通用列车运行模拟软件研究

通过建立列车运行过程模型,以及对工况转换点求解过程的分析,开发了一套可用于不同机车、不同线路、不同运行参数的列车运行模拟软件。列车运行模拟系统主要包含基础数据、列车运行仿真计算和输出等子系统。其中列车运行仿真计算子系统是整个系统实现的关键。列车运行仿真计算子系统包括线路编辑、机车车辆编组、牵引计算与运行仿真等模块。介绍了列车运行仿真计算子系统的计算流程,三个模块的主要功能和数据流程。列车运行模拟可为机车车辆的改进、线路建设或编制列车开行方案等提供依据。     

轨道交通列车运行延误仿真系统研究

简述了轨道交通列车运行延误仿真系统的基本框架结构;对列车延误模拟分析和运行模拟两个主要模块的模型建立、结构设计、功能实现及算法结构进行了描述.对列车延误仿真的评价指标进行了说明.系统可根据基础设施特点、列车运行组织方案、列车运行图以及列车运行延误的影响等,进行运行组织方案的可靠性、适应性及预期效果的定量分析和评价.     

高速铁路调度指挥仿真实验平台的设计与实现

随着高速铁路在我国大规模建设并投入运营,培养和培训适应高铁运输组织的技术和管理人才尤为重要。通过分析实际高速铁路列车运行调度指挥业务流程和应急处置过程得出高速铁路调度指挥仿真实验平台功能及结构,建立仿真平台系统数据流图、系统数据模型及仿真流程,设计平台数据库及子系统模块划分,采用SQL Server数据库、Microsoft Visual Studio 2010 C#开发平台,实现了列车运行调度指挥业务过程的仿真及各岗位操作综合训练。平台应用于学生实验、实践教学及调度人员调度指挥及应急处置模拟演练培训,提高学生和调度人员的行车调度技能与指挥决策能力。     

交流牵引供电系统运行仿真软件的开发

在单列车运行仿真的基础上,提出了一种形成多列车运行仿真结果的计算方法。讨论了牵引供电仿真通用数学模型,在该模型基础上形成牵引供电系统时变等效电网结构,构造矩阵方程,实现对牵引供电系统参数的动态求解。基于Visual C＋＋2005．Net开发平台,开发出包含列车运行仿真模块和供电仿真模块在内的牵引供电运行仿真软件,并结合实际线路给出仿真结果。     

基于HLA的CTCS-3列控系统仿真管理器研究

基于HLA的仿真管理器是CTCS-3列车运行控制系统仿真平台的核心组成部分.针对CTCS-3列车运行控制系统仿真平台结构分散、监测困难的特点,提出通过仿真管理器管理、监测系统运行的思想.仿真管理器通过HLA/RTI联邦运行支持环境和仿真平台中的其他仿真节点建立连接;它负责初始化并管理各个仿真节点、规划仿真过程,保障CTCS-3列车运行控制系统仿真平台稳定高效的工作;提出采用多线程和设置数据优先级的方法,保证仿真管理器数据传输的实时性;实际研究结果表明,仿真管理器方便了仿真节点的管理以及仿真过程的控制,所记录的各仿真节点交互的信息为进一步研究CTCS-3列车运行控制系统各模块如何做到统一协调高效的工作做好了数据准备.     

CTCS 3级车载设备仿真测试平台的研究

基于我国铁路发展需求,铁路部门提出发展适于我国国情的CTCS(列车运行控制系统)的策略.CTCS 3级仿真系统中车载设备主要由9个模块组成,其中包括核心模块、人机接口(MMI)、无线传输模块(RTM)、应答器传输模块(BTM)、输出模块、输入模块、测速模块、运行管理记录单元和设备维护记录单元.车载设备与其外部的列车运行仿真器、RBC(无线闭塞中心)、应答器等构成完整的CTCS3级仿真测试平台.以C++ Builder 6.0为开发平台设计和实现CTCS 3级车载设备核心功能,其中包括最严格速度曲线和动态速度曲线的计算、列车动态速度监督等功能.     

