJ处于“与其他ATP结合”模式，且ATP向自动驾驶装置发送ATP主控信号，则已完成LKJ向ATP模式的切换；

a4)切换完成后，自动驾驶系统根据当前所处位置对ATP数据中前方坡道，弯道，桥梁，车站，里程，有无临时限速等基础线路信息进行检索，将LKJ记录的车次号，司机号，编组，总重，计长，空重车数量等数据进行同步。

a5)自动驾驶结合ATP发送的前车速度，载重，计长，工况，列车管压等信息，结合列车牵引计算，计算与前车的安全速度与停车距离结合线路坡道弯道等信息，根据ATP系统生成的行车许可计算规划曲线终点位置；

第二自动驾驶控制方法的具体步骤为：

当列车驶入移动闭塞区间与固定闭塞区间的切换区时，DMI将通过文本及语音提示“进入切换区，请确认”，机车司机确认后，LKJ系统与ATP系统完成数据匹配后将自动切换，具体为：

b1)自动驾驶系统根据ATP的当前位置与预存切换区位置数据判断是否将进入移动闭塞区间与固定闭塞区间的切换区域，同时根据LKJ与ATP的在切换区的限速计算进入切换区的速度，规划运行目标速度为限速-安全预留速度量；

b2)自动驾驶系统控制列车在进入切换区时达到预期速度，在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；

b3)自动驾驶系统根据ATP运行模式和LKJ接管信号判断LKJ系统与ATP系统是否已完成切换，若ATP处于“LKJ控车”模式，且ATP向自动驾驶装置发送备用信号，LKJ模式不为“与其他ATP结合”模式，则已完成ATP向LKJ模式的切换；

b4)切换完成后，自动驾驶系统根据当前所处位置对LKJ数据中前方坡道，弯道，桥梁，车站，里程，有无临时限速等基础线路信息进行检索；

b5)自动驾驶系统结合LKJ生成的以地面信号机为行车许可的限速曲线计算规划曲线终点位置。

在一具体实施例中，根据车钩状态与从车运行状态，自动驾驶系统实现动态差异化控制。货运重载列车对平稳操纵要求高，为了降低列车车钩力和纵向冲动，提升列车制动性能，2万吨及以上列车均采用组合编组模式：如1+1编组。当组合编组重载列车处于复杂纵断面时，主车与从车工况若同步控制，在工况转换时容易出现长大编组下列车前半部和后半部车钩状态不一致情况。例如当锅底线路或弯道时，列车前半部车钩处于挤压状态，此时前车若施加牵引，同步操控情形下，中部机车会同步施加牵引，此时列车前半部会受到来自中部机车的挤压大大增加重载列车跳钩脱线风险。

列车运行过程中，本发明的可实时计算各个机车车辆的车钩状态，自动驾驶系统根据主从车位置及线路信息，结合列车前半部和后半部的车钩状态(压钩状态和拉钩状态)，采取异步控制方式：自动驾驶系统对于主控机车牵引制动控制指令通过机车MVB网络直接向前部机车发出，同时自动驾驶系统与无线重联系统通过协同计算生成从控机车的牵引制动控制指令，通过车载OCE无线重联设备LTE网络向从车发出。在列车运行在上坡转下坡，下坡转上坡等线路变坡点时，以及组合列车主从车空气制动时，自动驾驶系统与无线重联系统协同通过主从车指令异步控制的方式，调节主车和从车的牵引或电制动的不同设定参数，或者调节空气制动时主从车给定空气制动指令的时间参数。实现在某些特定场景列车车钩力、纵向冲动的降低，提高了系统运行安全性、平稳性。

本发明能够根据列车运行的线路纵断面，计算各个机车车辆车钩状态，与无线重联系统进行联动控制，在某些特定区域实现必要的动态差异化控制，从车不需再安装自动驾驶设备，提升列车运行平稳性。

