基于移动闭塞时空占用带模型的高速列车追踪运行优化

针对移动闭塞系统下高速列车站间追踪优化问题,根据固定闭塞系统的闭塞时间阶梯模型,建立移动闭塞的时空占用带优化模型.首先将列车站间运行过程进行分解,获取影响列车区间运行过程8个阶段的4个关键速度(出站咽喉速度、站间巡航速度、惰行末速度、进站咽喉速度).然后根据列车车站发车追踪间隔、列车区间追踪间隔和列车车站到达追踪间隔三...     

运行干扰条件下的列车追踪运行仿真

我国铁路长期处于运输能力供需矛盾紧张的局面,优化列车运行、充分利用我国铁路能力,是我国铁路运输组织优化需要重点解决的难题.研究当列车运行受到干扰后,对后行追踪列车运行建立运行模型和算法,并对列车的运行进行仿真,为路网列车在非正常情况下的列车运行控制提供指导.     

基于着色Petri网的下一代列控系统虚拟闭塞技术仿真分析研究

采用虚拟化的逻辑区段代替实际的轨道占用检测设备划分轨道区段,这对自然环境恶劣、维修维护工作困难的高寒铁路具有重要意义。针对下一代列控系统的特点,对其虚拟闭塞技术展开研究。分析了虚拟闭塞条件下,列车占用检查功能以及车地通信故障情况下,区间安全防护功能的逻辑实现。根据对虚拟闭塞技术的研究,以车地通信故障情况下,区间虚拟区段的封锁设置为例,采用着色Petri网的基本概念,利用CPN Tools建模仿真工具,对封锁功能进行建模仿真分析。根据验证结果,对所建模型进行分析修正,确保模型逻辑功能的正确性。     

高速列车操纵运行的数值仿真

根据世界各国发展高速列车的经验和中国京浪高速试验列车预研究的进展，应用先进的数值仿真方法，深入详细地开展高速列车操纵运行的研究。以京沪试验列车运行的可行性方案为基础，建立了京沪高速线路库、高速列车机车车辆数据库和高速列车制动系统的数学模型，研制了高速列车操纵运行的数值仿真程序，对京沪高速试验列车操纵运行的关键技术问题进行了较全面的分析和研究。同时还对京沪高速列车进行了不同牵引重量、不同运行速度和不同停车方式的操纵运行的数值仿真。比较了京沪高速列车不同运行方案的运行时分、制动距离和能量消耗。研制的数值仿真程序的实用性和可靠性在近年来的各次重大提速和高速试验中得到反复验证。     

基于移动闭塞的列车自动运行仿真

介绍ATO系统功能作用及节能操纵方案,移动闭塞原理,以及列车在自动驾驶过程中所需要的运动方程.通过对相应公式的分析,将其应用在ATO系统中,采用节能操纵方案,计算出ATO系统在移动闭塞条件下的加速度,速度,并确保列车在安全、经济的条件下运行.     

基于HTCPN的列车追踪车地通信过程建模研究

为了对高速铁路移动闭塞系统(Moving Automatic System,简称MAS)进行更加精确的仿真,利用CPN Tools建立高速铁路列车追踪运行车地通信过程的CPN模型,应用CPN ML语言模拟无线通信模型中数据包的丢包现象;引入时间标志对模型中数据传输的时间特性进行分析。仿真过程中为模型各个控制环节定义数据采集监控器,连续仿真3次分析追踪运行车地通信信息传输的时间特性。结果表明:该分析方法可以得到准确的性能分析报告,仿真结果对高速铁路中MAS系统开发阶段的形式化验证具有一定的借鉴意义。     

列车区间运行仿真分析及建模

在教学实验类铁路运输模拟系统中,需要对列车区间运行以及车站接发车过程进行仿真.本文针对列车区间运行过程进行仿真建模,该模型描述了列车、线路和信号系统的属性、行为特性以及它们之间的交互关系.实际应用表明,该模型可较好地刻画列车在区间的运行过程.     

面向节能的高速列车追踪控制方案研究

提出一种基于改进人工蜂群算法的高速列车节能优化方法.通过对高速列车进行受力分析,以牵引计算理论中的运动学方程为支撑,结合列车属性和线路条件建立以列车运行能耗最小的数学模型.决策变量为列车工况以及相对应的工况改变点.针对模型设计基于交叉操作的全局人工蜂群算法,并设计了简单遗传算法作为比较.在此基础上,以前车对后车的限速作...     

