基于数字孪生的铁路货运站场资源可视化系统

针对铁路货运站场资源占用规模大、设施设备种类多、调度作业频繁复杂、站场内部资源缺乏系统性管理等问题，设计基于数字孪生的铁路货运站场资源可视化系统。结合站场资源管理的实际需求，详细阐述数字孪生应用原理及架构，通过精细化建模与仿真、交互与协同、数据融合和分析等关键技术，实现了对站场箱位、货位、股道、车辆等信息的维护和管理。应用表明，该系统可增强站场内部资源间的协同性及数据共享能力，有助于提高铁路货运站场的作业效率和管理水平。     

基于BIM设计的道岔设备建模方法研究

为了解决站场BIM设计中道岔与岔线建模繁琐、定位捕捉困难等问题,基于最新的OpenRail软件环境,对MicroStation直接建模和道岔设备抽象化线性建模两种思路进行比较分析。经研究,线性建模方法更适合站场BIM设计。针对线性建模手段,将道岔的主要设备及尺寸信息转化为标准化道岔库元素和标记,然后按抽象化的道岔元素及标记信息进行xml文件编程,得到了较好的应用体验。     

铁路站场设计系统研究与开发

在综合分析既有铁路站场、新建铁路站场勘测设计流程的基础上,开发铁路站场设计系统软件,解决了既有线、新线底层统一建模、平纵横数据联动、站场综合管线辅助设计、站场工程数量统一计算和管理、站场三维场景展示等关键技术。开发成果的应用表明,利用这些技术开发的铁路站场设计系统可在工程设计中推广应用。     

基于OSG的铁路站场三维场景层次细节建模研究

研究目的:BIM建模的重要环节是实现三维可视化模型的创建。在铁路站场的设计工作中,实时生成的三维场景模型可为设计成果提供参照,增加设计的准确性。但站场设备众多且庞杂,如何组织数据,快速生成适应站场设计阶段方案修改要求、调度流畅的实时三维可视化模型是创建三维场景模型的难点。研究结论:(1)提出层次细节三维站场模型构建方法,解决了大数据量模型加载时间长、硬件要求高的问题;(2)提出合理的数据管理结构,创建设计数据独立于建模过程的建模方法;(3)基于本文方法完成站场三维场景平台搭建,可实现站场三维快速建模、动态加载和交互式浏览,显著提高工作效率;(4)该研究成果可广泛应用于公路、隧道、水利等其他工程领域的三维层次细节建模及三维场景管理中。     

面向铁路站场平面数字化设计系统的本体建模研究

针对铁路站场平面数字化设计中设备类型众多且空间关联耦合的难点,基于本体建模理论与方法,依据站场设备类型划分各设备的概念,以概念的属性来表达设备的空间约束条件,将设备修改后的联动操作抽象为本体的函数,将站场专业中的规范和标准定义为本体的公理。应用空间一致性检测方法,实现站场平面交互设计中设备的空间约束自动重构及概念的属性同步刷新,开发了站场平面设计原型系统,已在开原西和诺尔盖等多个车站平面设计中成功应用。     

基于Unity3d的铁路信号设备虚拟现实系统研究

为了使铁路维修维护人员快速了解铁路信号设备的构件及组成,进而增加对设备维修维护的技巧,开发兰州车站铁路信号设备虚拟现实系统。系统利用3DS Max软件进行优化建模、材质渲染、贴图烘焙,使模型能在较短时间内导入Unity3D并提高交互的实时性,运用Unity3D构建铁路现场的虚拟工作环境。用户通过虚拟现实系统可直观地掌握车站、区间及室内信号设备布设、组成及关联关系,同时了解站场及其他设施设备的布局。系统的操作简单、环境真实、沉浸感强,投入使用后达到预期的效果,辅助工作人员更好地完成维修维护工作。     

基于数字化设计系统的铁路站场BIM自动化建模研究

铁路站场设计是一项复杂庞大的系统工程,应用BIM技术可集成工程项目各种相关信息,形成工程数据模型,实现项目全生命周期中动态的工程信息创建、沟通和管理。然而,当前国内外铁路站场BIM的研究尚处于起步阶段,存在着建模工作量巨大,效率较低的问题。基于此,对铁路站场BIM模型快速构建方法进行了研究,提出基于铁路站场数字化设计系统,可将设计参数信息进行数字化保存,依据参数信息高效驱动铁路站场BIM模型的构建,并对铁路站场数字化设计系统总体架构与BIM模型设计插件的程序模块与流程进行了介绍。通过开发的软件原型系统初步验证,该方法能实现铁路站场BIM模型构建在效率与质量上的双重提升。     

铁路站场信号联锁关系自动生成算法研究

当站场结构发生变化,站场联锁关系表也随之改变需重新编写,而站场联锁表多依靠深度搜索或广度搜索算法来生成,对于大型编组站其计算量大、效率较低。通过对铁路站场运输设备及其相互间关系的研究,分析站场拓扑结构,进行有向图建模,应用图论的最优化理论探讨铁路站场联锁表的自动生成方法。并且通过对图搜索算法的研究和对比,设计启发式的联锁表进路搜索方法,实现联锁表的准确、高效自动生成。     