在一具体实施例中，通过监测移动闭塞的自动驾驶允许信息，实现移动闭塞设备故障下的自动驾驶的安全防护。在移动闭塞防护下，自动驾驶仅在ATP完全监控模式下可以切入进行。当ATP与地面设备通信中断后，ATP将不允许自动驾驶，自动驾驶系统接收到相关信息后进入安全导向控制，并对乘务员进行相关提示。当车载ATP装置出现故障后，自动驾驶系统检测不到ATP生命信号后，主动进入安全导向控制并提示与ATP通信中断。

通过判断从机车故障等级，采取适当措施进行安全防护。自动驾驶单元能够判断从车机车故障等级，通过无线重联装置(OCE)获取从车状态，并根据故障等级进行不同安全防护，同时根据故障程度判断维持运行或是停车向地面发出救援请求，具体包括：

1、从车压缩机故障。当自动驾驶单元判断从车一台压缩机故障时，自动驾驶单元根据故障程度维持运行，并自动规划于前方最近的技术站停车后进行整备维修；当收到从车两台压缩机均故障时，自动驾驶单元会直接控制列车停车同时通过车载数据平台向地面请求分解救援。

2、自动驾驶单元与从车通信故障。若主车与从车单网通信中断，自动驾驶单元维持正常运行，并提示司机注意运行；若主车与从车双网通信均中断时，自动驾驶系统立刻减压停车，同时听过车载数据平台向地面报告相关故障等待处理。

如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种列车自动驾驶系统，适用于重载列车，其特征在于，包括自动驾驶单元和人机交互接口单元，所述自动驾驶单元和人机交互接口单元相连；

所述自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统连接，用于获取列车运行信息；所述列车运行信息包括信号制式，信号制式包括固定闭塞信号制式或/和移动闭塞信号制式；

所述自动驾驶单元与无线重联控制系统连接，用于获取列车的重联编组信息；

所述自动驾驶单元与列尾车载主机连接，用于获取列车尾部风压信息；

所述自动驾驶单元与车载数据平台连接，用于获取地面信息；

所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统相连，用于根据列车运行信息、重联编组信息、列车尾部风压信息和地面信息控制机车在不同信号制式下的牵引与制动;

自动驾驶系统兼容固定闭塞与移动闭塞;通过识别LKJ与ATP的主控状态，在不同信号制式的防护下，根据列车所处线路条件与列车运行状态，实时计算固定闭塞模式和移动闭塞模式下的两种动态的运行规划曲线以及牵引制动指令，实现同时兼容LKJ与ATP的自动驾驶功能；其中LKJ为列车运行监控系统，所述ATP为列车自动保护系统；

其中基于LKJ的自动驾驶系统根据地面信号机的状态获取列车行车许可，车与车之间没有通信，以地面闭塞分区为最小运行单位，规划列车的行驶曲线，控制列车停于地面行车许可闭口点前，后车无法根据前车的运行状态动态对行程进行提前规划;

移动闭塞下的自动驾驶系统实现运行中列车与地面，列车与列车之间的通信;列车获取来自地面设备的临时限速，运行时间及车机联控信息，并根据来自地面的信息调整列车运行规划;当接收到地面发来的临时限速信息后，自动驾驶系统在到达临时限速位置前提前进行规划降速；当接收到地面CTC设备的运行时间信息后，自动驾驶系统将根据当前区间已用时长，区间剩余距离，距前车距离信息调整当前运行速度，做到准点运行；当接收到地面设备的车机联控信息后，自动驾驶系统根据联控信息提前进行规划控制，提高运行效率;同时自动驾驶系统向地面发送列车的运行状态及故障信息，供地面运营人员掌握运行状态信息或及时采取应急处理措施;

移动闭塞下自动驾驶系统获取来自前车的运行状态信息;通过列车与列车间通信，后车可以获取前车速度、管压、编组、总重、工况和尾部位置信息，根据前车运行状态规划运行曲线;自动驾驶系统根据前车及本车编组信息、速度信息及总重，通过列车动力学模型，实时计算本车与前车的刹车距离；结合前车的尾部位置，在运行中保持与前车一定的安全距离，即前车尾部位置-后车车头位置>后车刹车距离-前车刹车距离+安全裕量。

