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。     

基于DMI的列控车载设备运用过程复现系统关键技术研究

在列控车载设备运用过程中,通过人机界面(DMI)单元以便于理解的方式引导司机完成控制操作,进行列车速度监控。在实际的运营过程中,由于列控车载设备故障、司机操作等原因可能对运营造成影响,为了对运营过程进行分析,需要一种可以复现列控车载设备运用过程的系统。首先介绍基于DMI的列控车载设备运用过程复现系统框架和基本原理;其次介绍将DMI发送给列控车载设备主机的消息还原成正确的司机操作的关键技术,最后对司机操作进行分类,并给出模拟各类司机操作的方法。     

CTCS-3级列控车载人机界面的系统设计与实现

在CTCS-3级列控系统中,人机界面(Driver Machine Interface,DMI)实时接收车载设备的列车位置、速度等信息,并以图像、文字等形式显示在界面上。同时,DMI将司机操作DMI产生的按键信息传递给车载设备,以调整列车的运行状态。介绍人机界面的主要功能、软件结构和部分关键技术,对设计和实现人机界面具有指导作用。     

降低CRH380BL动车组车载300T设备继电器故障

正CTCS-300T型列控车载设备能够监控列车运行,实现超速防护、人机界面等功能,是保证列车安全运营的关键设备。因此,保证列控车载设备的稳定运行,是保证动车组安全运行的关键要素,也是我们工作的重中之重。300T车载设备中继电器是车载设备和车辆的接口单元,用于列车超速时常用制动输出、紧急制动输出、切除牵引等等功能的实现,对于行车安全的保障至关重要。目前300T设备继电器故障发生比较多,运行途中若发生继电器     

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。     

上海动车段试验线列控车载设备测试系统

主要介绍上海动车段试验线车载设备测试系统的功能、系统组成、控制原理及主要控制流程,举例介绍测试场景及测试方法,系统满足CTCS-2级列控系统车载设备动态测试功能需求,预留CTCS-3级列控系统车载设备动态测试条件。     

CTCS-2至CTCS-3等级转换的研究及仿真

分析CTCS-2级转换至CTCS-3级的具体流程以及转换过程中的车地信息交互。以西南交通大学CTCS-3级列控系统仿真平台为研究对象,针对该系统CTCS-2级至CTCS-3级等级转换的功能空缺,在车载子系统中增加等级转换控制模块,完善地面子系统相关功能,并对CTCS-2级至CTCS-3级的等级转换功能进行仿真测试。结果表明,该平台能够正确地完成CTCS-2级至CTCS-3级的等级转换,实现等级转换过程中超速防护功能及司机提示功能,并对等级转换过程中车地仿真消息进行实时记录和显示。     

CTCS-3级车载系统双系无扰动切换的可行性研究

为了增强CTCS-3级列车控制系统ATP车载设备的可靠性,在分析车载设备的外部接口与内部功能的基础上,结合时序状态机的相关理论分析,提出一种能够使得CTCS-3级列车控制系统ATP车载设备主备系无扰动切换的指导方法。针对该方法,结合相关功能点,进行分析,得出该方法的可行性,此研究成果对指导双系无扰动切换具有较大的实用价值。     

GSM-R车载无线传输模块RTM的设计与实现

CTCS-3级列控系统通过GSM-R无线网络实现列车与地面无线闭塞中心(RBC)之间的双向信息传输,还具备CTCS-2级列车运行控制功能.CTCS-3级列控系统的GSM-R系统设计要求实现GSM-R车载网络接入终端设备,该设备应满足列车在350 ～ 400 km/h运行时速下,最高9600 bit/s的列车安全数据与地面RBC间的实时双向传输[1],同时要求数据传输链路实现无缝连接,数据传输安全、可靠、实时.     

既有CTCS-2高速铁路实现自动驾驶关键技术研究

为解决既有CTCS-2级高速铁路列车运行仍由司机人工驾驶操作的问题,高速列车自动驾驶技术应用是我国高速铁路列控系统发展的必然趋势。2016年,CTCS2+ATO系统在珠三角莞惠及广佛肇城际铁路上投入运营,成功实现了世界上首次将自动驾驶技术运用到200 km/h城际铁路。基于CTCS-2级列控系统的基础对CTCS2+ATO的技术路线、技术方案、ATO系统关键技术、系统测试和应用情况进行深入研究,并重点阐述车载ATO系统架构、ATO速度控制流程、自动驾驶控制模型、运行计划实时调整模型、列车定位技术、车地无线通信技术和车门/站台门联控技术等,研究成果对高速铁路广泛应用CTCS2+ATO列控系统,具有较好的参考价值。     

单线铁路CTCS-2级列控系统设计应用研究

CTCS-2级列控系统主要应用于双线铁路,在单线铁路中尚无工程应用先例,为解决单线铁路CTCS-2级列控系统应用存在的问题,在符合现行规范、不修改列控车载设备的前提下提出CTCS-2级列控系统总体方案。通过单线铁路与双线铁路的差异性对比分析,结合CTCS-2级列控系统功能需求,对闭塞方式、轨道电路配置、应答器设置、临时限速管理等特殊技术问题进行了研究并提出了解决方案。研究表明:CTCS-2级列控系统应用于时速200～250 km单线铁路能够实现列车高速安全运行。     

