基于貝葉斯網(wǎng)絡城市軌道交通CBTC系統(tǒng)SIL

基于cbtc信號系統(tǒng)的業(yè)務模型,從網(wǎng)絡安全法、工控信息安全和網(wǎng)絡安全等級保護等國家相關(guān)法規(guī)、標準角度出發(fā),分析了城市軌道交通信號系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全防護現(xiàn)狀以及存在的安全隱患,提出了一種信號系統(tǒng)網(wǎng)絡安全防護方案,可全面防護信號系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全。

為了補充cbtc應用在城市軌道交通的發(fā)展中的演化特點的研究,結(jié)合中國的可持續(xù)發(fā)展背景,采用文獻研究法研究城市軌道交通的研究趨勢,并進一步了解基于通信的列車控制(communicationbasedtraincontrol,簡稱cbtc)技術(shù)應用發(fā)展與演化,采用內(nèi)容分析法對cbtc技術(shù)應用演化進行了分析研究。

以西南交通大學的cbtc仿真與性能分析系統(tǒng)為平臺,詳細研究了列車運行的能耗算法,針對不同的線路和不同類型的列車,通過仿真均能得到列車行駛過程中的速度狀態(tài)和列車牽引能耗以及再生制動能的關(guān)系。該研究為今后利用此平臺,以節(jié)能為目標進行系統(tǒng)性能優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

依據(jù)cbtc互聯(lián)互通的目標,提出cbtc互聯(lián)互通的實施原則和設計原則,確定適合系統(tǒng)互聯(lián)互通的車-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實現(xiàn)互聯(lián)互通的詳細技術(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:本方案滿足系統(tǒng)互聯(lián)互通要求,為城市軌道交通cbtc信號系統(tǒng)的招標采購及其國產(chǎn)化提供參考。

總結(jié)了城市軌道交通既有cbtc(基于無線通信的列車控制)系統(tǒng)設計的技術(shù)特點,分析了當前已經(jīng)處于研究階段或工程實施階段的典型下一代cbtc系統(tǒng)的設計方案。在此基礎(chǔ)上,預測了下一代cbtc系統(tǒng)幾個可能的發(fā)展方向及其特點,評估了這些發(fā)展方向面臨的技術(shù)風險以及產(chǎn)品化所需的時間。

簡單介紹城市軌道交通cbtc列車控制系統(tǒng)中的無線通信系統(tǒng),闡述無線通信系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)配置、硬件結(jié)構(gòu),以及無線通信技術(shù)在實際應用過程中存在的問題及改進方向。

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)運送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運送能力、效率與信號系統(tǒng)密切相關(guān),以速度控制為基礎(chǔ)的列車自動控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過對城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認識上,進行地鐵信號施工要點及安全防護等的具體闡述。

通過分析城市軌道交通車輛共享、運營維護、公平競爭等方面對互聯(lián)互通的需求,論證了城市軌道交通互聯(lián)互通的可實施性,并主要介紹歐洲modurban樣板工程的實施情況,在借鑒國外互聯(lián)互通項目成功實施的經(jīng)驗基礎(chǔ)上,提出城市軌道交通互聯(lián)互通的設計要求和設計方案。

針對城市軌道交通大量開展的互聯(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,開展了對互聯(lián)互通cbtc系統(tǒng)驗證平臺的研究工作,以實驗室驗證平臺和試驗線現(xiàn)場驗證平臺為主要載體,綜合了仿真模型和實物驗證的功能,為下一步的互聯(lián)互通示范工程建設提供參考和借鑒。

近年來,基于通信的列車運行控制系統(tǒng)(cbtc)以其顯著優(yōu)勢,逐漸成為城市軌道交通信號系統(tǒng)的首選方案。傳統(tǒng)的聯(lián)鎖技術(shù)為了支撐cbtc控制列車運行的高效、安全性,引入了一個新的功能——保護進路功能。結(jié)合北京地鐵8號線升級工程對cbtc系統(tǒng)中的保護進路引入的原因,保護進路的設置原則,以及保護進路的辦理方式、檢查條件、解鎖方法等相關(guān)內(nèi)容進行了詳細的闡述。

cbtc(基于通信的列車控制)系統(tǒng)是一個安全苛求系統(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營效率和行車安全。研究了在試驗室條件下cbtc系統(tǒng)功能驗收測試方法。簡要介紹了cbtc系統(tǒng)的組成和各子系統(tǒng)功能,重點闡述了測試案例的設計原則和方法、實驗室仿真測試平臺的構(gòu)成以及故障-安全功能測試方法。該方法和工具已在實際工程中得到了應用。

基于無線通信的列車自動控制(cbtc)系統(tǒng),已在城市軌道交通信號系統(tǒng)中廣泛采用,這對信號系統(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,縮短行車間隔,實現(xiàn)列車自動運行奠定了基礎(chǔ)。文章主要分析城市軌道交通cbtc系統(tǒng)車載信號的應用。

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)運送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運送能力、效率與信號系統(tǒng)密切相關(guān)，以速度控制為基礎(chǔ)的列車自動控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過對城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認識上，進行地鐵信號施工要點及安全防護等的具體闡述。

描述了列車速度控制基本模型,提出了簡化的列車運行仿真方法;建立了基于統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及仿真參數(shù)的仿真計算平臺,將cbtc系統(tǒng)投入工程應用所需確定的追蹤間隔、折返間隔、閉塞設計、信號控制等一系列相關(guān)參數(shù),通過統(tǒng)一的平臺進行計算;解決了傳統(tǒng)牽引仿真無法提供信號系統(tǒng)工程應用及設計所需參數(shù)的問題,構(gòu)建了cbtc系統(tǒng)工程化設計的有力工具。

針對目前軌道交通運營管理無法實時掌握客流情況的現(xiàn)狀,在全網(wǎng)各站點閘機實時數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合agent仿真技術(shù)對進站客流建模,建立全網(wǎng)絡條件下軌道交通客流分布模型.快速、全面地對軌道交通各個站點、線路之間的客流分布、運行情況進行直觀仿真.通過向運營企業(yè)提供列車實時客流參數(shù),使其可以全面把握全網(wǎng)各站點、各列車的實時客流情況,以此及時調(diào)整列車運行方案.另外,出行者也可以通過手機客戶端了解網(wǎng)絡客流狀況,根據(jù)自身情況選擇合適的出行方案.

