基于HCPN城市軌道交通CBTC聯(lián)鎖系統(tǒng)建模

cbtc計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)是一種特別安全的系統(tǒng),效率非常高,可以進(jìn)行信息接收、反饋,可以適應(yīng)目前城市軌道交通領(lǐng)域最新的移動(dòng)閉塞式信號(hào)系統(tǒng)的要求。在城市軌道交通獲得了良好的發(fā)展后,需要增加系統(tǒng)功能,使其系統(tǒng)安全性得到提升,這樣可以與城市軌道交通的發(fā)展相協(xié)調(diào)。

為了補(bǔ)充cbtc應(yīng)用在城市軌道交通的發(fā)展中的演化特點(diǎn)的研究,結(jié)合中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展背景,采用文獻(xiàn)研究法研究城市軌道交通的研究趨勢(shì),并進(jìn)一步了解基于通信的列車(chē)控制(communicationbasedtraincontrol,簡(jiǎn)稱(chēng)cbtc)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展與演化,采用內(nèi)容分析法對(duì)cbtc技術(shù)應(yīng)用演化進(jìn)行了分析研究。

作為城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的核心--機(jī)車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng),對(duì)其進(jìn)行合理的建模研究具有極其重要的意義。搭建了機(jī)車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)模型,對(duì)牽引和制動(dòng)特性進(jìn)行分析,采用2c4m架控驅(qū)動(dòng)方式,重點(diǎn)對(duì)牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模,給出了詳細(xì)的轉(zhuǎn)速控制器和基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法,并根據(jù)某線(xiàn)路的實(shí)際參數(shù),計(jì)算交流機(jī)車(chē)負(fù)載轉(zhuǎn)矩。最后通過(guò)計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了牽引供電系統(tǒng)模型及控制策略的正確性。

本文分析了典型城市軌道交通能量回饋系統(tǒng)的重要性,選取高壓型回饋型能量回饋系統(tǒng)作為研究模型,闡述了該模型的結(jié)構(gòu)框圖,最后詳細(xì)介紹了matlab建模的實(shí)現(xiàn)思路.

以西南交通大學(xué)的cbtc仿真與性能分析系統(tǒng)為平臺(tái),詳細(xì)研究了列車(chē)運(yùn)行的能耗算法,針對(duì)不同的線(xiàn)路和不同類(lèi)型的列車(chē),通過(guò)仿真均能得到列車(chē)行駛過(guò)程中的速度狀態(tài)和列車(chē)牽引能耗以及再生制動(dòng)能的關(guān)系。該研究為今后利用此平臺(tái),以節(jié)能為目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)性能優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

本文介紹了軌道交通行業(yè)及計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,并闡述了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖較6502繼電器集中聯(lián)鎖的優(yōu)勢(shì),然后研究了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)的原理,最后對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行了分析。

依據(jù)cbtc互聯(lián)互通的目標(biāo),提出cbtc互聯(lián)互通的實(shí)施原則和設(shè)計(jì)原則,確定適合系統(tǒng)互聯(lián)互通的車(chē)-地通信方式,并在此基礎(chǔ)上從cbtc的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能分配、接口技術(shù)等方面提出了cbtc實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的詳細(xì)技術(shù)要求和規(guī)范。最后,給出系統(tǒng)互聯(lián)互通的關(guān)鍵—dcs通信子系統(tǒng)的opnet仿真。仿真結(jié)果表明:本方案滿(mǎn)足系統(tǒng)互聯(lián)互通要求,為城市軌道交通cbtc信號(hào)系統(tǒng)的招標(biāo)采購(gòu)及其國(guó)產(chǎn)化提供參考。

總結(jié)了城市軌道交通既有cbtc(基于無(wú)線(xiàn)通信的列車(chē)控制)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn),分析了當(dāng)前已經(jīng)處于研究階段或工程實(shí)施階段的典型下一代cbtc系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上,預(yù)測(cè)了下一代cbtc系統(tǒng)幾個(gè)可能的發(fā)展方向及其特點(diǎn),評(píng)估了這些發(fā)展方向面臨的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)以及產(chǎn)品化所需的時(shí)間。

