基于单网交织网络的GSM-R基站间距分析

通过分析单网交织情况下,基站子系统上下行链路匹配及切换频率与CTCS-3要求的传输干扰时间TTI间的关系,找出工程应用领域合理的基站间距,满足CTCS-3列控系统要求.     

CTCS-3列车控制系统数据融合方法研究

数据融合是提高列车控制数据完备性和保证列车安全的重要方法,CTCS-3列控系统已在传感器层面进行了局部数据融合。本文在分析列控系统技术规范、CTCS-3列控系统结构及工作原理的基础上,提出一种CTCS-3列控系统决策层数据融合方法,分析融合的可行性并建立实现该方法的模型。该方法通过CTCS-3列控系统C3控制单元与C2控制单元之间进行列控信息交换,实现行车许可、线路描述信息、临时限速等核心列控数据的数据融合。融合后的列控数据更可信、准确、可靠。使用融合后的列控数据计算列车允许速度和生成监控曲线,使列车控制的安全性更高。     

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。     

GSM-R通信切换事件对CTCS-3级转CTCS-2级列控的影响

着重阐述GSM-R通信网络的切换事件对列车CTCS-3模式控车转CTCS-2模式控车的影响,分析切换失败的原因,并提出一些网络优化措施,减少直至杜绝因切换失败而导致列车CTCS-3模式转CTCS-2模式的发生,加强行车安全。     

CTC测试平台结构分析与设计

CTC系统主要负责将阶段计划自动转化为进路命令发送给车站联锁系统来实现对列车的调度,是CTCS-3级列控系统的重要组成部分.本文主要给出了CTC系统在测试环境下的平台设计方案,以及对此平台的具体搭建过程研究.服务器及自律机的设计采用稳定性好且安全性高的Linux系统.最后还提出了2种关于CTC系统整体校时的方法.结果表明该方案在保证安全的前提条件下使系统能够更为快捷高效的完成功能测试.     

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。     

基于监测数据的ATP车载电台健康状态评估算法研究

在列车运行过程中，ATP车载电台运用不稳定会引起车地无线通信超时，导致CTCS-3级列控系统降级，影响列车运行效率。针对此类问题，通过研究电台多种常见故障及特征，设计一套用于ATP车载电台健康状态评估的算法。以接口监测数据、基站空口监测数据和车载空口监测数据为基础，通过学习与迭代，建立表征电台健康状态的模型作为评分基准；通过对比电台相关特征值与模型基准值，对各个电台进行健康状态评估。经验证，该算法可准确描述车载电台的健康状态，供运维人员对健康状态差的电台提前处理，从而实现电台故障的事前预防，对降低CTCS-3级列控系统无线通信超时概率、保障列车安全运行、提高铁路运维水平等具有重要意义。     

简析GSM-R在CTCS-3列控系统中的作用和故障判断处理

CTCS-3级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统;它主要面向提速干线、高速新线或特殊线路,基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞。因此,GSM-R的质量如何将直接关系到CTCS-3列控系统的正常运行,并将影响到目前中国铁路大量投入建设运行的客专高速铁路的行车秩序。下面从几个方面来简单阐述GSM-R在CTCS-3系统的作用、GSM-R故障分析以及如何通过对GSM-R各接口信令的监测分析来判断定位CTCS-3系统的故障。     

CTCS-3级列控系统超速防护仿真软件在教学中的应用

根据CTCS-3级列控系统列车超速防护系统的主要原理及实现方法,采用虚拟地面数据的方式,直接模拟列车ATP超速防护功能。设计车载设备的DMI信息显示,实现ATP防护曲线、速度信息、目标距离、机车信号等信息显示,实现列车的超速防护功能。单机直观显示,有助于学生操作练习,为学生提供虚拟仿真教学环境,理解超速防护曲线的生成原理。     

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。     

基于CTCS-3级列控系统动车组列车自动过分相运行检算

研究目的:电分相设置位置是保证列车运营安全可靠的关键因素之一。本文重点研究信号系统、列控系统对供电系统中的接触网电分相设置位置的影响,提出了基于CTCS-3级列控系统动车组列车自动过分相的检算原则和模型;为客运专线勘察设计提供一些有价值的研究成果。研究结论:根据检算原则,建议仅开行单组(8辆编组)动车组的线路,电分相距离信号停车牌的最短距离应保证不小于217.05 m;开行重联(16辆编组)动车组的线路,应保证不小于431.05 m;开行200 km/h重联动车组的线路,当无法满足431.05 m要求时,此范围内列车平均起动坡度不应大于15.5‰。     

