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现代有轨电车车载系统的仿真研究

现代有轨电车车载系统的仿真研究

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作者：蒋捷西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,国内外城市纷纷对传统有轨电车进行运营、改造、建设和研究,以满足城市交通发展的需求。作为一种解决城市公共交通出行的轨道交通新制式,现代有轨电车在国内逐步得到重视和快速发展。对现代有轨电车的研究,主要集中在系统概述、... 详细信息

近年来,国内外城市纷纷对传统有轨电车进行运营、改造、建设和研究,以满足城市交通发展的需求。作为一种解决城市公共交通出行的轨道交通新制式,现代有轨电车在国内逐步得到重视和快速发展。对现代有轨电车的研究,主要集中在系统概述、技术特征、规划研究等理论研究方面,缺乏深层次的运行控制技术研究。因此,仿真研究现代有轨电车车载系统就成为了本文的研究重点。本文对现代有轨电车信号系统进行分析概述,并参考其他成熟的列车运行控制系统理念,基于实验室有轨电车运营调度指挥系统仿真平台,详细分析车载仿真系统的功能需求,提出结构设计方案,设计并实现了现代有轨电车车载仿真系统,并进行了典型功能的测试与验证。具体研究内容如下：首先,阐述车载仿真系统的研究背景、意义、现状以及本文的研究内容。其次,概述了现代有轨电车的系统组成,分析其运营场景,介绍了西门子有轨电车理念,论述了信号系统的特点、组成及功能,提出了本文需要研究的车载仿真系统。然后,对车载仿真系统进行功能需求分析,设计了系统的总体结构和功能模块,主要包括驾驶界面、速度监控、测速定位以及信息接收和处理等模块,并使用数据流图来对系统功能模块之间的逻辑关系和数据流向进行了分析。在此基础上,设计并实现了车载仿真系统划分出的功能模块。最后,在PC机上搭建了系统测试环境,基于某号线的线路数据,测试并验证了驾驶界面模块、列车测速定位功能、速度监控模块等典型功能模块,测试结果表明,车载仿真系统的功能模块能够较好地运行,说明了该系统的实现具有一定的正确性、合理性以及可靠性,达到了预期的效果。车载仿真系统能够为信号系统的研究提供参考和依据,推进现代有轨电车的发展。

关键词：现代有轨电车车载仿真测速定位速度监控

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基于互联互通电子地图的车载控制器的研究与仿真

基于互联互通电子地图的车载控制器的研究与仿真

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作者：戴冬柯西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国“交通强国”战略实施,我国“十三五”计划期间,城市轨道交通规模得到空前的扩大,总运营里程已达8939公里。我国城市轨道交通CBTC(Communication Based Train Control,基于通信的列车控制)的关键技术已经实现了自主研发,目前已... 详细信息

