城市轨道交通列车运行控制系统仿真分析与研究

列车运行控制系统保障着城市轨道交通网络的安全与效率,为了提高列车运行控制系统的设计效率,需要采用计算机辅助设计软件进行仿真分析.介绍了一种城市轨道交通列车运行控制系统仿真平台.该平台可以在多种信号系统制式下针对不同的车型及轨道线路进行牵引计算、闭塞设计和线路运行能力分析,并具有对仿真结果进行人工调整的功能.运用所设计的仿真平台,在双红灯固定闭塞制式下对某城市轨道交通线路进行了仿真分析,验证了仿真平台的有效性.     

列车运行仿真培训软件通用开发平台的设计与实现

通过对不同制式ATS(列车自动监控)系统的研究,提出了列车运行仿真培训软件通用开发平台的设计与实现方法.该方法研究各种ATS系统的共性和差异,实现了快速开发各种制式的列车运行仿真培训软件的方法.     

基于卫星导航的列车运行轨迹仿真平台

受研发环境的限制,基于卫星导航的列车定位系统在研发阶段无法接收真实的卫星导航数据,需要搭建仿真平台模拟列车运行场景,生成由卫星导航模拟数据形成的列车运行轨迹.研究了列车运行轨迹仿真平台的总体架构及其工作原理;介绍了仿真平台的功能实现及其特点.可为其他基于卫星导航的列控系统仿真平台的开发提供参考.     

基于GIS的列车运行仿真系统研究

为了真实反映列车运行过程中列车以及相关信号设备状态,描述列车所处地理位置信息,利用仿真技术建立仿真模型,并基于GIS技术建立铁路线路及车站基础地理信息数据,在此基础上进行列车运行仿真.本系统对于检测列车在运行图下运行的可行性和安全性、测试方案的合理性以及新线建设具有重要意义.     

大规模列车运行过程仿真的研究

为了实现大规模列车运行过程的仿真,分析列车运行过程的特点,并针对仿真大规模的特征进行仿真模块分解,确定模块内的要素、模块间的主要信息交互.在此基础上,采用分布式的架构,进行设计和实现.     

区间列车运行分布式仿真方法研究

探讨区间列车运行分布式仿真系统的构建方法,描述区间列车的运行动态,提出区间列车运行仿真系统分布式结构和模型,能满足区间列车运行仿真应用需求.     

京沪高速铁路列车运行仿真实验系统研究

根据我国拟建的京沪高速铁路及已定的技术参数，建立了京沪高速铁路仿真实验系统，为高速铁路运输组织方法和运营参数的模拟研究提供了条件。     

CTCS 3级车载设备仿真测试平台的研究

基于我国铁路发展需求,铁路部门提出发展适于我国国情的CTCS(列车运行控制系统)的策略.CTCS 3级仿真系统中车载设备主要由9个模块组成,其中包括核心模块、人机接口(MMI)、无线传输模块(RTM)、应答器传输模块(BTM)、输出模块、输入模块、测速模块、运行管理记录单元和设备维护记录单元.车载设备与其外部的列车运行仿真器、RBC(无线闭塞中心)、应答器等构成完整的CTCS3级仿真测试平台.以C++ Builder 6.0为开发平台设计和实现CTCS 3级车载设备核心功能,其中包括最严格速度曲线和动态速度曲线的计算、列车动态速度监督等功能.     

CTCS-3级列车运行控制系统综合测试平台研究

在分析ETCS测试规范及互联互通测试的基础上，重点介绍了CTCS-3级列车运行控制系统综合测试平台的功能需求、总体结构、设备配置等内容。该平台的建立可以为关键技术研究及系统设备集成，提供良好的辅助设计、集成调试及验证测试环境。     

轨道交通列车运行延误仿真系统研究

简述了轨道交通列车运行延误仿真系统的基本框架结构;对列车延误模拟分析和运行模拟两个主要模块的模型建立、结构设计、功能实现及算法结构进行了描述.对列车延误仿真的评价指标进行了说明.系统可根据基础设施特点、列车运行组织方案、列车运行图以及列车运行延误的影响等,进行运行组织方案的可靠性、适应性及预期效果的定量分析和评价.     

