列车运行控制系统仿真平台的研究

高速列车运行控制系统是中国铁路信号领域的主要发展方向。高速列控系统仿真平台主要由车载ATP系统、地面仿真平台、GSM-R网络平台以及仿真测试平台构成,面向符合CTCS-3级和CTCS-2级技术规范的车载设备和关键地面设备,实现其相关功能测试和验证。     

以信息化履历为中心的ATP车载设备信息管理方法研究

ATP车载设备是保证动车组运行安全的关键设备。传统的ATP管理以纸质履历为基础,由此而带来的信息引入不准、不全、不详的问题,对ATP车载设备管理造成困扰;同时,纸质履历信息共享率低,无法及时为管理决策提供必要的信息。为此从ATP全生命周期管理活动入手,分析履历的来源和作用,梳理履历信息化过程具备的条件和关联性,及在ATP车载设备全生命周期中的运用与维护模式,在此基础上提出以信息化履历为中心的ATP车载设备信息管理模型并形成系统方案,实现了履历信息共享,有效提高了ATP车载设备信息管理效率和科学化水平。     

城际铁路列控车载系统功能的技术方案研究

为更好地适应城际轨道交通的需要,结合我国铁路信号系统应用现状和城际轨道交通用户需求,研究CTCS-2级列控系统+自动驾驶的总体技术方案,提出基于CTCS2-200C型ATP车载设备扩展ATO相关功能,实现城际铁路列控车载系统功能的技术方案。     

基于HDLC通信协议的CFSK板替代接口适配设计

CTCS3-300H型ATP车载设备安全计算机通过HDLC通信接口与外围子系统进行信息交互，具有成熟稳定的特点。CTCS2-200C型ATP车载设备的CFSK板通信接口为串口RS-422，为了使CTCS2-200C型ATP车载设备的CFSK板在CTCS3-300H型ATP车载设备中实现轨道电路读取功能，需要进行接口适配设计与开发。通过设计轨道电路子系统通信板卡 (简称:TCB板)实现串口RS-422和HDLC通信接口的转换功能，使得CFSK板适配CTCS3-300H型ATP车载设备安全计算机。     

城市轨道交通国产ATP车载设备超速防护功能的仿真实现

在城市轨道交通列车自动控制系统（ATC）中，列车自动防护（ATP）系统担负着列车运行间隔控制，进路控制，超速防护的重要作用，是列车运行自动控制的基础，其中，ATP车载设备是ATP系统中保证行车安全的关键设备。它根据地面信息和机车信息生成列车速度控制曲线，并与列车实际速度进行比较，监督列车运行，实现超速防护，零速检测，无意识移动防护，制动确认和车门防护等功能。本文在介绍ATP系统仿真的基础上，重点阐述了ATP车载设备列车速度控制模式曲线的仿真计算方法，并以北京地铁一号线的线路参数为例，对ATP车载设备的速度控制模式曲线进行了仿真，实现了车载ATP的超速防护功能，目前，整个ATP仿真系统已正式投入运行，取得了预期的效果。     

VxWorks在ATP车载设备中的应用

主要研究实时操作系统VxWorks在列车超速防护（ATP）系统车载设备软件设计中的应用。为了提升系统性能，研究一种新的软件设计方法从而对各种资源进行有效管理很有必要。基于VxWorks的ATP车载设备软件设计利用嵌入式实时操作系统的优势，简化了系统资源管理，在保证系统实时性、安全性的前提下，有效地降低了软件设计的复杂度，并使得软件具有良好的层次性和可移植性。作者首先简单介绍实时操作系统VxWorks，其次描述了ATP车载设备的功能以及硬件实现方法，重点研究了基于实时操作系统VxWorks下三模冗余结构的ATP车载设备的软件实现方法，最后探讨了VxWorks在应用开发过程中的优势。     

