基于公网的重载铁路列控系统车-地通信技术研究

采用何种车-地通信技术是重载铁路列控系统要解决的关键问题之一。对此问题进行深入全面分析,提出一个基于公网的可满足重载铁路列控系统需求的车-地通信技术方案。该方案采用虚拟专用网络技术结合网络安全技术实现,具有成本低、效率高,易于实施且能充分保证车地间安全可靠通信的的特点。是当前重载铁路列控系统车-地通信的优选方案,并可为重载铁路列控系统深度智能化奠定通信基础。     

普速铁路CTCS-0级列控系统优化方案研究

研究目的:我国普速铁路装备CTCS-0级列控系统,它通过列车运行监控装置(LKJ)结合通用机车信号实现列车超速防护,对于保证行车安全和提高运输效率发挥了重要作用。但是,CTCS-0级列控系统是基于当时的线路状况设计的,已逐渐不能满足我国铁路发展的需要。本文通过分析CTCS-0级列控系统面临的问题及相关的改进方案,结合列控技术的最新进展,提出一种普速铁路CTCS-0级列控系统的优化方案。研究结论:(1)方案维持LKJ存储线路数据的方式,可以减少地面设备改造的工程量;(2) LKJ通过无线通信与地面服务器校核数据版本,保证线路数据的正确性;(3)方案结合应答器和北斗卫星导航系统实现列车定位,避免司机可能的错误操作;(4)本研究成果可为普速铁路列控系统的改造提供一定借鉴。     

沪杭高速铁路C3列控室内仿真系统研究

主要介绍在沪杭高速铁路现场条件暂不具备集成测试的情况下,由沪杭高速铁路四电集成单位对C3列控系统中关键内容先期在实验室进行仿真集成测试,以验证整个列控系统设计方案的有效性、测试列控数据的正确性并同时根据测试结果针对方案进行进一步优化的系统性工作。沪杭C3仿真系统主要通过由列控系统专家评审后的测试案例进行人工和自动测试,根据测试结果形成相应的测试报告和缺陷报告,开发人员通过对应的报告对系统进一步完善的持续性过程。通过在C3实验室对沪杭高速铁路全场景、全线路各阶段的仿真研究和测试,确保了列控系统顺利地克服沪杭高速铁路工期紧张工作量繁重的难题,并对沪杭高速铁路列控系统关键控制技术在实际运用中的稳定性和可靠性提供了重要的技术支撑和保障。     

中国高铁列控定位技术及对北斗卫星定位应用需求

简要介绍目前高速铁路基于定位的各类应用服务,重点阐述既有高铁列控系统的列车定位技术原理,对基于北斗卫星定位应用的下一代列控系统提出应考虑的卫星定位服务质量评价模型和相应的应用保障需求,为卫星定位行业在铁路列控应用方面提供需求发展方向。     

浩吉铁路智能关键技术试验

为推动我国重载铁路智能化发展、支撑浩吉铁路智能货运示范线建设,中国国家铁路集团有限公司在浩吉铁路组织开展了包括三大类七项内容的货运铁路智能关键技术试验。阐述浩吉铁路智能技术试验设计,对试验结果进行综合分析。试验表明,基于LKJ的货运列车辅助驾驶系统和分布式动力机车无线同步操控系统实现了设计功能,并可根据运行计划实时自动调整列车运行速度等级。同时,基于浩吉铁路运输生产数据集,验证了智能综合调度系统调整决策功能、轨道几何和接触网几何病害的智能识别算法、电务设备运维评价方法;获得了铁路真实环境条件下新型大容量无线通信传输技术特性,探索了北斗定位技术在新型列控系统应用的可行性。     

基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统设计与应用

近年来，为保障铁路运输安全，利用北斗高精度定位技术的铁路基础设施位移监测方法得到了广泛研究。文章介绍了北斗高精度监测的原理，详细阐述了基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统的架构、功能和接口设计，并通过现场监测数据对该系统的功能进行了验证，验证结果表明，该系统能够实现毫米级的监测精度，可为铁路基础设施位移监测提供技术支撑。     