随着我国“交通强国”战略实施,我国“十三五”计划期间,城市轨道交通规模得到空前的扩大,总运营里程已达8939公里。我国城市轨道交通CBTC(Communication Based Train Control,基于通信的列车控制)的关键技术已经实现了自主研发,目前已经迈入了互联互通化的阶段。互联互通CBTC要求CBTC设备能够适应不同信号厂商的数据设计风格,能够满足在CBTC下所有的列车、设备都能在不同信号商设计的线路上运行,即满足跨线运行的需求。本文基于这个需求,设计了一套基于互联互通电子地图的车载控制器仿真系统,该系统可以实现单机、联机状态下的仿真功能,可用于室内测试仿真以及互联互通CBTC车载控制器培训系统中,且归纳与设计的电子地图数据格式能满足典型的CBTC线路运营需求,具有适应不同数据格式的CBTC线路的能力,为互联互通CBTC车载控制器及其电子地图的进一步研究与推广提供了理论参考。本文首先阐述了当前国内互联互通CBTC车载电子地图的发展现状,基于不同信号供应商设计的电子地图数据描述格式,给出了一种满足需求的电子地图统一数据格式的设计思路及其方案,以及满足这一需求的互联互通CBTC车载控制器的架构。接着分析了电子地图规范给出的参考数据结构,基于已有的4个不同厂商设计的数据结构,归纳并设计一种较为通用的电子地图数据结构方案。在分析了互联互通跨线运营的需求,确定了电子地图的数据结构之后,本文采用了XML文件、MVC系统架构、C#GDI界面等技术对仿真系统进行设计。首先电子地图的静态数据以及车载控制器VOBC(Veicle on-board Controller)仿真的动态数据包皆由XML来存储;然后在电子地图数据结构的基础上,基于有向图的模型对电子地图中设备、区段、列车位置等基本单元进行了一一映射的描述,使得CBTC所有基本轨旁设备、轨道区段都能在电子地图数据中找到唯一的位置,并给出了各个单元在电子地图上实例化的数据。然后采用进路搜索算法,首先模拟了在互联互通CBTC架构下,VOBC经环境模拟器与ZC之间的数据包,通过对模拟数据包的解析、处理,不断更新列车MA,且同步在电子地图可视化界面上显示列车及其附近区段和设备的图形化显示,模拟了通过进路搜索找到进路之后,列车依更新的MA运行的过程。综上所述,本文对基于互联互通电子地图的车载控制器的仿真进行了研究与分析,并基于车载控制器的典型功能,在本文所设计的电子地图数据格式之下进行了仿真和可视化,满足了基于互联互通电子地图的车载控制器的仿真需求,具有一定的实用性。

关键词： CBTC 车载控制器互联互通电子地图车载仿真

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CBTC车载脚本数据自动生成方法研究及其软件开发

CBTC车载脚本数据自动生成方法研究及其软件开发

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作者：权源东华大学

学位级别：硕士

车载子系统作为列车控制系统的重要组成部分,具有高安全性和高效率的需求。车载子系统能否准确实现全部功能关系到列车的运行效率与安全。而测试人员在对车载子系统进行测试时,如果纯粹靠手工设计,工作量非常大。因为实时性的要求,嵌入... 详细信息

车载子系统作为列车控制系统的重要组成部分,具有高安全性和高效率的需求。车载子系统能否准确实现全部功能关系到列车的运行效率与安全。而测试人员在对车载子系统进行测试时,如果纯粹靠手工设计,工作量非常大。因为实时性的要求,嵌入式软件的周期一般在毫秒级,为了测试一个功能,有时候脚本会达到成千上万的周期数,并且每一个周期所要求的输入数据都是在动态变化的。因此有关脚本自动化生成,急需发展相应的方法与工具。针对上述问题,本文进行了脚本数据的自动生成方法研究并对软件进行实现。论文的主要工作如下:(1)对车载子系统的系统结构及其功能设定进行分析,提出脚本数据自动生成软件需要仿真实现的两大功能,即站场图仿真和车载仿真。为了便于后续测试人员操作,提出车载子系统自动化测试流程。(2)总结脚本生成规律,研究脚本数据自动生成的总体流程,并对脚本数据的内容及其数据结构进行设计。(3)针对脚本数据自动生成问题,研究相应的生成方法。对测试车载子系统所需模拟的数据,按区域控制器信息、中央控制器信息、站场设备信息、列车当前状态信息进行分类,研究其生成规则并实现各部分数据的自动生成。(4)针对脚本数据自动生成所需仿真的两大功能,进行软件模块的设计与实现。对于站场图的仿真,基于位置关联,将站场设备转化为拓扑结构,以道岔指代点,轨道指代边,其他站场设备位置由与轨道距离确定,并提出站场图自动生成算法。对于车载仿真,建立单质点模型进行动力学分析,并设计列车自适应自动对站算法。(5)基于:1)操作系统Windows XP,Windows Vista,Windows7;2)开发工具Visual Studio 2010;3)数据库***+SQL Server2008,开发一款脚本自动生成软件。

关键词：车载子系统脚本数据站场图仿真车载仿真

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