本书为“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之分册。国内外针对城市轨道交通的列车自动驾驶系统较早就开展了研究，而针对干线铁路和高速铁路的自动驾驶系统还处在起步阶段，缺少相关专著。本书梳理了当前高速列车自动驾驶控制技术的最新成果，系统论述了高速列车驾驶特征及功能需求、高速列车驾驶控制的人机功能分配理论、高速列车建模理论与方法、高速列车驾驶策略优化方法、高速列车跟踪控制与精确停车方法、高速列车协调运行控制方法等。 本书适合高速铁路交通信息工程及控制领域的科研人员和工程技术人员参考，也可供高等院校相关专业师生参考。

第1章 绪论
1.1 高速铁路的发展
1.2 列车自动驾驶控制的优势
1.3 列车自动驾驶控制发展状况
1.3.1 控制技术发展现状
1.3.2 控制基础理论研究
第2章 高速列车自动驾驶特征及功能需求
2.1 人机协同的列车运行控制
2.2 高速列车自动驾驶控制系统功能需求分析
2.2.1 自动驾驶系统特点
2.2.2 自动驾驶实现难点
2.2.3 自动驾驶系统功能需求分析
第3章 高速列车驾驶控制的人机功能分配理论
3.1 以人为中心的自动化设计
3.2 自动控制对驾驶系统性能的影响
3.3 基于认知的高速列车人机功能分配方案设计
3.3.1 高速列车司机的认知处理模型
3.3.2 基于认知的高速列车驾驶作业分析
3.3.3 速度控制任务的人机功能分配
3.4 高速列车驾驶任务人机功能分配实验研究
3.4.1 实验设计
3.4.2 实验结果
3.4.3 结果分析
3.4.4 基于密切值法的实验方案综合评价
3.5 高速列车自动驾驶的自动化分级
3.5.1 自动化分级
3.5.2 LoA对人类执行高速列车驾驶任务的影响
第4章 高速列车建模理论与方法
4.1 高速列车基础模型参数辨识方法
4.1.1 列车动力学模型
4.1.2 典型参数辨识思想
4.1.3 典型参数辨识算法
4.2 高速列车非线性动态辨识建模方法
4.2.1 包含非线性动态的高速列车状态空间模型
4.2.2 基于混合滤波的最大期望参数辨识算法
4.2.3 仿真案例
4.3 高速列车多模型辨识建模方法
4.3.1 高速列车切换模型
4.3.2 多模型参数辨识算法
4.3.3 仿真案例
第5章 高速列车驾驶策略优化方法
5.1 高速列车驾驶控制性能评价体系及方法
5.1.1 控制性能指标简述
5.1.2 控制性能指标计算方法
5.2 连续时间非线性列车节能驾驶策略优化模型
5.3 模型求解
5.3.1 模型转化为离散距离非线性模型
5.3.2 离散距离非线性模型的线性化
第6章 高速列车跟踪控制与精确停车方法
6.1 基于PID的高速列车自动驾驶跟踪控制方法
6.1.1 基本原理
6.1.2 基于PID的跟踪控制方法
6.1.3 PID控制器的参数优化方法
6.1.4 基于多控制器的跟踪控制方法
6.1.5 实验仿真
6.2 高速列车精确停车控制算法
6.2.1 精确停车控制背景
6.2.2 停车控制模型
6.2.3 停车控制算法
6.2.4 实验仿真
第7章 高速列车协调运行控制方法
7.1 考虑坡道阻力的高速列车有限时间事件触发协调控制
7.1.1 控制模型
7.1.2 控制器设计
7.1.3 实验仿真
7.2 轮轨关系时变条件下的协调优化控制方法
7.2.1 控制模型
7.2.2 控制器设计
7.2.3 实验仿真
7.3 复杂加性干扰条件下的高速列车自触发控制方法
7.3.1 控制模型
7.3.2 控制器设计
7.3.3 实验仿真
第8章 发展趋势与展望
8.1 新型列控系统
8.2 高速列车调度指挥与运行控制一体化
8.3 高速铁路全自动运行系统
8.4 高速列车自主运行