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城市轨道交通轨旁设备半物理模拟系统的研究

城市轨道交通轨旁设备半物理模拟系统的研究

作者：王彦宁北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：随着国家城镇化步伐的加速推进和城市人口数量的激增,城市轨道交通以其安全快捷、节能环保且不受路面影响等优势,越来越多地应用在我国的大中型城市中,逐渐成为解决城市交通拥堵的有效手段。基于通信的列车控制系统(Communication... 详细信息

摘要：随着国家城镇化步伐的加速推进和城市人口数量的激增,城市轨道交通以其安全快捷、节能环保且不受路面影响等优势,越来越多地应用在我国的大中型城市中,逐渐成为解决城市交通拥堵的有效手段。基于通信的列车控制系统(Communication Based Train Control, CBTC)作为当今最先进的城市轨道交通控制系统,已经应用于国内外多个城市的轨道交通项目中。作为城市轨道交通控制的重要组成部分,列控系统轨旁设备的仿真不仅可以模拟进路排布、列车运行等运营场景,为系统测试提供基础数据;同时还能进行列车群控制、行车压力测试等研究工作。因此,城市轨道交通轨旁设备模拟系统的研究在系统测试验证及相关科学研究方面具有重要的意义。本文依托于CBTC模拟测试平台,以轨旁设备模拟系统为研究对象,提出了了基于统一建模语言(Unified Modeling Language, UML)与有色Petri网(Colored Petri Net, CPN)相结合的轨旁模拟系统建模方法,设计了轨旁模拟系统与仿真平台其它系统之间的接口,完成了模拟软件的开发。本文首先从城轨列控系统轨旁设备测试与验证的需求出发,提出了UML和CPN结合建模的方法,建立了轨旁设备模拟系统UML模型,通过UML状态图到CPN模型等效方式将其转化为CPN模型,并在CPN Tools环境下进行验证分析,证明了所建模型的正确性。其次,本文从轨旁系统的模拟实现角度将其分为两个部分：交互通信部分和逻辑功能部分。在交互通信部分实现中,重点介绍了继电半物理接口的设计,分析了CAN总线分布式通信的基本原理和具体应用实现,介绍了轨旁设备用到的继电组合,设计了在实验室条件下的轨旁设备继电组合。针对功能实现部分,利用Visio Studio 2010开发了轨旁模拟系统软件,对主要功能流程做了说明,并提出了应答器定位、轨道区段占用搜索以及故障模拟设置等算法。最后,分别完成了CAN通信测试、继电组合测试和轨旁模拟软件功能测试,并通过与其他系统的联调,实现了轨旁半物理模拟系统的功能需求测试与验证分析。

关键词：轨旁模拟有色Petri网列控系统

基于模型的轨旁仿真子系统验证及代码自动生成

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基于模型的轨旁仿真子系统验证及代码自动生成

作者：刘凌卉北京交通大学

学位级别：硕士

目前我国已经进入了高铁时代,计算机、通信、自动控制等各种先进技术被越来越多的应用于列车运行控制系统,列车运行控制系统作为一个安全苛求系统,在保障行车安全的基础上,如何不断提高列车的运行速度和运输效率,一直以来都是铁路研究... 详细信息

目前我国已经进入了高铁时代,计算机、通信、自动控制等各种先进技术被越来越多的应用于列车运行控制系统,列车运行控制系统作为一个安全苛求系统,在保障行车安全的基础上,如何不断提高列车的运行速度和运输效率,一直以来都是铁路研究的重点,因此,必须对作为安全保障的CTCS-3级列车运行控制系统进行持续深入的研究。本文依托于CTCS-3级列控系统仿真测试平台,该平台主要用于对CTCS-3级列车运行控制系统进行系统研究、方案比对以及线路改造数据的实验模拟等,为设备及线路改造后的行车状况提供实验室环境下的仿真测试。本文针对CTCS-3级列控系统仿真测试平台的关键设备轨旁子系统进行了深入的研究。采用规范说明和描述语言(SDL)对轨旁子系统进行建模分析以及相关的验证工作,并在计算机软件环境下实现轨旁功能仿真。主要内容如下：首先依据CTCS-3级列控系统系统需求规范对轨旁子系统进行系统功能需求分析,从而确定轨旁子系统与仿真测试平台中其他各子系统的通信交互关系,以及轨旁子系统自身的仿真功能。在此基础上,使用规范说明和描述语言SDL对轨旁子系统从系统图、功能块图和进程图的层面上建立了轨旁子系统的图形化模型,利用Telelogic TAU工具对所建模型进行协同仿真和遍历验证,验证了该SDL系统模型的正确性。最后,将构建的轨旁子系统的SDL模型转换为C语言代码,并应用于CTCS-3级列控系统仿真测试平台的轨旁子系统中,测试结果表明,基于模型自动生成的代码实现了轨旁仿真子系统应具备的功能,达到了预期目标,能满足CTCS-3级列控系统仿真测试平台的要求。

