CBTC系统的车载ATP原理样机仿真与研究

介绍了城市轨道交通中使用最为广泛的CBTC系统,同时对车载运行控制子系统中的列车自动防护(ATP)进行功能分解,并对各个功能模块进行需求分析、接口和软件设计.在此基础之上,研制一套基于PC104硬件平台和vxWorks操作系统的车载ATP原理样机,对ATP功能进行仿真.研究结果表明车载ATP仿真系统实现了列车的安全防护功能,获得了满意的效果.     

车载ATP自动化操控系统设计与实现

为提高列控系统仿真测试的效率和质量，以仿真测试过程中的测试自动执行为着眼点，对真实车载ATP进行接口适配与远程操控适配，基于有限状态自动机设计并实现了车载ATP自动化操控系统。在实验室中借助Robot Framework自动化测试框架，基于真实车载ATP与真实线路数据对车载ATP自动化操控系统进行功能验证。验证结果表明，该系统能够满足列控仿真自动测试的需求，可以取代仿真测试中的部分人工操作，提高了测试效率和测试质量。     

城市轨道交通车载列车自动防护设备仿真检测平台研究

仿真测试是开展城市轨道交通信号系统相关技术研究的一种有效方法。利用商业虚拟仪器开发平台LabVIEW,讨论了车载ATP(列车自动防护)设备仿真检测系统研制的技术和方法。实践证明,该车载ATP设备仿真检测平台具有高效、灵活、低成本的特点。     

车载ATP系统仿真测试平台

主要介绍车载ATP系统仿真测试平台的硬件结构、软件实现、测试过程等。该平台对降低车载ATP系统运行的故障率具有至关重要作用。     

基于三维视景的车载ATP仿真系统研究

三维视景技术已广泛应用于城市轨道交通领域,取得了不同程度的成果,但大多局限于列车驾驶培训和教学三维演示。提出基于微软模拟火车(MSTS)的三维视景与车载列车自动防护(ATP)系统结合的仿真研究。以郑州地铁1号线为线路原型,简要介绍视景系统的建立过程;利用开源平台的开源铁路(OR)提供接口,设计了仿真系统的结构和功能;根据超速防护模型及计算算法,并以三维视景中的实际线路为例,实现了列车的测速定位、超速防护、速度监督等关键车载ATP功能。经测试验证,达到预期仿真目的和效果,为城市轨道交通控制系统的仿真研究和测试提供了新思路。     

基于ATP的有轨电车模拟驾驶仿真设计

结合公共路面交通的特性和地铁ATP技术的实际应用分析了适用于有轨电车的ATP系统结构和功能,并对基于ATP的有轨电车的运行场景进行了三维模拟驾驶仿真。有轨电车模拟驾驶仿真系统基于C#编程语言和VS 2013开发平台开发。其中,三维视景仿真模块基于3ds Max三维建模工具和Unity3D游戏引擎进行设计开发。实现了有轨电车在ATP防护下模拟驾驶,并能很好地以三维视景的方式展示给使用者。     

ATP安全制动模型在地铁列车三维仿真中的应用

基于MSTS开源平台,建立了郑州地铁1号线的列车运行三维仿真系统,将ATP安全制动模型应用于三维仿真中。本文介绍了三维仿真系统的结构和功能;选取了IEEE1474.1标准规定的ATP安全制动模型;对ATP安全制动曲线的算法进行了研究。以三维仿真系统中的线路数据为例,对速度控制模式曲线进行了仿真验证,实现了列车的ATP超速防护功能。列车运行控制原理与三维仿真系统深入结合的仿真研究,提高了三维仿真的真实性,为轨道交通控制系统的仿真研究和测试提供了参考。     

引入接口中间件的基于通信的列车控制系统仿真

分布式对象中间件在CBTC(基于通信的列车控制)接口仿真系统的应用是实现接口数据传输有效性、通用性、实时性的重要实现方式之一.针对CBTC仿真系统中各子系统间信息的交互和融合问题,通过研究当前分布对象中间件架构和运行机制,提出适合CBTC仿真系统信息交互的接口中间件,构建引入接口中间件工作模式的CBTC通信体系.详细阐述了该通信体系的体系结构及其接口的封装与设计,并将其应用到列车运行控制仿真系统中.此应用根本改变了轨道交通运行控制的运作模式,提高了系统的效率.     

列车运行控制系统仿真平台的研究

高速列车运行控制系统是中国铁路信号领域的主要发展方向。高速列控系统仿真平台主要由车载ATP系统、地面仿真平台、GSM-R网络平台以及仿真测试平台构成,面向符合CTCS-3级和CTCS-2级技术规范的车载设备和关键地面设备,实现其相关功能测试和验证。     

CBTC测试平台车辆仿真子系统接口适配器的设计

针对目前CBTC测试平台中各仿真子系统存在接入难和复用性差等问题,以车辆仿真子系统为例,设计一种基于Linux的车辆仿真子系统接口适配器。首先根据接口适配器的通用性,提出硬件接入层和软件逻辑层的设计模型;然后在硬件接入层部分完成接口适配器和车辆仿真子系统与CBTC测试平台之间的信息配置和交互过程;其次在软件逻辑层部分,设计基于Linux平台的BSP驱动开发流程,实现信息转换和传递功能。最后将车辆仿真子系统的接口适配器接入到CBTC测试平台中,通过使用试验线的数据以及动车组数据进行调试,研究结果表明:接口适配器输出的速度脉冲误差在2%以内,满足CBTC测试仿真平台的性能要求。     