重载铁路接触网关键技术方案研究与应用

重载铁路具备牵引质量大、功率高、接触网载流量大等特点,对接触网的系统需求不同于普通铁路,有必要对接触网关键技术方案进行深入研究。通过计算机模拟仿真分析和多方案比选论证,确定接触网导线规格、张力配置、主要零部件选型及电分相形式等关键技术方案。研究成果已经成功应用于山西中南部铁路、张唐铁路等重载线路。针对目前重载铁路接触网零部件规格型式不一,不便于运营维护的现状,建议加强对重载铁路接触网主要装备的统一化、标准化研究,保障运输安全、降低工程投资。     

基于铁路下一代移动通信系统的CTCS-3列控数据传输接口及协议研究

依托中国铁路总公司重大课题"铁路下一代移动通信关键技术研究—铁路下一代移动通信系统铁路专用业务关键技术研究",结合铁路移动通信系统发展现状、列控系统数据传输对移动通信系统的需求,研究提出基于铁路下一代移动通信系统的CTCS-3列控数据传输接口及协议方案,为铁路下一代移动通信及CTCS-3列控系统系统设计、设备研发等提供参考。     

环行铁道试验线下一代列控系统试验方案研究

介绍列车运行控制系统发展状况及下一代列控系统整体架构。根据下一代列控系统特点,依托环行铁道试验线既有线路条件和配套的CTCS-3级列控系统试验设施,建立LTE-R车地无线通信试验环境、基于GNSS/INS的列车组合定位试验环境、基于卫星差分技术的列车完整性检查试验环境、列车追踪和移动闭塞试验环境,最终形成下一代列控系统试验方案,以验证下一代列控系统各关键性能的可靠性。试验方案为下一代列控系统的关键技术研究、实车试验提供理论支撑。     

CTCS-3级列控系统虚拟仿真与网络安全测试平台的设计与实现

为了测试验证网络威胁对高速铁路CTCS-3级列控系统功能的影响,设计实现了高速铁路CTCS-3级列控系统虚拟仿真及网络安全测试平台。该平台采用了软件定义网络、网络功能虚拟化和云计算等技术,并使用主流的网络安全威胁手段对高速铁路CTCS-3级列控仿真系统进行测试验证。     

基于铁路公里标的半实物卫星定位仿真系统设计

针对列车卫星定位技术的研究需求,为实现列控系统中动态铁路公里标与卫星坐标完全对应,开展了半实物卫星定位仿真系统的系统架构和实现原理研究,完成了软件设计,实现了在室内环境下仿真系统的搭建,并通过应用测试验证了系统的功能.测试表明,在室内环境下模拟的卫星动态信号与实际线路一致,具有延时短和误差小的特点,可为利用BDS/GPS进行列车定位的技术研究提供试验环境.     

基于仿真平台的列控系统自动测试研究

CTCS-3级列控系统仿真测试是一项非常耗时的工程,恰当的测试方法可以最大限度地提高测试效率,并尽快找到解决问题的对策。在建设国家高速列控系统实验室基础上,提出基于仿真平台的列控系统自动测试方案,通过列控系统功能测试中案例判断与故障诊断的专家系统,给出测试案例执行结果及分类、测试案例故障原因及对策。     

基于通信的列车控制系统(CBTC)测试方法研究与设计

系统集成测试是列控系统生命周期中的重要阶段,作为系统验证的最直接有效手段,系统集成测试质量决定了列控系统的研发效果,进而影响系统产品的质量安全水平。基于通信的列车控制系统(CBTC)是当今城轨交通领域占主导地位的列控系统,以CBTC系统需求和方案为出发点,研究CBTC系统仿真测试的特点,分析仿真测试环境的针对性需求和方案特色,提出CBTC系统集成测试理论体系,并结合仿真环境,具体介绍测试案例的设计策略。     