城市軌道交通cbtc聯(lián)鎖系統(tǒng)是復雜的安全苛求系統(tǒng),為確保其開發(fā)的正確性和安全性,研究采用基于hcpn的cbtc聯(lián)鎖系統(tǒng)進行分層建模的方法,以緩解系統(tǒng)狀態(tài)空間的爆炸問題。概述城市軌道交通cbtc聯(lián)鎖系統(tǒng)及hcpn建模方法,基于hcpn對城市軌道交通cbtc聯(lián)鎖系統(tǒng)進行建模,并為了增強模型的可重用性和提高建模效率,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建基于hcpn的城市軌道交通cbtc聯(lián)鎖系統(tǒng)分層模型框架,建立一個參數(shù)化的可重用模型模板,符合聯(lián)鎖系統(tǒng)規(guī)范,適用于各類型車站。

參照基于通信的列車控制(cbtc)系統(tǒng)的基本原理,設計了cbtc制式下的模擬運行控制硬件系統(tǒng)和列車控制系統(tǒng).根據(jù)系統(tǒng)連鎖關(guān)系和運營時刻表,制定了列車、信號機、轉(zhuǎn)轍機的控制邏輯,在vc++平臺開發(fā)了控制中心軟件系統(tǒng).經(jīng)調(diào)試,該系統(tǒng)能夠模擬實現(xiàn)基于無線通信的列車運行控制、列車運行間隔自動防護和列車自動監(jiān)控等基本功能.

cbtc系統(tǒng)是目前國內(nèi)各大城市軌道交通系統(tǒng)中信號系統(tǒng)的主用系統(tǒng)，而其中dcs（通信）子系統(tǒng)負責實時雙向傳輸車載與地面之間的數(shù)據(jù)信息，成為了cbtc系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一個子系統(tǒng)。本文從技術(shù)、經(jīng)濟及應用型方面對各種無線通信技術(shù)組網(wǎng)方案進行對比分析。

城市軌道交通網(wǎng)絡是城市公交系統(tǒng)的重要組成部分。以北京地鐵和深圳地鐵為研究對象，建立兩個城市的軌道交通網(wǎng)絡模型，利用兩個城市的地鐵乘客刷卡數(shù)據(jù)，估計城市軌道交通需求od；基于復雜網(wǎng)絡理論分析兩個城市軌道交通網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，提出城市軌道交通網(wǎng)絡脆弱性的評價指標；建立城市公共交通雙層網(wǎng)絡，對城市軌道交通網(wǎng)絡的脆弱性進行更深層次的分析。研究結(jié)果表明：北京市與深圳市軌道交通網(wǎng)絡脆弱邊地理分布很相似，深圳市軌道交通網(wǎng)絡平均而言更加脆弱；軌道交通網(wǎng)絡的脆弱性與其網(wǎng)絡復雜度密切相關(guān)；城市常規(guī)公交網(wǎng)絡可以降低城市軌道交通系統(tǒng)的脆弱性。

針對城市軌道交通環(huán)境內(nèi)乘客日益增長的無線寬帶上網(wǎng)及信息獲取等需求,提出在軌道交通環(huán)境建設wifi系統(tǒng)的主要技術(shù)方案,主要包括軌道交通站廳、站臺以及列車車廂內(nèi)的wifi覆蓋方式。并對軌道交通隧道環(huán)境下建設wifi系統(tǒng)方案進行重點分析,結(jié)合各種情況提出建議措施。最后對軌道交通環(huán)境下的wifi系統(tǒng)應用進行介紹。

本文介紹了軌道交通環(huán)境中建設wlan網(wǎng)絡的技術(shù)要求及常見應用,對軌道交通wlan網(wǎng)絡在軌道交通運營方面、商業(yè)經(jīng)營方面的影響進行了重點分析,最后提出了軌道交通wlan網(wǎng)絡的發(fā)展前景。

對我國主要城市軌道交通網(wǎng)絡魯棒性進行仿真研究,有助于保證我國軌道交通網(wǎng)絡的穩(wěn)定安全運營。魯棒性需要著重研究樞紐站點相對于全局的作用,傳統(tǒng)方法直接將地理網(wǎng)絡拓撲化未突出重要站點,或者直接忽略一般站點對網(wǎng)絡的作用來突出樞紐站點,兩者均存在一定偏差?；趫D論和復雜網(wǎng)絡理論,提出一種改進的賦權(quán)網(wǎng)絡魯棒性評價方法,全面考慮一般站點與重要站點,從多個靜態(tài)指標衡量網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)魯棒性,并動態(tài)仿真站點受到破壞后網(wǎng)絡性能的變化。結(jié)果顯示,深圳軌道交通網(wǎng)絡綜合魯棒性能較強,杭州和西安軌道交通建設發(fā)展較均衡,鄭州軌道交通網(wǎng)絡魯棒性最差。通過增強軌道交通網(wǎng)絡的集聚效應,增加可換路徑,縮短換乘距離能夠提高網(wǎng)絡魯棒性。