跨座式单轨交通ATP与位置检测系统设备的安全技术应用

以跨座式单轨交通ATP与位置检测项目为范例,以项目主体、过程方法和管理方法为基础,论述实现铁路信号产品安全设计;通过建立数学逻辑模型,具体分析安全确认过程。     

基于北斗授时技术的信号车载设备时钟同步方案探讨

利用北斗授时技术实现信号车载设备的时钟自动同步,有利于提升系统的信息安全水平和运营维护效率。本文介绍了北斗授时技术的原理及优势,从车载设备时钟同步应用现状及需求出发,着重研究了基于北斗授时技术的现行各型主流动车组信号系统车载设备的时钟同步方案;说明了在铁路信号系统中,逐步采用北斗系统来构建时钟同步系统是可行的,满足我国铁路信号系统未来发展的趋势和要求。     

城市轨道交通ATP车载设备测试用例生成方法

根据对城市轨道交通ATP车载设备功能的分析,搭建了模拟车辆外部接口的城市轨道交通ATP车载设备测试环境,确定了测试ATP车载设备的10个安全输入参数和7个非安全输入参数。基于输入参数建立了可变强度覆盖矩阵,并利用回溯搜索算法优化出由20个用例组成的ATP车载设备测试用例集。测试结果表明,给出的测试用例只有穷举测试法的1%,而测试的有效性达90%以上,能够对ATP车载设备功能进行高效和可靠的测试,并大大降低了测试成本,从而验证了ATP车载设备测试用例生成方法的有效性。     

一种新型CTCS-2级列车控制系统研究

CTCS-2级列车控制系统对我国铁路信号是一项全新技术,其结构和实现方法尚未定型.本文在CTCS-2级技术条件框架基础上,提出一种采用无线机车信号和ATP实现CTCS-2级系统的方法.无线机车信号从CTC或TDCS分机获取临时限速值并从联锁获取进路信息,通过无线信道直接发送到车载ATP设备;ATP设备据此生成目标-距离模式曲线并按照不同监控模式控制列车.其优势是:(1) 可省去相应有源应答器;(2)无线信息传输闭环确认,保证信息传输的可靠性;(3)无需进行车站电码化,也不存在轨道电路受到不同干扰影响信息传输问题.文章阐述了系统的基本结构和工作原理,并对系统的先进性、可行性及系统的可靠性和安全性进行了分析.     

基于RSSP-II的城市轨道交通ATS与VOBC间安全通信研究

列车自动监控系统（ATS）与车载控制器（VOBC）之间的数据通信处于开放式网络环境下,对设备间通信的可靠性、时效性提出了较高的要求。为了满足其通信性能,结合铁路信号安全通信协议（RSSP-II）,论述ATS与VOBC间的通信架构,设计实现了ATS与VOBC交互的通信接口模块,通过建立ATS仿真平台,对该通信接口进行了测试,验证了其功能实现。     

基于CTCS2-200C的城际列控车载ATP总体技术方案的研究和实现

通过分析和比对CTCS-2和城际列控车载ATP设备的相似性和差异性,分析城际列控系统的技术总体原则和需求,同时结合城际铁路运营特点,研究和实现了基于CTCS2-200C车载设备的城际列控车载ATP总体技术方案及新增关键功能,并将研究成果应用于珠三角城际铁路的C2+ATO城际列控系统实际工作中。该研究和实现确保了城际列控车载ATP完全继承和保持原CTCS-2车载设备的所有安全功能,同时丰富和实现了新增的城际列控ATP功能;并做到了与ATO设备协同配合,共同实现了城际列控ATO功能。从理论上和实验上证明了研究成果完全满足城际铁路安全运营的需要。     

基于唯一标识的ATP车载设备编码方案研究

设备唯一标识是实现ATP车载设备信息化管理和智能维修的前提.在分析国家标准和铁路标准对于设备唯一标识编码的基本原则和特点的基础上,结合ATP设备全路频繁流转的实际需求,提出了适用不同类型的ATP车载设备全路通用唯一标识编码方案.现场试验结果表明,该方案可推广应用于ATP车载设备的全生命周期追踪管理和日常运维.     