基于IECP的CTCS-3列控车载TSM曲线完备性测试用例集生成方法研究

作为CTCS-3级列控系统的核心安全功能,速度-距离模式曲线具有参数输入域规模大、故障模式复杂等特点,如何完备地测试列控车载设备速度-距离监控曲线功能异常困难。提出了一种基于输入等价类划分测试理论的CTCS-3级列控车载目标速度监控曲线完备性测试用例生成方法。首先,结合CTCS-3级列控系统需求规范,建立了满足司机制动优先和设备制动优先两种不同制动优先级情况下的TSM有限状态机模型,并利用反应式状态迁移系统的形式化语义,描述了不同输入情况下模型的内部状态迁移过程。其次,利用I/O等价原理和等价类划分理论,得到了两种不同制动优先情况下的输入等价类划分。在此基础上,通过引入了被测系统的故障模型和故障域范围,采用W-method测试用例集生成方法,在满足模型故障域的条件下,最终得到两种不同制动优先的目标速度监控曲线模型完备测试集。设备制动优先情况生成的测试用例数量高于司机制动优先约33.3%,且所需测试时间和内存消耗更多。     

列控数据完备性建模方法研究

列控数据作为列车运行控制的基础,是列控系统的中枢神经,其完备性直接关系到列车运行安全.列控数据完备性能够保证列车安全控制数据的完整性、正确性、有序性、实时性、有序性和兼容性.本文以CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间的等级转换以及典型的设备故障导致降级场景为例,利用随机Petri网建立列控数据完备性模型,重点研究了列控数据完备性的完整性、实时性和兼容性方面的问题,最后提出了用模型完成的成功率以及系统平均延时时间分析列控数据完备性的方法.     

CTCS-2列车运行控制系统问题

简要介绍CTCS-2级列车运行控制系统的若干问题,分析一些常见的故障,针对这些问题提出相应的解决方案和改善措施。主要阐述临时限速问题、ATP车载设备问题以及常见的列控系统地面设备故障,概述常见接口故障。     

我国铁路CTCS-3级列控系统的分析与研究

CTCS-3级列控系统是我国通过自主创新建成的具有自主知识产权的列车运行控制系统,凝结了我国铁道部、高校、科研院所和骨干企业群策群力的智慧结晶。通过对国外列车控制系统发展现状及我国列控系统发展历程的介绍,阐述了我国CTCS-3级列控系统研究的必要性及技术方向的选择;说明了我国CTCS-3级列控系统的技术特点;同时还对CTCS-3级列控系统结构及主要设备的功能作了简要介绍,并总结了系统研发的主要创新成果。     

基于CTCS-3级列车控制场景下的CTC仿真系统研究与设计

基于CTCS-3列车控制系统,研究高速铁路列车运行调度与控制流程,设计分散自律调度集中(CTC)仿真系统。完成系统整体架构和网络通信接口的设计,实现与无线闭塞中心(RBC)、计算机联锁(CBI)、列车控制中心(TCC)等模拟系统的信息交互。设计行车计划下达、进路自动控制、设备远程监控、临时限速下达与取消等仿真功能,以进路控制和临时限速设置为例对仿真结果进行展示。CTC仿真系统为列车控制仿真系统提供了行车指挥功能,对与铁路调度相关的教学培训具有一定的实用价值。     

列控工程数据自动审核的研究与实现

列控工程数据表（以下简称列控数据表）所提供的数据作为CTCS-2级和CTCS-3级列控系统配置数据的基础,其正确性直接影响整个列控系统的安全性,因此,列控数据的审核工作非常重要。近年来,随着我国高速铁路事业的迅速发展,列控数据的审核工作也随之变得更加繁重和艰巨。本文在分析现有列控数据审核技术的基础上,开发和设计出一种对列控数据的自动审核工具。     

基于运营场景的CTCS-3级列控系统功能需求分析

为了满足我国高速铁路的运营要求,通过自主创新形成了一套完整的基于无线闭塞技术的中国列车运行控制系统CTCS-3级规范。从CTCS-3级列控系统运营场景的角度,对CTCS-3级列控系统的功能需求进行分析,包括列车注册与注销、等级转换、行车许可、调车、紧急情况处理、临时限速、RBC切换等。     

ATP系统数据记录器应用

主要介绍了德黑兰地铁12号线的ATP系统,它能够控制司机对列车的操作,具有故障-安全特性。该系统是ATC(Automatic Train Control)系统的子系统,用于保障行车安全,避免行车事故的发生。当司机不遵守列车运行指令而盲目驾驶的时候,ATP系统能够向司机报警并自动开启制动,降低列车行驶速度。重点介绍德黑兰地铁12号线ATP系统的安装、调试运行情况。目前德黑兰地铁的车载ATP还没有安装数据记录系统,主要对此进行了探讨并提出了相关解决方案。     

CTCS-3级列控系统车-地无线通信端到端通信安全增强技术的研究

为实现与CTCS-3级列控系统相关的安全信息在GSM-R系统中安全、可靠地传输,提出车-地无线通信端到端通信安全增强解决方案。该方案改进CTCS-3级列控系统的数据通信安全功能,可根据用户安全需求的不同等级,实现通信系统双向认证,或通过可信任认证中心使车载移动终端和地面无线闭塞中心（RBC）之间实现端到端认证。通过收发方的数字签名以及签名验证来提供信令完整性保护机制,防止信令被有效破坏。给出灵活的端到端信息加密解决方案,防止信息泄露、窃听,并阻止恶意入侵和干扰,使整个通信通道都得到安全保护。