列车运行计划仿真模型研究

为借助计算机虚拟技术模拟列车运行计划的实施过程,建立仿真模型描述列车运行环境、状态及规则,用以列车运行仿真平台的开发。以改进Petri网为工具,结合铁路运输组织特点,定义个性托肯表示列车,定义颜色集库所描述路网环境及列车运行信息,定义多种变迁实现列车空间位置的变换及运行信息的传递,定义全局时钟递增变量驱动系统运行;基于部件组合思想和同时考虑线路可双向运行和列车运行过程中随机扰动建立的列车运行仿真模型,可根据需要模拟的列车运行计划及关联路网的数据,快速生成与列车运行环境和列车运行规则对应的仿真框架,在根据相关数据对各静态参数进行初始化后,可按设置的区域范围及时段要求模拟列车运行计划。仿真实例表明,模型直观且易于编程实现,仿真结果基本符合客观实际。     

基于遗传算法的列车节能运行惰行控制研究

本文建立了定时约束条件下地铁列车节能运行惰行控制优化模型,设计了实数遗传算法进行求解,在适应度函数中引入了运行时间惩罚因子.同时,将遗传算法嵌入到城市列车运行计算系统中,设计了惰行控制优化模块,实现了给定线路条件下站间最佳惰行点的自动计算,最后结合具体算例进行了仿真验证.仿真结果表明,实数编码的遗传算法能较好地解决惰行点布局问题,优化后的惰行控制方案使算例中列车运行能耗降低了10.99%.     

基于HLA的分布式三维视景列车运行模拟器的设计与实现

介绍一种基于HLA的三维视景列车运行模拟器.该模拟器可以接入CTCS3列控系统仿真测试平台,以三维视景输出方式,模拟列车运行.同时,模拟器之间可以通过RTI互相连接,仿真多辆列车运行.对该模拟嚣的软件框架设计和各个功能模块实现进行简要介绍.     

列车运行控制仿真系统(一)总体结构与仿真显示

介绍了CTCS列车运行控制仿真系统,包括列车运行控制仿真系统的总体结构和各子系统的构成、功能及子系统间关系.重点讨论了列车运行显示子系统系统构成、系统功能和软件实现.通过本仿真系统,对CTCS的应用具有较强实际意义.     

基于路网的列车运行及组织模拟外围支撑环境设计

介绍了基于路网的列车运行及组织模拟外围支撑环境设计过程,就系统的总体需求和功能模块进行了阐述,并且讨论了关键技术的实现.     

基于MSTS的ATO系统功能模块仿真研究

基于MSTS微软火车模拟器开发的开源软件OR的研究基础,结合ATC系统结构框架,对列车运行三维视景系统仿真平台进行了研究,设计出基于MSTS的ATO系统功能模块仿真。运用.Net平台中的Socket网络通信技术建立的ATO系统功能模块仿真,实现了远程控制OR列车客户端运行的功能,整合后的控制模式为ATO系统的扩展性功能提供了通信接口和自动运行的控制基础,提高了列车运行三维仿真系统整体的真实性。对后期完善整个系统仿真平台具有重要的意义,达到了预期的设计目标和效果。     

基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台

为了检算铁路客运专线闭塞分区长度与列控系统的符合性,设计基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台。采用HTML,CSS,JavaScript,Vue.js,Node.js和Koa等Web技术进行开发,使用MySQL作为后端数据库,构建B/S架构应用平台,包括基础数据处理、列车运行仿真、列车追踪间隔时间计算、闭塞分区检算和统计分析5个功能模块。其中,列车运行仿真模块为牵引计算平台的核心,由线路信息、列车动力学模型、列控车载设备制动曲线算法和速度控制组成;列控车载设备制动曲线算法具备列车超速防护功能,根据移动授权和列车速度距离信息生成允许速度和制动指令,实现列车运行仿真的闭环处理。选取京沪高速铁路列控工程数据和CRH3A型动车组参数进行列车牵引计算,得到高速铁路列车追踪间隔时间,验证闭塞分区设计长度满足列控车载设备制动距离要求。结果表明:该平台可用于闭塞分区长度符合性检算,从而验证闭塞分区设计与列控系统的匹配性。     