基于故障注入的CTCS-3级列控系统可靠性评估技术研究

CTCS-3级列车运行控制系统的可靠性是保证列车安全高效运行的必要条件,因此,在列车控制系统仿真系统上进行各种测试验证试验至关重要。故障注入技术（Fault Injection）是将系统的有效故障模式样本注入到系统中,以此评价系统的功能设计水平,是系统测试性、安全性以及功能验证研究的重要研究基础。根据CTCS-3级列车控制系统的运行特点和软件故障注入的优势,提出将软件故障注入方法应用在列控系统仿真领域进行可靠性验证,设计并实现了一种软件故障注入系统,给出其中的故障案例描述语言、故障库和故障注入软件算法,构建了软件故障注入系统的总体结构和各部分的详细功能结构。通过仿真结果可以看出,软件故障注入方法应用在CTCS-3级仿真系统中,可以有效地模拟故障并执行注入,进一步提高仿真系统的可靠性和容错性。     

基于随机Petri网的GSM-R越区切换成功率分析

CTCS-3级列车运行控制系统利用GSM-R网络进行车地间连续、双向的安全信息传输。而GSM-R系统采用硬切换技术,切换时必然会产生短暂的通信中断,这就会影响列车控制类数据传输业务。为保证安全数据传输的可靠性,迫切要求更短的切换时间和更高的切换成功率。对此,建立GSM-R系统越区切换的随机Petri网模型,分析影响越区切换成功率的因素,并利用MATLAB仿真得到列车运行速度、越区切换中断时间以及列车追踪间隔与越区切换成功率的关系;最后说明列车在350 km/h和430 km/h速度下运行时,越区切换成功率是否满足CTCS-3级系统需求标准要求。     

CTCS-3级列控系统轨旁设备仿真子系统的设计与实现

轨旁设备是列车控制系统中的重要组成部分,它可为列车控制系统提供地面应答器信息和轨道电路信息,以保证列车安全可靠地运行.本文主要对CTCS-3级列控系统中的轨旁设备进行研究,在CTCS-3级列控系统仿真平台的基础上,设计并实现了轨旁设备仿真子系统,最终达到了测试CTCS-3级列控设备的目的.     

基于TDOA的列车无线定位方法研究

针对目前铁路列车定位普遍存在的只能点式定位、精度不高、大量设立轨旁设备等问题,结合时差定位法(TDOA)定位精度高、抗多径能力强等特点,提出一种基于TDOA的三基站列车无线定位方法。建立列车位置与基站间距离的非线性方程并利用牛顿迭代法求解。仿真结果表明,该定位方法能满足列车定位的需求,牛顿迭代法对误差较大的定位点优化效果明显,较之经典的CHAN算法有更高的定位精度。此外,无线定位方法可提高运营效率、降低运行成本,是一种比较有效的列车定位方法,可为列车定位提供有益的参考。     

CTCS-3级列控系统无线闭塞中心仿真研究

基于Visio studio 2008平台设计了无线闭塞中心(RBC)仿真系统、简易的车载仿真系统和仿真系统内部数据库。实现了列车注册、注销、列车行车许可计算等列车运行管理功能及与车载子系统通信功能的仿真。     

我国铁路列车行车安全系统行业市场研究

以列车运行控制系统应用为重点,对我国铁路列车行车安全系统细分行业的发展现状与趋势、行业供求状况及成长性、市场规模,以及市场竞争格局进行研究,并对未来行业市场规模进行具体测算,揭示未来行业发展的空间。     

列车高速运动过程中多普勒频偏及误码率分析

在列车高速行驶过程中,由于多普勒效应的影响,会对数据传输过程中的误码率产生影响。本文从单基站、多基站情况下列车直行过程中的多普勒频移分析到曲线行驶过程中的频移分析,推导出具体的定量频移公式,获得行车过程中的频偏变化规律,可用于无线通信多普勒频偏的矫正。在不考虑气候、地形等因素条件下,构建GSM-R网络无线信道传输误码率仿真模型,利用matlab的simulink工具箱对高速列车行驶过程中数据传输误码率变化进行仿真。发现靠近基站时,多普勒频偏值会减小,误码率呈振荡减小的趋势。该趋势得到武广线实测数据的支持,而且通过对比基站与钢轨距离不同时的情况,得出基站距钢轨越远,低误码率区越大的结论,为基站选址提供了依据。     

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。     

CTCS-3级列控系统RBC控车场景建模与验证

应用统一建模语言UML与模型检验工具PHAVer(Polyhedral Hybrid Automaton verifier)相结合的方法,研究CTCS-3级列控系统RBC控车场景:列车注册与启动、行车许可、等级转换、列车注销的混成性。首先通过UML支持的扩展机制,引入构造型(Stereotype)对UML进行面向混成性的扩展,建立RBC控车场景UML模型,实现对RBC控车场景混成性的描述。然后依据UML到PHAVer的转换规则,将UML模型转换成PHAVer模型。最后,依据CTCS-3级列控系统需求规范,总结RBC控车场景的功能需求,运用PHAVer进行验证,证明CTCS-3级列控系统需求规范的正确性。