城市轨道交通系统运行仿真平台的设计与实现

为研究不同客流状况下轨道交通的运行效率和应急方案效率评估,以及突发事件下应急策略的仿真和定量分析,提出了一种城市轨道交通运行仿真平台。该系统从列车运动模型、自动列车控制(ATC)系统结构模型、轨旁设备对象功能模型和移动闭塞系统模型等4个方面对城市轨道交通运行仿真系统进行建模。在此基础上,以VC++作为开发平台,结合计算机网络以及数据库技术,设计并实现了完整的地铁运行仿真平台。在时刻表的驱动下,仿真平台可以实现列车的自动运行。该系统以轨道交通8号线数据进行验证,仿真结果与真实时刻表达一致。     

基于OpenGL城市轨道交通视景仿真系统研究

本文主要就虚拟现实技术应用的城市轨道交通视景仿真系统进行了探讨和可行性研究。提出了基于开源系统软件平台下设计实现城市轨道交通视景仿真系统的设计方法和技术手段,利用3dMax设计视景模型,OpenGL编写程序生成城市轨道交通视景系统,实验结果表明,应用以上方法生成的列车虚拟运行场景系统具有较好视觉效果。     

城市轨道交通CBTC自动控制系统及设计实践研究

为提高城市轨道交通CBTC自动控制系统的实时性,基于铁路数字移动通信系统(GSM-R)的列控通信系统,构建GSM-R首层模型、GSM-R下行链路模型和GSM-R信道模型,保证了列控数据传输的可靠性,降低了列控数据传输时延。最后,利用CPN Tools工具进行仿真。结果表明,所提基于GSM-R的列控通信系统模型,可完成数据帧在城市轨道交通列车与车站之间的传输与差错处理,实现了城市轨道交通CBTC的自动控制。相较于基于LTE-R的列控通信系统模型,所提模型最高运行速度提高了10 km/h,运行时间缩短了7 s,具有更好的实时性和追踪效率,能高效灵活地调整城市轨道交通列车的运行状态,且不容易受到信道质量的影响,为提高城市轨道交通CBTC自动控制系统的实时性提供了参考。     

城轨交通应急处置过程事件驱动仿真模型研究

从网络层面出发,将列车运行过程仿真与客流出行过程仿真结合在一起,研究城市轨道交通正常运营及故障应急处置过程的微观仿真问题。通过分析仿真系统的类结构、事件驱动模型的建立和仿真算法的总体流程等内容,设计开发了应急处置微观仿真系统,并以列车故障救援为例,对其处置过程的影响和效率进行了对比评价。采用微观仿真技术,可将完整的网络客运过程再现,实现精细化统计列车运行和乘客出行相关的时间和效率指标,为轨道交通突发事件应急处置方案的分析、决策和评价奠定坚实的基础。     

轻轨交通调度监控系统的仿真

阐述沈阳市轻轨列车调度仿真系统的设计与实现。该仿真系统将面向对象的方法应用于离散系统仿真,实现了列车时刻表和运行图的自动生成;调度中心采集列车运行数据,根据实现情况选择自动调度方式;系统提供模拟运行方式、在线控制方式及运行复示方式,通过演示了系统实现列车调度运行的动态演示。     

城市轨道交通车站通过能力仿真模型研究

以城市轨道交通站前接轨站和站后折返站为例分析了列车在车站的详细作业过程,提出了车站的抽象模型.基于车站模型设计了列车进路搜索算法,开发了车站列车运行过程仿真系统.该系统可以对城市轨道交通车站进行仿真建模,仿真列车在车站的作业过程,并进行车站通过能力的分析计算.     

