地铁ATO系统解析，自动驾驶？

　　“什么？地铁进站后是自动停车的？”

　　“还可以自动打开车门？”

　　在过去，或者当前的一些陈旧的既有地铁线路中，地铁列车多为司机人工驾驶。随着地铁信号系统的发展，地铁列车的控制系统也变得越来越智能，很早，地铁就已经可以像飞机一样，实现自动驾驶了。地铁可以行驶在隧道中，不需要司机的控制，就像我们知道的定速巡航中的小汽车一样。

　　有了自动驾驶系统，对地铁司机来说——地铁不是你想开，想开就能开。

　　那么，什么是地铁自动驾驶系统？

　　地铁自动驾驶系统，又叫做ATO，而ATO这个称谓可能早已被广大信号人叫到烂。

　　ATO（英文称Automatic Train Operation）叫列车自动运行装置，现在多称作列车自动驾驶系统。ATO的主要功能为：可以实现列车的加速、巡航、减速、精确停车以及停车后自动开启车门和站台安全门。

　　那么，地铁列车实现自动精确停车、开关车门和屏蔽门都是ATO的功劳了？

　　这么说，只说对了一半。

　　ATO作为地铁列车车载设备，只是命令的执行者，而这些命令的计算却要依靠一些地铁系统中的其他设备。

　　今天，就一起来聊聊列车自动精确停车的其他设备。

　　试想，地铁列车在隧道中运行，是如何知道：哪里是站台，哪里是该停车的位置呢，哪里该加速，哪里该减速呢？

　　解决这些问题，可能还需要引入另外一个设备。

　　都有过这样的体会：开着小汽车在高速路上行驶，虽然不认路，但是基本上毫无压力，原因很简单，我们有导航，而导航对于我们来说就是地图，有了地图，就不会迷路，即便是驱车驾驶在陌生的高速路上，也可以知道哪里有出口，哪里有服务区、哪里有电子狗。所以，导航是高速路上的开车必备。

　　地铁也是一样，地铁在黑暗的隧道中行驶，同样装备一个类似导航的东西，叫做电子地图。

　　电子地图和不像我们在汽车导航里面见到的地图，是一个三维或者二维的地图，可以直观的显示出来，提供给司机查看。地铁系统的电子地图可以说是一个一维的地图，把地铁的线路画成一条线，在这条线上，把线路中的所有信号设备标注出来；与汽车导航不同的是，这个地图不需要司机去看，而是需要列车车载设备在运行的过程中不断地读取。

　　而电子地图的终极形式就是一堆机器数据，向刷手机ROM一样刷写在列车车载设备ATP中。 列车在运行的过程中，不断读取电子地图中的数据，从而获取线路中的信息，“实现导航”。

　　相比于汽车的导航，电子地图里没有加油站、服务区、十字路口，取而代之的是：站台、区间、信号机、道岔信息、应答器信息等。

　　地铁列车的电子地图中描绘了整个地铁线路的所有信息。在这条线路上，设计了很多个坐标，列车通过这些坐标知道自己的当前位置，同时也可以通过这些坐标实现一些重要的功能。

　　图一中，红色三角表示电子地图中的坐标，叫做信标，又叫做应答器。没有初始位置的列车行驶经过应答器之后，可以实现定位，获取自己在一条地铁线路中的具体位置；而运行中的列车通过不断经过多个应答器而持续地实现位置校正，减少行驶过程中产生的累计误差，提高列车的测速测距精度，从而计算出自己在线路中的精确位置。

　　应答器的颜色一般都是黄色，图二就是应答器在站台的布置。

　　这样的应答器一般在站里会布置3-4个，用于列车的自动精确停车，好奇的同学，下次乘坐地铁的时候，可以到车站里面看一看。

　　列车进入站台后，经过第一个应答器的时候，开始第一次校正，列车计算自己的位置和当前速度，同时计算出列车应该输出的牵引力和制动力，通过ATO输出给列车，使列车在进站过程中不断调整速度。

　　经过第二个的时候，列车距离停车点又近了一步，列车继续计算牵引和制动力，调整速度。

　　同样的，列车经过第三个、第四个应答器……

　　一般来说，列车再经过3到4次速度调整之后，最终可以计算出一个可靠的制动力，保证列车正好停在的停车点的位置。从而实现精确自动停车。

　　一般来说，地铁列车精确自动停车的精度在50cm左右，超过50之后，则视为未精确停车，这个时候就需要司机手动“给点儿油门儿”或者“挂点倒挡”手动把停车位置找准。

　　停在停车点位置的列车，即为满足停车精度的列车，这种情况下，列车的车门与站台的屏蔽门是对齐的。

　　在列车精确自动停车之后，ATO先会输出一个制动力，保证列车不会溜车，先要保证安全嘛；同时ATO自动开启站台侧的车门，并发送命令给站台屏蔽门，使站台屏蔽门打开，让乘客上车。乘客上车后，列车自动关闭车门，列车的站台作业完成，发车、驶向下一站。

　　信息过程大概如图所示，列车停车后打开车门和屏蔽门。