基于HTCPN的列车追踪车地通信过程建模研究

为了对高速铁路移动闭塞系统(Moving Automatic System,简称MAS)进行更加精确的仿真,利用CPN Tools建立高速铁路列车追踪运行车地通信过程的CPN模型,应用CPN ML语言模拟无线通信模型中数据包的丢包现象;引入时间标志对模型中数据传输的时间特性进行分析。仿真过程中为模型各个控制环节定义数据采集监控器,连续仿真3次分析追踪运行车地通信信息传输的时间特性。结果表明:该分析方法可以得到准确的性能分析报告,仿真结果对高速铁路中MAS系统开发阶段的形式化验证具有一定的借鉴意义。     

列车运行三维动态视景仿真

列车运行的三维视景仿真可在设计阶段把新车外观和内饰展现给用户,并为线路规划、列车运行调度等提供依据。对列车运行视景仿真方案进行分析的基础上,建立了地形地貌、轨道、建筑物及车辆的三维视景模型。从提高动态仿真效率和渲染速度的角度出发,采用基于图形与图像的混合建模方法和LOD与纹理映射技术,实现了列车运行的三维动态视景仿真,达到具有较高逼真度的视景效果。     

ATS仿真软件研究

分析了列车自动监控系统(ATS)仿真软件的功能以及各功能模块的实现。这些功能模块分别为站场显示、ATS系统操作响应、信号设备的人工设置和列车走行模拟。该仿真软件为ATS系统的开发与调试提供了便利。     

基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法研究

定义存在于高速铁路列车运行图运行线间的使列车无法在适当功率下运行的软冲突问题,该问题使用既有列车运行图规划方法难以有效解决。分析软冲突形成的机理及其影响,论证牵引供电与列车群一体化仿真计算方法能较好解决软冲突问题,即利用牵引供电计算实现列车运行图软冲突的检测,基于该检测结果进行列车仿真运行调整,从而实现对软冲突的剔除。一体化仿真方法不仅能实现高速列车运行图软冲突的疏解,同时也能得出列车运行过程的操纵策略,并解决了交流牵引供电仿真计算中的某些难点问题。选用我国某一高速铁路线路为例,验证基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法。     

基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究

为有效降低列车运行能耗,针对高速列车行进过程中的能耗优化问题,讨论了列车运行阻力的计算及列车停车点的设置,以此建立以列车能耗最小为优化目标的列车运行优化模型,提出3代逼近搜索的引导机制,改进了传统遗传算法中的算子,同时引入逆转算子提高算法求解能力。以CRH380B型高速列车和合福高铁(合肥—福州)数据为基础进行仿真,列车运行能耗降低了10.7%。仿真结果表明,提出的改进遗传优化算法在高速列车行进过程中,满足列车运行准时性和安全性,且能够有效降低运行能耗。     

Creator/Vega及其在列车运行视景仿真系统中的应用

视景仿真是虚拟现实的重要组成部分。介绍了开发所需要的软件Creator和Vega，结合列车运行视景仿真的实例说明了利用Creator和Vega软件创建实时仿真程序的过程。仿真结果表明，基于Creator／Vega的列车运行视景仿真系统取得了很好的效果。     

高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统设计与实现

列车追踪间隔与高速铁路列车运营密切相关,通过列车追踪间隔仿真系统能够检验列车牵引特性、线路条件等因素对列车追踪间隔时间的影响,对研究列车追踪间隔时间优化及列车技术作业方案设计提供有效的帮助。文章介绍了高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统的设计,使用列车间隔时间标准化计算方法,结合列车牵引计算、车站以及线路等数据,通过原型系统的开发,实现了列车运行曲线与列车追踪间隔时间的计算与仿真。具体介绍了系统结构,功能设计及数据结构,以一个实际数据为例对系统的功能以及技术可行性进行了验证。实验输出数据基本符合我国实际情况,该系统能够作为列车追踪间隔相关研究的可靠工具。