高速铁路既有ATP实现自动驾驶的技术方案研究

随着我国经济的快速发展,高速铁路的运输能力要求不断提高。为解决目前我国高速铁路装备CTCS-2/3级列控系统的动车组列车运行仍由司机人工驾驶操作,存在司机工作强度大、准点运行和停车定位对司机的驾驶经验要求高以及未考虑列车节能降耗需求等问题;基于高速铁路CTCS-2/3级列控系统和ATO方案的基础,利用计算机仿真技术和智能控制方法,提出高速铁路既有ATP实现自动驾驶的技术方案,并对高速铁路车载ATO系统扩展单元的关键技术进行重点设计。系统仿真测试和现场试验结果表明,该方案可满足高速铁路列控系统的自动驾驶功能需求,可为我国高速铁路自动驾驶的实现提供参考。     

基于CTCS-3级列控系统的高速铁路移动闭塞实现

随着我国经济的快速发展,高速铁路的运输能力要求不断提高。目前我国高速铁路装备CTCS-2/3级列控系统,采用准移动闭塞方式。CTCS-4级列控系统取消轨道电路,通过地面和车载设备共同完成列车定位,能够实现移动闭塞,进一步缩短行车间隔。但是,我国高速铁路一直基于轨道电路实现列车占用检查,干线铁路也未有取消轨道电路的列控系统运用。通过分析现阶段CTCS-4级列控系统面临的问题,提出一种基于CTCS-3级列控系统的高速铁路移动闭塞实现方案,并阐述该方案的系统总体结构和基本工作原理。方案中列控地面子系统综合利用列车位置报告和轨道电路信息,保证了移动闭塞的运输效率。同时给出了一种移动闭塞方式下行车许可的计算方法,并通过建模和运营场景进行验证,为我国高速铁路移动闭塞的实现提供参考。     

北斗星基增强系统列车定位应用研究

从北斗卫星导航系统发展的新趋势出发,结合卫星导航系统在我国现有铁路系统的应用现状,模拟选取北京至拉萨铁路沿线20个测量参考点,进行定位精度的仿真测试;验证了北斗星基增强系统在列车定位应用的可行性,进而提出了将北斗星基增强系统应用于铁路系统,为星基增强系统在我国铁路系统中的应用提供了可行性方案。     

CTCS－3级列控系统测试案例生成方法的研究

CTCS-3级列控系统是保障铁路行车安全、提高运输效率的重要设备,上道运用前必须在实验室和现场分别进行功能测试,建立CTCS-3级列控系统测试案例库对CTCS-3级列控系统的功能测试具有非常重要的意义。分析了系统需求规范、功能特征和测试案例之间的关系,研究了从系统需求规范和总体技术方案提取功能特征的方法和测试案例的生成方法。     

高速铁路CTCS-3级系统功能测试必要性研究

高速铁路CTCS-3级列控系统测试包括软件白盒测试(含静态测试、单元测试、集成测试)、产品功能测试和系统功能测试等阶段。目前,软件白盒测试、产品功能测试等方法已经广泛应用,但实践中通过了这些测试方法的CTCS-3级列控系统设备仍然存在一些问题。系统功能测试采用基于C3半实物仿真测试平台,验证CTCS-3级列控系统中的核心设备满足技术条件、系统需求和总体技术方案的功能要求。通过分析系统功能测试的内容和测试平台,根据实践中发现的各种场景、问题,分析系统功能测试的特点,研究高速铁路CTCS-3级系统功能测试必要性。     

市域(郊)铁路列控系统功能需求与构想

市域(郊)铁路可以缩短城市时空距离，引导中心城区人员疏散，缓解中心城区交通压力。本文基于列控系统技术研究成果，阐述市域(郊)铁路列控系统功能需求，提出一种新型列控系统技术方案(STCS)。该方案融合了国铁CTCS和城市轨道交通ATC技术体系，由网络化调度系统、列控及临时限速、增强型联锁、增强型车载控制VOBC、DCS、应答器/LEU、监测等系统组成。VOBC可依据实际采取融合车载或独立配置双套车载方案，具有可跨线灵活运营高效、交路车站自动折返、互联互通、节省土建投资等特点，可供市域铁路列控系统方案参考。     

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。