铁路信号系统安全软件的V&V管理策略

结合相应的铁路安全标准要求和实际项目应用经验,由浅入深地对铁路信号系统VV(Verification(验证)Validation(确认))管理过程的思想和策略进行介绍,为铁路安全软件开发过程提供了贯穿软件全生命周期的指导思路和推荐模式,从而提高软件开发效率和有效性。     

基于领域元模型的车载ATP子系统软件建模研究

针对列车自动防护（ATP, Automatic Train Protection）系统开发中所存在的问题，提出一种基于领域元模型的车载ATP子系统软件建模方法。分析铁道信号领域内不同列车运行控制系统对车载ATP子系统的共性特征要求，并基于元模型理论构建其领域元模型。提出了基于领域元模型的车载ATP子系统软件开发方法，该方法支持软件模型重用，可以提高车载ATP子系统软件的开发质量和开发效率。     

车载ATP自动化操控系统设计与实现

为提高列控系统仿真测试的效率和质量，以仿真测试过程中的测试自动执行为着眼点，对真实车载ATP进行接口适配与远程操控适配，基于有限状态自动机设计并实现了车载ATP自动化操控系统。在实验室中借助Robot Framework自动化测试框架，基于真实车载ATP与真实线路数据对车载ATP自动化操控系统进行功能验证。验证结果表明，该系统能够满足列控仿真自动测试的需求，可以取代仿真测试中的部分人工操作，提高了测试效率和测试质量。     

基于信息化的ATP车载设备运用检修管理研究

ATP车载设备是保证动车组运行安全的关键设备,其信息化管理是客运专线信息化的重要组成部分,是客运专线动车组安全高效运营的必要技术支撑手段。在总结既有ATP车载设备运用检修业务流程基础上,提出了在信息化技术手段支撑下建设电务系统专业化的ATP车载设备运用检修管理信息系统。对物理结构、系统功能和实现思路进行了详细设计,不仅实现了检修及计划的无纸化作业目标,而且通过自动化等方式可减少人为的数据录入错误,提高作业效率,有效支撑相关运用检修业务的开展,强化专业检修能力,达到"作业高效率、管理现代化、决策科学化"的要求。     

高速铁路ATP车载设备健康状态监测及智能诊断系统研究

为解决高速铁路列车自动防护（ATP,Automatic Train Protection）系统车载设备故障定位困难、人工检查任务繁重等问题,研制高速铁路ATP车载设备健康状态监测及智能诊断系统。该系统由轨旁检测设备、车载诊断记录单元和地面维护中心设备构成。车载诊断记录单元自动采集ATP车载设备各单元应用软件的日志数据及关键部件电气特征数据,并通过车–地无线传输通道将数据传输至地面维护中心;轨旁检测设备根据不同车型,准确地采集动车组车外ATP车载设备的图像及安装测量数据。该系统能够自动识别ATP车载设备的外观缺陷和安装异常,提供ATP车载设备健康状态监测和故障分析诊断功能,有助于提高ATP车载设备维护效率。     

CTCS-3级列控ATP车载设备升级自动驾驶的扩展技术研究

随着我国高速铁路CTCS-3级列控系统的广泛应用,其功能扩展变得十分迫切,而现阶段的核心任务为扩展自动驾驶(ATO)功能。列控车载ATP设备为支持自动驾驶功能,必须在既有运行防护基础上进行功能扩展。针对CTCS-3级列控ATP车载设备承载自动驾驶功能的需求,对ATP设备的相关扩展技术进行研究,以实现自动驾驶业务中与ATP设备关联的关键功能。重点对扩展自动驾驶功能要求、扩展ATO功能的ATP系统结构、扩展列车接口功能、分组域无线通信功能、车门防护功能、人机显示扩展功能、通信与接口、双机热备等方面进行阐述。     

城市轨道交通车载列车自动防护设备仿真检测平台研究

仿真测试是开展城市轨道交通信号系统相关技术研究的一种有效方法。利用商业虚拟仪器开发平台LabVIEW,讨论了车载ATP(列车自动防护)设备仿真检测系统研制的技术和方法。实践证明,该车载ATP设备仿真检测平台具有高效、灵活、低成本的特点。