2.根据权利要求1所述的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统通过以太网连接；自动驾驶单元与无线重联控制系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列尾车载主机通过RS422总线连接；自动驾驶单元与车载数据平台通过以太网连接。

3.一种基于权利要求1或2所述的列车自动驾驶系统的自动驾驶控制方法，其特征在于，包括列车从固定闭塞区间进入移动闭塞区间的第一自动驾驶控制方法，以及列车从移动闭塞区间进入固定闭塞区间的第二自动驾驶控制方法，其中第一自动驾驶控制方法和第二自动驾驶控制方法均包括步骤：

当列车驶入固定闭塞区间与移动闭塞区间的切换区时，自动驾驶单元在此切换区进行LKJ数据与ATP数据的匹配，完成数据匹配后再进行自动切换。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述第一自动驾驶控制方法的具体步骤为：

a1）自动驾驶单元根据LKJ输入数据及预存切换区数据判断是否将进入切换区，并计算进入切换区的速度以及规划运行目标曲线；

a2）自动驾驶单元控制列车在进入切换区时达到预期速度，在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；

a3）自动驾驶单元根据LKJ运行模式和ATP接管信号判断LKJ与ATP是否已完成切换；

a4）切换完成后，进行基础线路数据匹配，匹配完成后，根据ATP数据更新运行规划。

5.根据权利要求3所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述第二自动驾驶控制方法的具体步骤为：

b1）自动驾驶单元根据ATP输入数据及预存切换区数据判断是否将进入切换区，并计算进入切换区的速度以及规划运行目标曲线；

b2）自动驾驶单元控制列车在进入切换区时达到预期速度，并在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；

b3)自动驾驶单元根据ATP运行模式和LKJ接管信号判断LKJ与ATP是否已完成切换；

b4)切换完成后，自动驾驶单元进行基础线路数据匹配，匹配完成后，根据LKJ数据更新运行规划。

6.根据权利要求3或4或5所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，还包括第三自动驾驶控制方法，包括：获取各个机车车辆的车钩状态；自动驾驶单元根据主从车位置及线路信息，结合列车前半部和后半部的车钩状态，采取异步控制方式：自动驾驶单元对于前部机车控制指令通过机车MVB网络直接向前部机车发出，同时生成另一套控制指令，通过车载OCE无线重联设备LTE网络向从车发出。

7.根据权利要求3或4或5所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，通过监测移动闭塞的自动驾驶允许信息，实现移动闭塞设备故障下的自动驾驶的安全防护，具体地，在移动闭塞防护下，自动驾驶仅在ATP完全监控模式下可以切入进行；当ATP与地面设备通信中断后，ATP将不允许自动驾驶，自动驾驶单元接收到相关信息后主动进入安全导向控制并对乘务员进行相关提示；当车载ATP装置出现故障后，自动驾驶单元检测不到ATP生命信号后，主动进入安全导向控制并提示与ATP通信中断。

8.根据权利要求3或4或5所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，在从车故障时，获取从车状态并判断从车故障等级，并根据故障等级进行不同安全防护，同时根据故障程度判断维持运行或是停车向地面发出救援请求。

9.根据权利要求8所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，当故障为从车压缩机故障时，如判断从车一台压缩机故障时，根据故障程度维持运行，并自动规划于前方最近的技术站停车后进行整备维修；当收到从车多台压缩机均故障时，直接控制列车停车同时通过车载数据平台向地面请求分解救援。

10.根据权利要求8所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，若主车与从车单网通信中断，自动驾驶单元维持正常运行，并提示司机注意运行；若主车与从车双网通信均中断时，自动驾驶单元立刻减速停车，同时通过车载数据平台向地面报告相关故障等待处理。