基于ETCS 的ATO 系统车地无线消息研究

何镭强

欧洲列车运行控制系统（ETCS）是为了解决欧洲各个国家铁路信号系统的互联和兼容问题，由欧洲铁路部门（ERA）组织制定的统一的、开放性的信号系统。ETCS 在兼容既有信号系统的同时，实现了各国列车在欧洲铁路网内的互通运营［1］。

近年来，为提高线路的运输能力和效率，欧洲铁路部门开始组织研究在ETCS 的基础上叠加自动驾驶技术（ATO）［2］。基于ETCS 的ATO 系统采用了独立于ETCS 的无线通道进行车地信息传输，并且无线消息报文定义也和ETCS 有较大的区别。本文对车地无线消息的定义及其应用原则进行研究。

1 基 于ETCS 的ATO 系 统

1.1 系统架构

2011 年开始，欧洲通过“泛欧交通运输网（TEN-T） ”“ 下 一 代 列 车 运 行 控 制 系 统（NGTC）”和“转移至铁路（Shift2Rail）”一系列项目，对铁路实现自动驾驶进行了研究。根据自动化等级的不同，研究分为GOA2 级（半自动化）和GOA3/4 级（无人驾驶/无人干预） 2 个阶段进行［3-5］。目前，GOA2 级的主要技术规范已经制订，基于这些规范，欧洲信号厂商完成了设备研发和试验室互联互通测试，即将进行现场验证［6］。

如图1 所示，GOA2 级的ATO 系统在ETCS、运输管理系统（TMS）的基础上，增加了ATO 车载设备和ATO 地面设备。ATO 车载设备和地面设备通过无线通信的方式，独立于ETCS 的既有通道，进行车地信息的传输［7］。整个系统由ETCS 实现安全防护，ATO 实现自动驾驶功能。

1.2 规范文件

为满足GOA2 级的功能需求，ETCS 在基线3版本的基础上，拟对下列规范进行修订［8］。

1） ETCS 人 机 接 口 规 范（ERA_ERTMS_015560），增加ATO 相关信息的显示。

图1 ATO 系统参考架构

2）ETCS 系统需求规范（Subset-026），增加自动驾驶模式及相关处理。

3） ETCS 司法记录接口规范（Subset-027），增加ATO 的数据记录。……