面向对象Petri子网的列车群运行系统模型

基于列车群行为建模所出现的列车并发性的智能性表述，面向不同的控制和决策问题，多层次性问题的处理，构成系统的各子系统独立性表示，面向不同分析问题系统混合属性的如何处理，以及影响列车群运行的各种不确定性因素的处理等主要问题，定义了一类对象Petri网，并利用所定义的Petri网建立了列车运行系统中的信号灯，区段，车站和列车的对象Petri子网模型，各对象子网分为内／外两部分结构，对象的内部数据属性和操作均由内部结构来表示，对象子网之间的联系是用消息传递来完成，这很好地表现了对象的封装性和对象子网的结构一致性，基于子网所构建的模型（TGOSOPS）相对于已建模型（TOPNO）所表述的内容更丰富，具有结构性，可扩展性，层次性更优良的特点，模型适用于分布式行车指挥系统，便于智能控制的实施并具有很好的开放性和可控性，模型可构成研究一类智能混合系统建模及分析理论的实验平台。     

不同闭塞方式下城轨列车追踪运行过程及其仿真系统的研究

介绍了城市轨道交通不同信号闭塞方式及其追踪列车间隔时间的计算方法,建立了多列车追踪运行的仿真系统,并进行了算例的设计。在算例中,通过对两列车在固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞方式下的追踪运行模拟,分析了不同闭塞方式下列车追踪运行的效果,同时利用仿真系统对最小追踪列车间隔时间进行了验算,并得出相同发车间隔情况下不同信号闭塞方式的列车追踪运行结果以及三种闭塞方式条件下最小追踪列车间隔时间的计算结果。该系统可以为科研、设计人员进行城市轨道交通列车安全间隔及通过能力等方面的研究提供便利条件。     

基于有色Petri网的RBC行车许可生成建模与仿真

CTCS-3级列控系统行车许可是保证高速列车安全运行的关键信息,及时准确地为辖区内列车计算和发送行车许可是RBC(无线闭塞中心)子系统的主要功能之一。在分析CTCS-3级列控系统不同运营场景下行车许可生成机制的基础上,采用层次化描述思想,建立基于CPN(有色Petri网)的RBC行车许可生成模型,并运用动态仿真和状态空间分析工具对模型进行了仿真分析。结果表明,所建模型能够满足不同运营场景下计算行车许可的要求,无死锁,并具有活性、回归性和公平性,为分析列控系统性能提供了很好的试验平台。     

基于模糊时间Petri网的列车运行时间不确定性问题的处理

定义一种应用于铁路列车运行系统的模糊时间Petri网；针对列车运行时间存在的不确定性，该Petri网引入了4个模糊集理论函数：模糊时间片、模糊使能时间、模糊发生时间和模糊延迟，来处理时间的不确定性问题；能够对列车运行过程中的时间不确定性问题进行定量分析，可以有效应用于列车交会、列车终到时间、列车运行计划调整的分析等；其相对于已有的方法具有精确分析、计算简单、简化系统、便于系统集成的特点。     

列车运行监控联机仿真系统研究

研究了用于模拟列车操纵与运行、模拟列车运行监控系统工作、为车载监控系统离线试验提供列车运行模拟环境等功能的计算机仿真系统,该系统采用面向对象方法和模块化设计,具有良好的可扩展性,可为列车运行监控理论、方法和系统研究提供一个通用的开放式数字化实验平台。     

基于有色Petri网的CTCS-3级列控系统RBC切换的建模与形式化分析

在CTCS-3级列控系统中,车载设备在执行RBC切换过程中所用时间的长短和切换成功概率的大小,严重影响着列车的运行效率。本文利用有色Petri网对车载设备进行RBC切换的两种方式分别建模,模型中引入GSM-R故障模型和非周期消息模型,模拟在GSM-R网络中消息的传输过程和重发机制。研究结果表明:基于两部车载电台的RBC切换方式比基于一部车载电台的RBC切换方式所用时间更少,效率更高。列车速度、消息重发时间间隔都会影响列车执行RBC切换的时间。消息重发时间间隔和RBC重叠范围又会影响车载设备进行RBC切换的成功概率。     

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。     

行车安全综合监控系统的时序Petri网描述及验证

行车安全综合监控系统规模大,复杂程度高,且具有不确定性。研究有效的形式化分析和验证方法对系统测试和可行性分析等方面具有重要意义。本文基于时序Petri网,提出了相应的分析和验证方法。然后,以系统中数据处理和传输过程的公平性、及时性和可靠性等问题为例,进行建模、分析和验证,从而说明本方法的有效性。     

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。     

高速列车与桥上板式轨道动力学仿真分析

运用轮轨关系,建立高速列车—板式轨道—桥梁系统空间耦合动力学模型。运用列车—线路—桥梁动力学仿真通用软件TTBSIM,分析高速列车以不同速度通过桥梁时,机车车辆、板式轨道及桥梁的动力特性。结果表明,桥上板式轨道能够保证行车的安全性、舒适性和桥梁结构的安全性。     

高速列车突入隧道时的三维非定常流的数值模拟

给出高速列车突入隧道形成压力波的三维粘性流场数值模拟过程,控制方程三维粘性、可压缩、不等熵、非定常流的Navier Stokes方程。空间离散采用中心有限体积法格式,时间采用预处理二阶精度多步后差分格式进行离散,对列车与隧道之间的相对运动采用滑动网格技术。真实地描述列车进入隧道所形成压缩波的过程。计算结果与国内外的试验结果相符。计算结果表明:隧道内的压缩波呈现三维特性;同一断面上的压力变化的差异性与列车的运行方式有关。