人机界面运营过程复现系统的应用研究

在CTCS-2级和CTCS-3级列车控制车载设备中,司机通过观察和操作人机界面（DMI, Driver Machine Interface）单元监控和调整列车运行状态。但是司机的错误操作、人机界面设备故障等均可能导致列车控制车载设备故障,造成运营晚点。为了对司机操作和车载设备故障进行复现,需要开发一种可以复现人机界面运营过程的系统。本文介绍了列车控制车载设备人机界面运营过程复现系统的系统框架、基本原理、人机界面日志记录包含的信息,以及人机界面运营过程复现系统4种典型应用场景,包括复现人机界面故障、支持人机界面软件调试、人机界面功能演示和自动测试人机界面功能。     

CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术

从CTCS-3级列控系统工程建设角度出发,对包括基于多路速度传感器数据融合的测速测距策略、列车制动模型及CTCS-3/CTCS-2级动态转换机制等CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术进行研究。根据不同类型测速传感器的特点,采用车轮速度传感器与雷达相结合的方式实现列车速度的安全测量,并运用联合卡尔曼滤波理论提出基于多路传感器数据融合的测速测距算法策略。结合列车移动体的控制特点,在国际铁路联盟UIC 544—1标准的基础上,提出1种改进的分段式减速度计算的列车制动模型,可兼顾行车安全和效率。针对列车运营模式的兼容性与可靠性,采用兼容CTCS-3级和CTCS-2级的双模冗余设计,使CTCS-3级列控车载设备同时具有CTCS-3级控车功能和CTCS-2级控车功能,并通过输入信息共享和等级转换时信息交换等技术手段,实现CTCS-3/CTCS-2级之间的平滑动态转换。研究成果已在武广高速铁路上实施,满足了列车高速安全运行的要求,并提高了等级转换时的列车运行效率和旅客舒适度。     

高速列车测速测距系统滤波模型与融合策略研究

高速列车的测速测距系统是保障列车运行安全的关键要素。滤波算法的建模和分析是构建测速测距系统的一个重要前提。通过对列车测速传感器的工作原理以及观测方法进行分析,分别建立了基于卡尔曼滤波的等速模型和等加速模型,并在Matlab中对两种模型的滤波特点进行了仿真分析。同时初步探讨了适用于高速列车的多传感器融合策略。对实验室数据和现场采集数据的分析验证了两种滤波模型的有效性及各自特点。滤波模型的仿真分析与多传感器融合策略的研究为测速测距系统的开发提供了依据。     

一种基于串口通信的高可靠性应用协议设计

为解决串口通信中的数据传输容易出错、可靠性差且容错能力低等问题,设计并实现一种串口通信高可靠性应用协议,并将此协议应用在列控产品中。首先介绍串口通信协议的数据包格式,通过在数据包格式定义中设置起始标志、数据长度、校验、结束标志等字段,保证数据传输的正确性与可靠性。同时对数据包的组包、接收以及解析方法进行阐述,提出对数据丢失的判断与处理方法,并对该协议的实时性、正确性和可靠性进行分析。实践证明,该协议有效提高了串口通信过程的正确性、可靠性以及数据传输的容错能力。     

高速列车速度监控曲线研究

速度监控曲线计算是高速列车运行控制系统的核心功能之一。对国际铁路联盟(U I C)544-1标准及欧洲铁路运行管理系统(ERTMS)Subset 026规范中的相关规定进行研究,并形成一种适用于高速列车的控制曲线计算方法,为列控车载设备速度监控功能的设计和实现提供了理论依据。     

DMI运营过程复现系统的设计与实现

在CTCS-2级和CTCS-3级列控车载设备中,司机通过观察和操作人机界面DMI(Driver-Machine Interface)单元监控和调整列车运行状态,但是司机的错误操作、DMI设备故障等均可能导致列控车载设备故障,造成运营晚点。为了对司机的操作和车载设备故障进行复现,需要开发一种可以复现列控车载设备DMI运营过程的系统。首先介绍列控车载设备DMI运营过程复现系统的系统框架和基本原理;其次介绍在DMI运营过程复现系统中DMI日志记录的使用方法;最后介绍车载主机模拟工具的一些关键技术。     

CTCS3-300T列控车载设备的安全设计技术应用

列控车载设备是控制高速列车安全运行的关键设备,需综合使用各种安全设计技术以达到系统高安全性指标。从系统总体设计、测速测距系统设计、软件设计、列车接口设计等方面详细论述了CTCS3-300T型车载设备中使用的安全设计技术。通过这些技术的运用,CTCS3-300T型车载设备达到了SIL4级安全完整度等级,已在武广线、京沪线和哈大线等多条高铁线路中得到了广泛应用。