关键词：轨旁建模仿真 SDL CTCS-3 列控系统

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基于UML与CPN的轨旁仿真器建模及仿真

基于UML与CPN的轨旁仿真器建模及仿真

作者：张陶北京交通大学

学位级别：硕士

随着科技的飞速发展,计算机、通信、自动控制等各种先进技术被应用于列车运行控制系统,在保障行车安全的基础上,不断提高列车的运行速度和运输效率,以及乘客的舒适度。作为安全-苛刻系统,列车运行控制系统一直以来都是各国铁路研究的重... 详细信息

随着科技的飞速发展,计算机、通信、自动控制等各种先进技术被应用于列车运行控制系统,在保障行车安全的基础上,不断提高列车的运行速度和运输效率,以及乘客的舒适度。作为安全-苛刻系统,列车运行控制系统一直以来都是各国铁路研究的重点。随着京沪高铁的开通运营,我国正式进入高铁时代,作为保障安全的CTCS-3级列车运行控制系统必须要对其进行持续的且非常深入的研究。本文依托于CTCS-3级仿真测试平台,该平台主要用于对CTCS-3级列车运行控制系统进行系统研究、方案比对以及线路改造数据的实验模拟等,为设备及线路改造后的行车状况提供实验室环境下的仿真测试。针对其中的关键设备轨旁仿真器做了深入的研究。采用UML与CPN相结合的方式对轨旁仿真器进行建模分析及相关验证工作,并在计算机软件环境下实现功能仿真。主要工作有如下几点：对轨旁进行系统功能需求分析,明晰轨旁与各大系统的交互关系以及自身需要完成的仿真功能。在此基础上,使用UML建模语言对轨旁仿真器从用例图、类图、协作图、顺序图、状态图各角度出发建立了大量的图形化模型,通过这些模型可以深入的剖析轨旁的系统结构,对于平台设计人员之间的交流,仿真实现,和后期维护都有很大的帮助。重点研究了UML状态图到CPN模型的转换方法,并通过转换建立了对应的CPN模型,在CPN Tools环境下对转换后的状态图CPN模型进行了验证分析工作,证明了所建模型的合理性和正确性。根据模型进行计算机软件的仿真设计,在VS2005环境下进行界面设计和代码编写调试的工作,实现了轨旁仿真器的所有仿真功能,包括支持平台正常运行的轨道电路占用搜索功能、仿真环境下故障设置功能等。

关键词：轨旁建模仿真 UML CPN

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青藏铁路ITCS系统轨旁设备的优化整治

青藏铁路ITCS系统轨旁设备的优化整治

青藏铁路通车运营十周年通信信号技术交流会

作者：张文彪青藏铁路公司电务部

青藏线ITCS系统有效减少了轨旁设备数量,实现了高海拔地区信号设备免维护、少维护的理念。ITCS系统VHLC和RBC设备分别实现了联锁和列控功能。由于青藏线的特殊环境等原因,开通初期轨旁设备故障率较高,为减少设备故障,青藏铁路公司组织... 详细信息

青藏线ITCS系统有效减少了轨旁设备数量,实现了高海拔地区信号设备免维护、少维护的理念。ITCS系统VHLC和RBC设备分别实现了联锁和列控功能。由于青藏线的特殊环境等原因,开通初期轨旁设备故障率较高,为减少设备故障,青藏铁路公司组织设备供应商对轨旁设备进行了系统整治,取得了显著的效果。

关键词：青藏线 ITCS系统轨旁整治

来源： cnki会议评论

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青藏线ITCS系统轨旁设备的优化整治

铁道通信信号 2017年第S1期53卷 31-33页

作者：张文彪青藏铁路公司电务部 810007西宁

青藏线ITCS系统有效减少了轨旁设备数量,实现了高海拔地区信号设备免维护、少维护的理念.为减少设备故障,青藏铁路公司组织设备供应商对轨旁设备进行了系统整治,取得了显著的效果.

