1GPRS概述
1.1GPRS协议栈
GPRS需要新的协议用于MS和BSS以及分组域核心网接口处。协议栈由用户平面及控制平面组成，在用户平面协议栈中没有MSC/MSS+MGW。
通过对某高铁ATO业务的运用信息跟踪，充分说明使用分组域GPRS网络承载列控类业务是可行的，是对原C3列控系统使用的电路域通道的有效补充。GSM-R网络无线信道资源少，语音呼叫业务的带宽利用率低，列车控制系统使用传统的电路交换数据模式，GSM-R网络承载列控业务的压力较大，尤其在车流密集的枢纽区域，很可能出现无线电资源不足的情况。使用分组交换模式传输列控系统数据，可以将多路会话复用到一个无线电资源，按需分配传输资源，提高带宽利用率，有效解决GSM-R网络下无线电资源紧张的问题。进一步研究列车控制系统在GSM-R网络下实现GPRS传输，对解决GSM-R网络当前面临的问题有重要意义。
2智能高铁自动驾驶技术概述
我国已形成智能高铁自动驾驶系统成套技术标准。ATO系统具备正线车站站间自动运行、车站定点停车及通过、列车运行计划自动调整、车门/站台门联动控制、列车运行节能控制等功能。如京张高铁、珠三角城际铁路等部分线路已实现GOA2级ATO运行。我国智能高铁的全自动运行标准体系已全面形成，其中自主化GOA4级无人值守的全自动运行技术研究已经取得突破，并在部分线路上实现了工程应用，进入规模化应用阶段。目前，我国智能高铁自动驾驶技术应用范围为正线，列车进/出动车段一般采用CTCS-2级列控系统，相当于GOA1级。行业内对于动车组自动驾驶出入动车段的情况，虽然进行了前期研究，但尚未形成明确的技术方案。为满足智能高铁自动驾驶（正常无司机）出入动车段的运行需求，如现有CTCS-2级列控系统的基础上配置高铁ATO功能，借鉴城轨全自动运行技术路线的做法，考虑新增部分设备，同时修改部分设备功能和接口、新增调度员（含动车段行车人员，以下统称调度员）职责等，来实现智能高铁自动驾驶出入动车段的功能目标。如自动驾驶的范围为智能高铁运行段存车线至相邻车站股道之间的列车进路，包含进/出段、进/出站进路及动车走行线区间。动车段内，动车组从存车线至检修库、洗车线等处维持既有调车作业方式。
3具体运用
3.1正常运行时的速度规划
验证新型规划算法的有效性，将新型规划算法与传统规划算法的仿真结果分别进行对比分析。其中，传统规划算法仅考虑准时性和停车精准性的基本约束条件，且采用最大牵引-巡航-最大制动的工况组合方式。采用新型规划算法生成的规划曲线可以识别线路中加速度变化率较大的工况切换位置，并通过计算以巡航工况代替原先的牵引和制动工况，在确保准时性的情况下，减少了不必要的牵引和制动过程，优化了智能高铁运行能耗和舒适度指标。同时，虽然传统规划算法和固化算法均满足智能高铁运行准点和精准停车的基本约束条件，但是采用新型规划算法后列车运行能耗和舒适度指标均显著优于传统规划算法，进一步验证了新型规划算法对能耗和舒适度指标优化的有效性。
3.2突发状况时的速度规划
假设当智能高铁运行至80m处时，收到前方线路1000～1287m处限速临时改变为40km/h的信号，为此，基于新型规划算法实时生成新的规划速度曲线。经计算可知，实时更新后的智能高铁最终运行时间为110.78s,停车位置为1287.01m,相比于时刻表中原定计划用时111s、智能高铁目标停车位置1287m可知，当智能高铁运行前方限速发生改变时，新型规划算法可以实时生成规划速度曲线，并确保智能高铁运行的安全、准点和精准停车。
3.3安全运行控制技术
安全运行控制技术包括安全运行操纵控制技术、主动安全风险识别控制技术、外部故障安全导向控制技术。其中，安全运行操纵控制技术主要是通过合理操纵来规避安全风险；外部故障安全导向是由于非ATO系统出现故障，导致智能高铁不能正常运行，需要ATO系统采取措施，包括请求人工接管警惕或者主动施加空气制动导向停车，该逻辑与机务段实际需求强相关。主动安全风险识别控制技术主要是避免因自动驾驶运行速度高，运行过程中存在各种扰动，导致速度控制不合理触发LKJ安全防护。由于触发LKJ保护减压量大，会带来一系列潜在风险：一是列车只能停车再开，影响区间运行效率；二是减压量大会增加车钩力，存在智能高铁断钩、脱钩的隐患；三是机务段均视触发LKJ防护为违规操纵。为保证智能高铁运行过程中不触发LKJ防护动作，自动驾驶系统需要根据线路情况，实时进行智能高铁安全评估。在智能高铁自动驾驶领域，为了全面评估智能高铁运行的安全风险，可以采用模型驱动与数据驱动相结合的评估策略。具体而言，模型驱动方法侧重从历史数据中深入分析，识别并量化影响模型参数准确性的关键因素。通过不断校正和优化模型，该方法能够进行短期预测，并实时评估智能高铁的运行安全风险。数据驱动方法则摒弃了对当前模型的依赖，转而利用实时采集的智能高铁加速度数据以及智能高铁前方的限速信息来评估安全风险。这种方法的优势在于，它能够直接应对现场实际运行中可能出现的模型失配问题，从而有效规避因模型不匹配而导致的安全风险。通过上述策略，能够在确保智能高铁运行效率的同时，提高其安全性和可靠性。
4结语：未来智能高铁自动驾驶控制技术的研究方向将聚焦于以下几个关键领域：首先，通过引入先进控制技术和智能算法，不断改进自动驾驶智能高铁的运行性能，旨在实现更加平稳且高效的运行模式；其次，应根据物理建模和误差估计的难易程度，分别采用基于模型和基于数据的驱动方式进行控制，提高停车精度和起车效率；最后，将持续深化智能高铁的精细化建模研究，通过提升建模的精确度，以期获得更为优化的控制策略，并增强运行模拟仿真结果的实际应用价值。
参考文献：
[1]赵军武.铁路GPRS网络承载C3+ATO业务简析[J].铁路通信信号工程技术，2018，15（11）：25-30.
[2]钟章队.GPRS通用分组无线业务[M].北京:人民邮电出版社，2001.
[3]赵博.京张铁路CTCS-3+ATO信号系统工程方案设计研究[J].铁道工程学报，2021，38（10）：79-84.
[4]王东方，李红侠.京张高铁CTCS-3+ATO系统工程设计方案研究[J].铁道标准设计，2021，65（5）：162-167.
作者简介：刘雷涛(1994.8-)，男，汉族，河北深州，硕士研究生，助理工程师，研究方向：机械工程。