CTCS-3仿真测试平台ATP外部实时仿真环境的研究

在介绍CTCS-3仿真测试平台的基础上,重点对CTCS-3级ATP外部实时环境仿真系统的设计进行研究.描述该仿真子系统的结构和功能,利用多线程技术对其核心功能进行设计,包括对脚本的解析执行功能、模拟轨道信号的发送功能、模拟应答器报文发送功能、模拟速度传感器功能和列车驾驶台操作模拟功能等,利用消息以及共享内存技术来实现进程间通讯.基于VC6.0实现对ATP外部实时仿真环境的设计.     

基于时间自动机的自主化ATP等级转换功能建模与验证

自主化ATP(列车自动保护)系统在国产化ATP系统的基础上,增加了一些新的功能需求。针对自主化ATP系统安全关键功能的安全性和正确性保障的问题,以自主化ATP系统中典型的C2等级转换C3等级的等级转换功能为研究对象,采用时间自动机形式化地分析等级转换功能的安全性、活性和实时性。研究时间自动机的数学理论基础,分析自主化ATP系统等级转换功能的逻辑和与其他系统的数据交互;采用时间自动机建模方法,从ATP、RBC(无线闭塞中心)和应答器3个方面,建立C2等级转换C3等级的时间自动机模型;研究自主化ATP系统等级转换功能需要满足的安全性、活性和实时性要求,利用UPPAAL软件验证等级转换功能的系统性质。结果表明,自主化ATP系统C2等级转换C3等级功能满足期望的系统需求。     

计算机联锁仿真试验自动执行平台研究

介绍车站计算机联锁仿真试验通过计算机技术模拟人工操作,实现仿真试验自动执行平台的方案。通过分析当前计算机联锁仿真试验的现状,提出采用自动执行平台的解决方案,从平台任务设计、功能接口、执行流程等主要方面论述平台的方案实现,最后通过平台初版的示例站应用验证方案的效果,分析平台研究的下一阶段目标及未来价值。     

CBTC系统测试平台进入全面调试阶段

为进一步开展城轨领域检验检测业务,中铁检验认证中心城轨事业部开发了城市轨道交通CBTC通用测试平台。该平台主要特点如下。（1）采用仿真测试技术：测试平台实现不依赖实物,而通过仿真的形式虚拟完整的城市轨道交通CBTC系统及其接口设备。     

CTCS-2级列控车载设备自动仿真测试平台设计与实现

结合列控车载设备运用状况及其测试验证的需要,针对现有CTCS-2级200C型ATP测试平台不足,在分析并总结其测试技术的基础上,研制了一款自主化的CTCS-2级列控车载设备自动仿真测试平台。     

动车段(所)控制集中系统关键接口数据自动测试平台研究

为实现关键接口数据自动测试，减少对仿真环境的依赖，对动车段（所）控制集中系统（CCS）中站场显示、车次窗、控制命令信息等所涉及的接口数据开展自动测试平台研究。基于既有接口数据和信息交互的特点，提出通过仿真外部系统自动发送、比对内外部信息中接口数据的一致性来进行CCS接口配置准确性判断。重点阐述该测试平台的测试逻辑和测试流程，可反馈接口配置问题，并定位到具体错误配置项；通过计算机代替人工完成大量机械性、重复性的数据遍历测试，减少因接口数据配置错误导致一系列不必要的重复流程，有效提高测试效率；辅以人工复核和复测，保障现场作业的安全、可靠。     

车站计算机联锁通信接口测试方法研究

鉴于车站计算机联锁仿真试验平台的局限性,开展计算机联锁接口测试方法的研究。在指出车站计算机联锁接口测试意义、主要研究内容的基础上,详细说明进路信息、开关量信息的测试方法。提出计算机联锁测试平台环境、接口模拟软件显示界面方面的技术要求。通过测试技术的研究,解决了计算机联锁接口测试不规范、不统一的问题,进一步改进和完善联锁测试方法。     

基于AADL和Simulink的列控系统双机热备结构设计

针对列车运行控制系统的实时性要求，提出一种改进的双机热备安全平台结构实现方案。使用AADL建立框架模型并对框架分析与验证，得到框架代码，再以有限状态机为接口通过Simulink工具建立模型，利用RTW工具箱的进行码自动生成，与框架代码合并得到完整的可执行代码。对生成代码的功能与性能进行验证，不仅功能上与规范一致，实时性较传统热备方案提高约20％。     

城市轨道交通线网运营安全保障平台的设计与仿真实现

城市轨道交通线网运营安全保障平台是建立在各线路运营控制中心基础上,提供高层指挥、管理的平台.从城市轨道交通线网运营安全保障平台需要完成的功能入手,给出了平台体系架构和软件架构的设计,并对平台数据中心的实时性要求做了技术上的论述,最后给出了城市轨道交通线网运营安全保障平台部分功能的仿真实现.     

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.