基于AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台

根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool.CARSTool采用激励—反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路、消息、激励、响应和测试序列等基本元素,具有线路工程数据配置、通信链路配置、站场线路配置、PI Object、仿真系统、列车运行仿真和自动测试序列7个功能模块.以郑西客运专线列控数据为例,采用CARSTool对CTCS-3级列控系统进行仿真测试.测试结果表明:通过规范化语法严格卡控测试步骤,根据CTCS-3级列控系统测试案例库以及激励—反馈信息判断测试项目的执行状态,CARSTool实现了测试计划、执行过程和测试结果的闭环处理;说明CARSTool能够实现CTCS-3级列控系统的自动测试.     

列控车载ATP设备操作培训平台关键技术研究与软件实现

为提高列控车载ATP设备的操作培训质量,考虑培训设备操作反应真实、故障模拟场景丰富、司机视角显示准确等需求,提出一种基于真实列控车载ATP设备应用软件的操作培训平台设计方案。通过运行脚本和软件插桩2种故障注入方式,实现操作培训平台的故障模拟;设计基于PID控制的司机视角同步跟踪显示算法,对司机视角的显示内容进行精准控制,并从视觉显示流畅度和列车位置准确度两方面验证算法的可行性。该培训平台与现场真实设备反应一致,具备模拟多种故障场景、沉浸式操作等优点,可为其他类似培训平台的设计提供参考。     

基于列控工程数据表建立线路拓扑关系的研究

列控工程数据表是列控系统数据配置的重要依据,是地面设备和车载设备工程化的基础性输入。在现有的列控系统数据编制工作中,列控工程数据表是以Excel格式输入的,不易于查找和理解拓扑关系。本文研究了一种以列控工程数据表为基础输入,建立线路拓扑关系的方法,并对线路数据进行图形化展现,提高了数据配置人员的工作效率,也可以帮助列控系统开发和测试人员更直观地了解站场数据。     

基于Creator的铁路线路及信号设备三维建模技术研究

采用虚拟现实仿真技术,针对实现列控设备功能验证和仿真的需求,提出了一套完整的列车运行铁路线路及信号设备的三维建模方法,并利用Creator软件具体实现,同时介绍了Creator软件的Road工具、OpenFlight格式、纹理和特殊节点Switch的使用,以及LOD的设置等.该建模方法能正确验证列控设备的功能特性,为铁路安全行车提供保障.     

列控车载设备的控车核心算法

针对高速列车运行超速安全防护,提出列控车载设备的控车核心算法,总体架构包括动车组制动参数导入、线路数据输入、安全距离预留、模式曲线生成和速度监控处理。算法功能模块划分为制动参数处理、线路数据处理、模式曲线处理和速度监控处理4个模块,其中控车曲线计算公式为列控车载设备控车核心算法关键,分别给出紧急制动曲线、常用制动曲线、紧急制动触发曲线和常用制动触发曲线的计算公式。在真实设备实验室内进行不同线路坡度和线路速度条件下的动车组制动实验,测得列控车载设备模式曲线制动距离,并将其与仿真算法软件计算的距离进行对比验证。结果表明:列控车载设备控车核心算法仿真结果与真实列控车载设备实时监测结果误差率不大于0.08%。将控车核心算法应用于新建铁路客运专线闭塞分区的符合性验证可知,该算法简化了仿真数据配置,减少了测试工作量,有利于缩短检算周期,并能及时反馈闭塞分区符合性检算结果,具有理论和实用价值。     

基于元模型的通用性列控仿真平台基础环境研究

为实现列控仿真系统可重用性、可扩展性及可组合性的目标奠定底层基础,提出将列控系统分为控制器和控制对象,即列车控制策略和列车运行基本环境,在列控仿真系统中将控制器和控制对象分离设计。通过总结不同轨道交通系统运行的共性特征,将线路拓扑结构、列车模型和驾驶模型作为列车运行基础环境的3部分,采用元模型思想形式化描述列车运行基础环境的3部分,设计了基础线路数据库与仿真线路拓扑结构映射的关键算法和列车运行规则。采用高速铁路线路数据实现了列车运行基础环境,结果表明:所做研究在满足列控仿真平台需求的基础上,达到了列控仿真系统平台运行基础环境通用性目标。     

一种新型的GSM-R无线信道仿真机制

在CTCS-3级列控系统中,GSM-R无线通信系统负责承载车地间传输的关键列控数据,其传输能力与CTCS-3列控系统性能紧密相关。借助无线信道仿真机制模拟现场信道特性,分析无线传输性能,是研究GSM-R系统性能的重要手段。然而,在列车行驶过程中,终端移动速度、传播环境都会发生快速变化,无法使用传统电信领域的基于固定速度与场景的信道仿真机制。提出一种新型的GSM-R无线信道仿真机制,通过建立与铁路线路匹配的无线信道模型,并根据列车移动速度信息动态配置仿真输出特性,模拟车载电台在变化场景与运行速度下的传输性能,实现在CTCS-3级列控仿真系统中实时仿真GSM-R信道性能的目的。     

列车运行控制系统故障注入测试方法研究

故障注入测试在对列控系统的功能、安全性验证测试中具有重要作用,通过故障注入测试可以分析列控核心设备对故障-安全的响应行为,以此评价系统功能的设计水平。为解决现有基于仿真的故障注入测试方法可信度不高、通用性较差的问题,以列控设备接口间的通信数据为着眼点,利用铁路信号安全通信协议(RSSP)、借助序列化技术与面向对象编程思想,设计了一种应用于列控系统真实设备的故障注入测试方法。在实验室中利用真实的列控系统环境,通过对典型通信数据错误场景的模拟,完成了对本测试方法的验证。验证结果表明,提出的故障注入测试方法满足故障注入测试的需求,提高了测试结果的可信度,并且在不同的设备接口间具有良好的通用性。     