轨道交通列车追踪运行模型及追踪间隔研究

轨道交通列车追踪间隔是制定及调整列车运行计划的基础,构建精确的列车追踪运行模型是研究列车追踪间隔的关键。根据列车追踪运行规律建立城市轨道交通CBTC列车追踪运行模型,采用Matlab编制程序对CBTC列车追踪运行进行仿真,设计快速迭代算法对列车追踪间隔进行求解。仿真所得列车运行曲线及相关数据与列车实际追踪运行情况一致,求解所得列车追踪间隔值与现场实际测量值一致,充分验证了模型的可用性及仿真精度。CBTC列车追踪运行模型及追踪间隔快速迭代算法可用于列车追踪运行方面的研究,为城市轨道交通运输组织优化与管理提供了理论依据。     

基于组件技术的列车自动监控仿真系统开发平台

针对轨道交通列车自动监控(ATS)仿真系统开发的需要和现状,提出并设计了一种基于组件技术的ATS仿真系统交互式开发平台.该开发平台通过对ATS仿真系统组件进行统一管理,绘制站场运行图,生成站场型数据,交付给仿真运行框架,最终实现ATS仿真系统.     

基于Qt的城市轨道交通运行特性的探讨与分析

在分析城市轨道交通控制系统特点基础上,提出交通运行特性探讨的必要性。从系统工程理论的角度,进行牵引计算仿真以及列车运行过程分析,在此基础上基于Qt平台分别从CBTC模式以及固定闭塞模式下进行列车安全运行间隔的探讨,为在工程中对城市轨道交通运行特性的控制提供了有效的理论和技术支持。     

考虑节能降耗的轨道牵引供电系统优化仿真模型

考虑到城市轨道牵引供电系统能耗主要受列车运行状态所影响,为降低牵引供电系统能耗,设计一种考虑节能降耗的轨道牵引供电系统优化仿真模型。此模型利用轨道交通列车的实迹运行图,构建基于实迹运行图的牵引供电系统能耗仿真模型,分析当下轨道牵引供电系统实迹运行信息、系统能耗状态后,由基于改进式鸽群算法的牵引供电系统节能优化模型,构建牵引变电系统能耗转化率最大化的,列车时刻表最优设计目标函数,通过改进鸽群算法求解此目标函数,获取牵引供电系统节能降耗优化时,列车时刻表的最优设计方案解。实验结果验证：此模型能将轨道牵引供电系统的能耗转化率提高9.04%,节能降耗效果显著。     

移动闭塞列车自动防护系统仿真平台研究

研究列车防护系统优化问题,列车自动防护系统应在移动闭塞列控系统中保证行车安全,对列车运行的速度和时间间隔应进行优化控制,提高线路运力。为此提出建立移动闭塞列车自动防护系统仿真平台,实现对移动闭塞列车的运行进行追踪,预测列车下一阶段的运行策略,并对列车的安全追踪间隔进行实时控制。通过建立列车最小安全追踪间隔模型,使仿真平台实现了列车运行安全监控功能。经过对不同条件下列车的运行进行仿真分析,结果表明,仿真平台的防护系统能够保证列车的运行安全。     

考虑车数限制的城市轨道交通非对称时刻表优化

在城市轨道交通中,优化时刻表是提高能效、改善乘客体验的重要手段.潮汐客流给时刻表的优化带来了较大的困难.此外,地铁建设期购置多少列车、运营期如何在有限车数下制定时刻表也是常常被忽视的问题.对此,以列车发车间隔为决策变量,构建列车运行模型以及乘客行为模型,考虑车数限制条件,设计列车能效与乘客体验的优化目标,建立一个非线性多目标优化问题.该问题采用NSGA-II算法进行求解.以某城市某条地铁线路为算例,通过放宽车数限制最多可以节能11.1%,同时增加车辆储备带来的边际效益递减;通过设计非对称的时刻表,可以在列车能效上最多得到4.6%的优化.当客流具有潮汐特征时,通过设计非对称时刻表可以带来显著的收益.     