簡(jiǎn)單介紹城市軌道交通cbtc列車(chē)控制系統(tǒng)中的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng),闡述無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)配置、硬件結(jié)構(gòu),以及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題及改進(jìn)方向。

城市軌道交通是現(xiàn)代化都市的所必須的交通工具,它安全、舒適、迅速、便利地在城市范圍內(nèi)運(yùn)送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運(yùn)送能力、效率與信號(hào)系統(tǒng)密切相關(guān),以速度控制為基礎(chǔ)的列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過(guò)對(duì)城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認(rèn)識(shí)上,進(jìn)行地鐵信號(hào)施工要點(diǎn)及安全防護(hù)等的具體闡述。

通過(guò)分析城市軌道交通車(chē)輛共享、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、公平競(jìng)爭(zhēng)等方面對(duì)互聯(lián)互通的需求,論證了城市軌道交通互聯(lián)互通的可實(shí)施性,并主要介紹歐洲modurban樣板工程的實(shí)施情況,在借鑒國(guó)外互聯(lián)互通項(xiàng)目成功實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,提出城市軌道交通互聯(lián)互通的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)城市軌道交通大量開(kāi)展的互聯(lián)互通cbtc系統(tǒng)的方案研究,文章在分析其關(guān)鍵組成和技術(shù)要求的基礎(chǔ)之上,開(kāi)展了對(duì)互聯(lián)互通cbtc系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)的研究工作,以實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證平臺(tái)和試驗(yàn)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證平臺(tái)為主要載體,綜合了仿真模型和實(shí)物驗(yàn)證的功能,為下一步的互聯(lián)互通示范工程建設(shè)提供參考和借鑒。

近年來(lái),基于通信的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)(cbtc)以其顯著優(yōu)勢(shì),逐漸成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的首選方案。傳統(tǒng)的聯(lián)鎖技術(shù)為了支撐cbtc控制列車(chē)運(yùn)行的高效、安全性,引入了一個(gè)新的功能——保護(hù)進(jìn)路功能。結(jié)合北京地鐵8號(hào)線(xiàn)升級(jí)工程對(duì)cbtc系統(tǒng)中的保護(hù)進(jìn)路引入的原因,保護(hù)進(jìn)路的設(shè)置原則,以及保護(hù)進(jìn)路的辦理方式、檢查條件、解鎖方法等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

cbtc(基于通信的列車(chē)控制)系統(tǒng)是一個(gè)安全苛求系統(tǒng),其系統(tǒng)功能以及系統(tǒng)的可靠性和安全性,直接影響到城市軌道交通運(yùn)營(yíng)效率和行車(chē)安全。研究了在試驗(yàn)室條件下cbtc系統(tǒng)功能驗(yàn)收測(cè)試方法。簡(jiǎn)要介紹了cbtc系統(tǒng)的組成和各子系統(tǒng)功能,重點(diǎn)闡述了測(cè)試案例的設(shè)計(jì)原則和方法、實(shí)驗(yàn)室仿真測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)成以及故障-安全功能測(cè)試方法。該方法和工具已在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。

基于無(wú)線(xiàn)通信的列車(chē)自動(dòng)控制(cbtc)系統(tǒng),已在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中廣泛采用,這對(duì)信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生了"革命性"的變化,為廢除傳統(tǒng)軌道電路和地面信號(hào),縮短行車(chē)間隔,實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。文章主要分析城市軌道交通cbtc系統(tǒng)車(chē)載信號(hào)的應(yīng)用。

城市軌道交通是現(xiàn)代化都市的所必須的交通工具，它安全、舒適、迅速、便利地在城市范圍內(nèi)運(yùn)送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運(yùn)送能力、效率與信號(hào)系統(tǒng)密切相關(guān)，以速度控制為基礎(chǔ)的列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過(guò)對(duì)城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認(rèn)識(shí)上，進(jìn)行地鐵信號(hào)施工要點(diǎn)及安全防護(hù)等的具體闡述。