CTCS-3级列控系统仿真试验平台的研究

阐述了CTCS-3级列控系统仿真试验平台的构成、主要测试内容及工作流程,并通过具体的测试实例对试验平台进行了优缺点评价,同时对其前景进行了展望。     

基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统

由实物模型子系统、控制子系统和智能调度子系统搭建基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统。采用实物微缩模型与抽象模型相结合的方法,构建列车运行控制过程的半实物仿真环境及仿真算法;基于DxdcNet/LocoNet通信协议,定义用于各子系统间数据交互的数据格式及通信协议;采用C#编程语言编制相关系统软件。对以京津城际铁路为背景搭建的基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统进行测试,结果表明:可以直观地仿真三显示、四显示和准移动闭塞模式下的列车运行全过程,在1h内完成全日运行图的行车组织过程演练并获取相关数据,为列车运行计划的编制和安全实施提供科学依据。该系统已投入实际使用,并在调度指挥教学、运行图动态性能检测等方面均取得了良好效果。     

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.     

基于Multi-Agent的列控系统复杂运营场景建模与仿真方法研究

针对高铁列控系统的并发性、混成性、交互性等特点,基于列控系统技术规范,结合Multi-Agent理论、Prometheus建模方法以及仿真技术,提出基于Multi-Agent的高铁列控系统复杂运营场景建模与仿真方法。最后,以CTCS-3级列控系统的RBC切换场景为例,构建基于Multi-Agent的RBC切换场景模型,并利用Multi-Agent仿真工具对模型进行仿真。仿真结果表明,该方法能够满足列控系统并发、混成、交互的复杂特性,可为列控系统复杂运营场景建模仿真与安全分析提供技术支撑。     

Creator/Vega及其在列车运行视景仿真系统中的应用

视景仿真是虚拟现实的重要组成部分。介绍了开发所需要的软件Creator和Vega，结合列车运行视景仿真的实例说明了利用Creator和Vega软件创建实时仿真程序的过程。仿真结果表明，基于Creator／Vega的列车运行视景仿真系统取得了很好的效果。     

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.     

基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台

为了检算铁路客运专线闭塞分区长度与列控系统的符合性,设计基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台。采用HTML,CSS,JavaScript,Vue.js,Node.js和Koa等Web技术进行开发,使用MySQL作为后端数据库,构建B/S架构应用平台,包括基础数据处理、列车运行仿真、列车追踪间隔时间计算、闭塞分区检算和统计分析5个功能模块。其中,列车运行仿真模块为牵引计算平台的核心,由线路信息、列车动力学模型、列控车载设备制动曲线算法和速度控制组成;列控车载设备制动曲线算法具备列车超速防护功能,根据移动授权和列车速度距离信息生成允许速度和制动指令,实现列车运行仿真的闭环处理。选取京沪高速铁路列控工程数据和CRH3A型动车组参数进行列车牵引计算,得到高速铁路列车追踪间隔时间,验证闭塞分区设计长度满足列控车载设备制动距离要求。结果表明:该平台可用于闭塞分区长度符合性检算,从而验证闭塞分区设计与列控系统的匹配性。     

基于对象Petri子网模型的列车群分布式仿真

为提高效率,增强真实度和可信度,采用分布式仿真解决列车群行为的分析和验证问题,并基于列车群的对象Petri子网模型(TGOSOPS)实施分布式仿真系统。针对模型到仿真系统的逻辑映射、运行中的动态关联以及依靠模型处理仿真冲突和时间协调等问题,提出由终端上的列车仿真应用模块和服务器上的全局控制模块构成分布式仿真系统框架,并对TGOSOPS按照功能进行划分,使其和分布式框架有机结合和映射。根据系统结构,结合动态离散事件系统的仿真思想,明确系统中各类实体和事件间的逻辑关系,采用定时与主动对象(主动成分)扫描相结合的方法,建立分布式仿真策略,包括客户端和服务器端两部分,从而实现模型到系统的动态关联,并采用空消息算法消除策略死锁。采用一个统一的全局时钟来调整局部时钟的时间周期,以实现分布时钟的协调。路网图、运行图、模型库和各种信息库等都以全局数据库的形式存储在服务器上,在仿真过程中,根据实验推进的需要可以随时从服务器上读入所需信息和数据。     

列车司机驾驶仿真子系统的设计与实现

列车司机驾驶仿真子系统是构建完备的列控仿真系统与功能测试环境的基础部分,该子系统有助于提高整个仿真与测试系统的真实性和可操作性.本文针对司机驾驶仿真子系统,从功能需求、列车速度模型建立、软件仿真等方面对该子系统进行分析,引入AV8R-01型摇杆及SST辅助编程技术,利用Visual Studi0 2010编程环境实现了该子系统.本文利用较低成本的硬件平台辅以软件界面代替传统的驾驶实物平台,在CTCS仿真测试与司机培训等仿真平台搭建过程中既节省了成本,又能够起到驾驶仿真的作用.