ATS仿真培训系统列车模拟运行的设计与实现

通过VC++中ActiveX控件制作方法设计出上海地铁8号线ATS仿真培训系统中列车模型,并通过列车时刻表数据存放列车运行时所需的一些数据信息,此时刻表数据以XML格式存储,在对时刻表数据进行解析时采用目前比较流行的TinyXml。最后还给出此仿真培训系统的列车正常模拟运行的结果。     

OLE自动化技术二次开发Microsoft Publisher

以列车时刻表为例,以VisualC＋＋为工具,介绍利用OLE自动化技术对Microsoft Publisher开发,实现自动编制时刻表。利用此技术,设计实现了列车时刻表智能编排系统,该系统在中国铁道出版社试用后,效果良好。     

具有极大时间约束的轨道交通系统的周期分析

运用极大–加代数方法研究具有极大时间约束的轨道交通系统的周期运行规律.分别建立具有两个车站的双回路城际轨道交通系统和具有n个车站的单回路城市轨道交通系统的极大–加线性模型.对于前者,运用系统状态矩阵的周期性,证明各个车站第k次与第(k+2)次的发车时间间隔相同;对于后者,运用状态变量的线性替换,证明在任何初始状态下,系统经过一次循环便可进入周期稳态运行,即列车连续两次到达同一车站的时间间隔相同.周期时间分析有利于轨道交通系统列车时刻表的编排和周期运行方案的设计.为验证本文结果的实用性和有效性,给出周期时间分析在列车调度和线路规划中的应用例子.     

城市轨道交通CPSS平台构建研究

城市轨道交通系统同时涉及工程复杂性和社会复杂性，呈现动态性、开放性、交互性、自主性等特征，是社会物理信息系统（Cyber-physical-social system，CPSS）的典型代表，传统的仿真技术难以对其进行全面的研究和分析.本文研究并构建了城市轨道交通CPSS平台（包括物理系统模型、社会系统模型、Cyber系统模型），建立相应的计算实验平台和综合评估系统，描述其详细功能.通过CPSS平台可进行各种极限和常规实验，对城市轨道交通在正常情况下的评估优化和在突发事故下的应急管理进行研究，提高对城市轨道交通的建模、评估、分析和优化能力，还可为运行方案评估与规划、城市轨道交通设计、应急预案评价与优化、人员培训等方面提供技术支持.     

基于大数据技术的城市轨道交通监控系统设计

轨道交通是现今城市交通领域的关键构成部分，可以有效缓解大型、中型城市交通压力。城市轨道交通线路复杂、运营频率较高，为轨道交通监控带来了较大的阻碍，影响轨道交通运营的安全，提出基于大数据技术的城市轨道交通监控系统设计研究。设计系统沿用现有系统硬件单元，基于大数据技术开发与完善软件模块，包括冗余通信控制模块、轨道交通列车定位模块、轨道交通运营数据采集与挖掘模块与轨道交通运营异常监控模块。通过运营数据采集、处理与应用，判定轨道交通运营状态，实现了城市轨道交通监控系统的运行。实验数据显示：应用设计系统获得轨道交通运营数据处理效率最大值为18.8 kB/s,轨道交通监控结果准确率为100%,充分证实了设计系统监控性能更佳。     

城市轨道交通列车自动防护系统软件设计

从当前国内城市轨道交通信号系统的实际需求出发,提出一种列车自动防护(ATP)系统。确定基于通信的列车运行控制系统中ATP子系统的开发目标和功能划分,给出系统设计方案和实现方法。使用沈阳地铁1号线的线路数据在仿真平台上进行测试,运行结果表明,该ATP系统能够满足设计目标和要求。     

城市轨道交通综合监控系统仿真平台的发展研究

城市轨道交通综合监控系统仿真平台能够有效培养地铁从业人员,提高地铁调度、运营、维护人员的水平,近年来城市轨道交通综合监控系统软件的应用研究已更侧重于线网建设、深度集成、智慧车站、无人驾驶、综合安防及运维、云平台、大数据等领域,传统的城市轨道交通综合监控系统仿真平台已无法满足当前城市轨道交通综合监控系统建设和运营的需要。本文从轨道交通综合监控仿真平台的发展,对未来城市轨道交通综合监控系统仿真平台建设做一个展望。     

基于仿真列车运行的时刻图编制方法

为了实现城市轨道交通的高效运输,在研究了城市轨道交通与铁路交通的差别后,提出了适用于城市轨道交通,基于仿真的列车运行时刻图编制方法.通过仿真列车在交通线路上的运行情况,将仿真结果作为运行时刻图,能按不同的时间区段来调整运行时刻图,以满足城市交通的运能需求与节能需求.在真实生产中取得了良好的经济效益.