铁路工业电视故障分析与排除

站场工业电视系统是实现运输部生产调度现代化管理的基石，由于工业电视系统设备繁多，内部结构复杂，分布范围广泛，故障点不易查找，为此总结了铁路站场工业电视系统设备常见故障的分析及相应的排除方法。     

城市轨道交通列车自动监控仿真系统站场图自动生成

通过对上海轨道交通3号线、8号线仿真系统站场图的研究,提出了一种基于统一站场数据格式下不同制式站场图的自动生成方法。该方法基于站场图结构与组件化程序设计,运用规范格式的站场数据自动生成站场图,简化了仿真系统主视图的开发过程。     

基于沙盘的城轨控制实验室集中站联锁仿真系统

在城轨控制实验室仿真平台中,集中站联锁系统是保障列车各种作业安全的重要子系统.本文运用UML建模方法和Visio工具,对系统的需求、设计、编程实现和测试过程进行了描述和分析,建立了系统不同设计阶段的可视化模型.选取沙盘上2个典型集中站进行编程实现和测试,验证了运用UML方法对系统建模的正确性,且能够与沙盘联动控制.此外,系统还设计并实现了保护区段和侧面防护,这是地铁联锁系统的独有特点.     

基于故障注入的ATP系统测试设计

本文研究了基于故障注入的ATP系统测试方法.通过对ATP系统进行安全性分析寻找系统的故障来源;结合抽象描述的方式对故障进行建模,并提取测试案例;在特定事件触发点将案例注入到ATP系统中,实现测试的自动执行,从而达到对运行环境中故障状态的系统反馈实现监测、分析、及定位的目的.     

高速铁路列控车载系统超速防护算法的研究与仿真

列控车载系统是一个典型的安全苛求系统,车载系统超速防护算法对列控系统的安全性具有重要影响。本文结合高速列车动力学模型、延时特性和混杂特征,提出了车载超速防护算法及车载系统的混杂建模方法。利用Simulink/Stateflow混合仿真技术实现了车载超速防护算法的仿真,并以区间两车追踪场景为例对超速防护算法进行验证。验证结果表明该超速防护算法是有效的,区间运行的两辆高速列车能够实现避撞功能。     

动车组运用计划编制系统设计与实现

通过对国内外计算机编制动车运用计划研究应用状况的分析,介绍动车运用计划编制系统应迟到的目标及设计原则,对系统的功能进行阐述,并且详细介绍系统实现中的技术关键问题,最后对动车组运用计划编制系统发展战略提出几点建议.     

SCADE在城市轨道交通ATP软件建模中的应用

列车自动防护(ATP)系统是基于通信列车控制(CBTC)系统的重要组成部分.车载ATP在列车运行过程中担负列车安全运行的重要任务,是与安全直接相关的系统,需要高的安全性和可靠性.为了满足车载ATP软件对安全的需求,提出了基于模型的软件开发方法对ATP进行建模.应用SCADE作为开发工具,建立了ATP系统部分功能的模型,说明了SCADE在ATP软件建模上的可行性.     

直线电机轨道交通地面电阻制动的研究

对采用地面电阻制动的城市轨道直流牵引供电系统模型进行介绍,利用Matlab软件对该系统建立了供电网络结构图,利用节点电压法构造矩阵方程,并对此引入的非线性方程组用牛顿迭代法求解.基于地面电阻制动仿真系统(GRBSS),得出电压、电流等结果,对地面制动电阻的容量计算方法和位置设置原则进行探讨.     

DC600V客车供电教学培训系统

"DC 600V客车供电教学培训系统"是针对DC 600V客车供电系统的检修及运用开发的一套业务培训系统。系统基于B/S结构设计,设计中采用了面向对象、故障树模型建模、随机算法自动组成试卷等技术。对系统的设计思路、功能以及主要模块的设计原理等内容进行了论述。     

基于MSC与UPPAAL的区域控制器切换场景建模与验证

区域控制器(Zone Controller,ZC)边界切换场景是城市轨道交通列车控制系统的重要场景,切换过程中移交ZC、接管ZC和车载子系统之间要进行频繁的信息交互,因而对其安全性和实时性有更严苛的要求。根据ZC子系统特点,将MSC半形式化方法作为切入点,结合时间自动机理论,建立ZC切换场景的MSC模型和时间自动机网络模型,用于ZC切换场景功能和受限活性的安全验证。结果表明:ZC边界切换控制功能满足系统安全性和受限活性的规范要求。因此此种建模验证方法是可行的,可以将其应用于列控系统其他场景的建模与验证过程中。     

基于SCADE的测速定位系统模型设计

针对列车测速定位系统的精度和可靠性直接影响着列车运行安全和效率的问题，提出了基于SCADE的测速定位系统模型设计，介绍SCADE需求建模以及模型验证方法，分析了一种测速定位模型；在SCADE平台上建立了测速定位系统的模型，通过仿真与验证，证明模型完全满足测速定位的系统需求与安全性。     

突发事件模拟在司机驾驶培训中的应用

地铁突发事件是司机驾驶培训的重要内容之一.通过VC++为平台建立系统的框架,运用3ds max作为建模工具实现几种常见的地铁突发事故的模拟,如火灾、人跌落站台等.系统有效地实现了事故的模拟,在司机驾驶培训等模拟系统得到了很好的应用.