车站站场室外场景3D联锁仿真软件设计

车站站场室外场景3D联锁仿真软件实现了车站联锁控制过程的三维实时动态复示。该软件的设计采用3D MAX软件对各信号设备建模,采用C#编程语言在Unity3D平台下制作转辙机带动道岔转换、轨道电路光带显示及信号机点灯等动画;通过实时接收计算机联锁仿真软件数据驱动车站站场室外3D设备动作,直观地展示排列进路、模拟走车等车站室外作业和几类故障情况的仿真效果,为车站联锁控制系统的教学或培训服务。     

基于虚实结合的高速铁路信号实训系统设计与应用

为解决高速铁路信号实训教学资源紧缺,而真实设备价格昂贵且维护成本高等问题,设计了一套基于虚实结合的高速铁路信号实训系统。室外为真实的信号设备,室内联锁、列控中心、调度集中系统等采用仿真程序代替,具备真实的工作场景、设备界面,既能利用仿真环境保障学员熟练掌握信号各子系统工作原理、实际操作,又能满足实物设备实训的要求。     

仿真测试管理器在CTCS-3级列控系统仿真测试平台的应用

仿真测试管理器是CTCS-3级仿真测试平台的重要辅助模块,它独立于CTCS-3级列控系统,但在仿真平台中可实现节点监控、数据收集、人工命令自动下达等辅助功能.从仿真测试管理器的仿真前准备及仿真过程控制两大方面对其进行介绍,体现出其在CTCS-3级列控系统仿真测试平台中灵活性及重要性.     

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。     

基于3D技术的转辙机仿真操作平台设计与实现

为解决当前高等院校在铁路信号专业教学中缺乏信号设备进行实物展示的问题,以3D MAX和Unity 3D为开发平台,借助TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议,设计转辙机仿真操作平台,实现车站现实环境仿真及转辙机动作的3D展示,从不同视角展现转辙...     

轨道交通供电系统混合变电站的仿真研究

轨道交通混合变电站仿真系统的建立能够为变电站检修工提供一个有效的培训系统。在建立混合变电站电气设备的三维模型与数学模型基础上,通过模拟车站与列车负载,结合电力调度系统的操作,对变电站进行潮流计算得到各电气设备的电气量,从而模拟实现电气设备的三维浏览及操作,以及供电系统的远控、站控及近控3种控制方式。轨道交通混合变电站仿真系统具有可反复操作、不费材、无危险等特点,对提高培训人员的培训效率能起到重要作用。     

三维虚拟列车的建模及在故障训练中的应用与研究

本文将虚拟现实技术引入城市轨道交通培训领域,着重从列车设备建模、列车设备状态监控、列车故障现象模拟等方面对三维虚拟列车故障训练平台进行研究。利用3ds MAX建模软件设计了三维虚拟列车模型,以Unity3D为应用平台,VC# 2010为编译器实现对三维模型的驱动控制和人机互动。     

京张高铁八达岭长城站防灾疏散救援强化设计

京张高铁八达岭长城站埋深达102 m,具有78个洞室,结构复杂,防灾疏散救援难度极大。为应对八达岭地下站突出的防灾、疏散、救援、指挥等问题,在常规防灾疏散救援设施设备基础上开展了强化设计,在不改变原有防灾救援疏散各系统运营维护体制的前提下,通过在消防控制室设置一套防灾综合监控平台,运用理论研究、数值计算、软件开发等方法,将各类防灾信息进行综合、集中、三维可视化展示;综合监控平台能够针对各种防灾疏散救援相关信息进行综合数据的分析、挖掘,并在平台中植入救援联动控制预案,提升了灾前感知,救灾联动控制,灾后评估分析的能力;建立八达岭长城站的三维仿真演练示范系统,利用BIM/VR等技术进行可视化的3D仿真培训演练。防灾综合监控平台的建设,强化了八达岭长城站的防灾、救灾、减灾能力,为运营安全提供保障。     

基于VR设备的地铁列车故障检修的仿真研究

将沉浸式虚拟现实技术引入城市轨道交通培训领域，着重从列车设备建模、列车沉浸式虚拟现实效果的实现、列车故障检修等方面进行研究。利用3ds MAX建模软件构建了三维虚拟列车模型，以Unity3D为驱动引擎，VC#2017为编译器，外接VR设备实现了对列车检修场景漫游、列车设备故障检修以及相对应的人机交互功能。     

现代有轨电车中乘客行为的仿真研究

有轨电车上乘客行为仿真是研究现代有轨电车模拟器视景及乘客信息系统仿真的重要组成部分。利用3ds MAX建模软件构建了三维虚拟列车模型、人物的三维模型及基本动作,以Unity3D为应用平台,以VC#2017为编译器实现对三维模型的驱动控制,从而实现对人物基本动作的仿真。对有轨电车上乘客的行为仿真,可给现代有轨电车模拟系统提供必要的场景支持,可以广泛应用于对列车驾驶员的培训当中。     

城市轨道交通屏蔽门监控系统的仿真研究

屏蔽门监控系统集屏蔽门、综合后备盘,列车等功能于一体,是地铁车站监控系统的重要组成部分。本文在基于Windows操作系统上,通过VC++编程开发综合后备盘仿真界面。通过3Ds Max、MultiGen Creator构建屏蔽门与列车三维模型,最终通过综合后备盘的开关按钮和信号指示灯来控制和显示屏幕门的开、关状态,实现屏蔽门与综合后备盘的联动。