关键词：青藏线 ITCS系统轨旁整治

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车轮踏面等效锥度轨边检测的应用研究

技术与市场 2023年第2期30卷 15-18页

作者：顾小山中国铁路上海局集团有限公司南京动车段江苏南京210005

研究表明,车轮等效锥度会造成车体晃动,影响乘客体验。当等效锥度发展较大时,则会造成车体抖动,造成转向架蛇行失稳,影响行车安全。为加强动车组车轮踏面等效锥度的检测,基于轮对踏面故障诊断系统,开展了车轮踏面等效锥度的轨旁在线检... 详细信息

研究表明,车轮等效锥度会造成车体晃动,影响乘客体验。当等效锥度发展较大时,则会造成车体抖动,造成转向架蛇行失稳,影响行车安全。为加强动车组车轮踏面等效锥度的检测,基于轮对踏面故障诊断系统,开展了车轮踏面等效锥度的轨旁在线检测应用研究。

关键词：动车组等效锥度轨旁

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城市轨道交通CBTC仿真教学系统研发

中国铁路 2012年第7期 77-79页

作者：穆中华郑州铁路职业技术学院副教授河南郑州45005

随着CBTC系统在我国城市轨道交通的广泛应用,系统维护人员需求量不断增加,急需开发CBTC仿真教学系统,以满足学校教学和企业培训的需要。CBTC仿真教学系统由车载培训系统、轨旁控制培训系统和ATS调度培训系统组成,采用虚实结合方式,不但... 详细信息

随着CBTC系统在我国城市轨道交通的广泛应用,系统维护人员需求量不断增加,急需开发CBTC仿真教学系统,以满足学校教学和企业培训的需要。CBTC仿真教学系统由车载培训系统、轨旁控制培训系统和ATS调度培训系统组成,采用虚实结合方式,不但实现真实CBTC系统的所有功能,且通过线路行车仿真系统和场景数据服务器,可模拟各种正线列车行驶环境。

关键词： CBTC 仿真教学车载轨旁调度

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有轨信号控制系统的研究与实现

铁路通信信号工程技术 2019年第3期16卷 51-55,60页

作者：温业中黄仁欢杨建华宁博通号万全信号设备有限公司杭州310000

有轨信号控制系统主要为有轨电车的运营提供安全可靠的保障,并且提高运营效率。从有轨信号控制系统的系统架构、车载子系统、轨旁子系统、控制中心、路口优先5个方面来介绍该系统的构成、功能及控制原理,为有轨电车信号控制系统的相关... 详细信息

有轨信号控制系统主要为有轨电车的运营提供安全可靠的保障,并且提高运营效率。从有轨信号控制系统的系统架构、车载子系统、轨旁子系统、控制中心、路口优先5个方面来介绍该系统的构成、功能及控制原理,为有轨电车信号控制系统的相关研究提供借鉴。

关键词：有轨信号系统架构车载轨旁控制中心路口优先

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德国联邦铁路认证的移动地图系统

铁路通信信号工程技术 2023年第1期20卷 6-6页

作者：黄双宁北京全路通信信号研究设计院集团有限公司

德国联邦铁路已经批准使用Trimble的MX9移动地图系统来测量轨道、空地和基础设施。MX9硬件可以安装在车辆上,以高达100 km/h的速度快速捕捉全景和多角度激光扫描和图像,避免了线路关闭和轨旁工作的需要。它与“直观的”现场软件和“强... 详细信息

德国联邦铁路已经批准使用Trimble的MX9移动地图系统来测量轨道、空地和基础设施。MX9硬件可以安装在车辆上,以高达100 km/h的速度快速捕捉全景和多角度激光扫描和图像,避免了线路关闭和轨旁工作的需要。它与“直观的”现场软件和“强大的、集成的”后台办公软件相结合,提供“从现场到完成”的移动地图。

关键词：办公软件移动地图激光扫描基础设施 MX 轨旁快速捕捉全景

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