基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统.pdfVIP

第36卷 ，第4期 中 国 铁 道 科 学 V01．36 No．4 2015年 7月 CHINA RAILWAY SCIENCE July，2015 文章编号：1001-4632 (2015)04—0139—06 基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统 白紫熙，周磊山，唐金金 (北京交通大学 交通运输学院，北京 100044) 摘 要：由实物模型子系统、控制子系统和智能调度子系统搭建基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿 真系统。采用实物微缩模型与抽象模型相结合 的方法，构建列车运行控制过程的半实物仿真环境及仿真算法； 基于DxdcNet／LocoNet通信协议 ，定义用于各子系统间数据交互 的数据格式及通信协议；采用 C#编程语言编 制相关系统软件。对以京津城际铁路为背景搭建的基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统进行测试， 结果表明：可以直观地仿真三显示 、四显示和准移动闭塞模式下的列车运行全过程，在 1h内完成全 日运行图的 行车组织过程演练并获取相关数据，为列车运行计划的编制和安全实施提供科学依据。该系统已投入实际使用， 并在调度指挥教学、运行图动态性能检测等方面均取得了良好效果。 关键词 ：列车运行仿真；半实物仿真；仿真模型；仿真算法；通信协议 中图分类号：U292．4：TP391．9 文献标识码：B doi：10．3969／j．issn．1001—4632．2015．04．22 铁路半实物仿真就是利用微缩的线路模型、信 号联锁闭塞设备模型和列车模型等，通过计算机采 1 半实物仿真系统结构与功能模块 集实物模型的状态，控制实物模型的动作，使其具 设计 备铁路列车控制的特点。近年来，高校、铁路企业 等纷纷建立铁路列车运行控制的半实物仿真系统， 半实物仿真实际是将硬件实物与计算机逻辑对 在理论与方法上均取得了较多的成果。文献 [1] 象、列车运行图相关联，从而按照实际的列车运行 探讨了行车调度指挥与实物沙盘上列车控制结合的 图通过计算机模拟控制半实物沙盘上全部列车模型 基本方法，设计 了管控一体化双层模型。文献 的运行过程。对比分析实际列车运行的控制过程， [2—4]着重分析了基于对象 Petri子网模型的列 笔者设计的半实物仿真系统如图1所示，包含 3个 车运行仿真。文献 [5]介绍了可应用于教学和培 部分：实物模型子系统、控制子系统和智能调度子 训的高速铁路行车调度指挥仿真实验平台。但是上 系统。具体设计如下。 述仿真系统或方法并不是运行图驱动下列车运行的 (1)实物模型子系统采用 1：87的比例，构建 动态仿真，难以满足实际教学和现场的需求，例如 线路、道岔、信号机及列车模型，形成半实物沙盘 通过半实物仿真系统研究合理的运输组织方法，分 的实物部分。 析不同运行图铺画方式下列车运行方案的可靠性， (2)控制子系统由轨道电路、信号线、控制总 验证列车运行主要参数等。因此合理构建列车运行 线、信号处理模块和电源组成。控制子系统通过轨 模型，以列车运行图为数据驱动源，协同处理列车 道电路感知半实物模型的状态，包括道岔位置、轨 运行计划、线路、信号及列车运行过程控制，实现 道单元 占用状态、信号机状态和列车位置与速度。 对铁路调度指挥和列车运行控制过程的半实物可视 由控制子系统的信号处理模块通过 COM 接 口将这 化智能lh动推演，这对铁路管控一体化运输组织模 些信息传输给智能调度子系统，智能调度子系统根 式的验证、列车运行计划的安全评估、人才培养和 据这