參照基于通信的列車(chē)控制(cbtc)系統(tǒng)的基本原理,設(shè)計(jì)了cbtc制式下的模擬運(yùn)行控制硬件系統(tǒng)和列車(chē)控制系統(tǒng).根據(jù)系統(tǒng)連鎖關(guān)系和運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表,制定了列車(chē)、信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)的控制邏輯,在vc++平臺(tái)開(kāi)發(fā)了控制中心軟件系統(tǒng).經(jīng)調(diào)試,該系統(tǒng)能夠模擬實(shí)現(xiàn)基于無(wú)線(xiàn)通信的列車(chē)運(yùn)行控制、列車(chē)運(yùn)行間隔自動(dòng)防護(hù)和列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控等基本功能.

隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展,基于通信的列車(chē)控制(cbtc)系統(tǒng)目前已成為城市軌道交通的重要應(yīng)用機(jī)制。有關(guān)cbtc系統(tǒng)內(nèi)部的信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)性研究工作正在火熱進(jìn)行。在深刻界定軌旁中心網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)漫游切換節(jié)點(diǎn)途徑中,按照必要數(shù)據(jù)冗余與網(wǎng)點(diǎn)覆蓋動(dòng)機(jī)進(jìn)行雙重指標(biāo)對(duì)比、界定,并逐漸演化出多項(xiàng)調(diào)試技術(shù),爭(zhēng)取為后期城市交通有機(jī)管理灌輸創(chuàng)新適應(yīng)活力。

隨著我國(guó)高速鐵路的發(fā)展,軌道交通技術(shù)日益成熟,鐵路通信網(wǎng)路系統(tǒng)發(fā)展迅速。本文研究了lte鐵路通信網(wǎng)路系統(tǒng)目前的發(fā)展現(xiàn)狀,在分析其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能的基礎(chǔ)上,提出lte網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用研究。研究發(fā)現(xiàn)lte通信網(wǎng)絡(luò)能夠有效提高城市軌道交通通信安全,提高列車(chē)運(yùn)行效率,保證列車(chē)安全運(yùn)營(yíng)。

根據(jù)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn),分析了城市軌道交通計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)相對(duì)于國(guó)鐵計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的一些新需求;介紹了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)因之增加的與外圍設(shè)備的各種安全接口;詳細(xì)分析了城市軌道交通的這些新需求、與外圍設(shè)備的各種新接口對(duì)于聯(lián)鎖邏輯判斷所產(chǎn)生的一些變化和影響。

便攜式寬帶無(wú)線(xiàn)路由器(mifi)的普及對(duì)城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行的干擾日益加重,必須對(duì)基于通信的列車(chē)控制系統(tǒng)(cbtc)與mifi設(shè)備進(jìn)行共存抗干擾分析。為此,提出一種自適應(yīng)區(qū)間化的分布式協(xié)調(diào)功能(dcf)改進(jìn)方案,檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的mifi節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)并進(jìn)行區(qū)域劃分,對(duì)每個(gè)區(qū)域設(shè)置不同的競(jìng)爭(zhēng)窗口值以改善系統(tǒng)性能。分析車(chē)廂內(nèi)mifi設(shè)備的分布模型和mifi對(duì)cbtc車(chē)地通信的干擾模型,根據(jù)干擾的特點(diǎn)改進(jìn)傳統(tǒng)dcf方案,合理設(shè)置分區(qū)區(qū)間并預(yù)設(shè)競(jìng)爭(zhēng)窗口。在不同幀長(zhǎng)下計(jì)算改進(jìn)前后dcf方案的吞吐量、傳輸時(shí)延和傳輸失敗率等系統(tǒng)參數(shù),評(píng)估系統(tǒng)性能。分析結(jié)果表明,改進(jìn)dcf優(yōu)化方案可有效提高mifi干擾下的cbtc車(chē)地通信性能,實(shí)現(xiàn)一定程度的兩者共存。

城市軌道交通CBTC信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信抗干擾技術(shù)研究_