城市轨道交通CBTC系统区域控制器的研究与仿真

摘要

随着计算机技术、无线通信技术和控制技术的飞速发展,基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control System,CBTC)必将代替原有的列车运行控制系统,成为城市轨道交通列车运行控制系统的发展趋势。CBTC系统是连续的自动列车控制系统,其通过高精确度的列车定位技术和双向、大容量的车地通信技术,实现列车按照移动闭塞制式追踪运行,使列车可以以更短的追踪间隔安全运行。移动闭塞技术代表了未来闭塞制式的发展方向,基于移动闭塞的CBTC系统是CBTC系统发展的高级阶段,采用移动闭塞技术的区域控制器又是CBTC系统的地面核心设备,其通过计算并向列车发送移动授权MA来完成安全控车。因此,对ZC子系统进行仿真研究意义重大。
　　 CBTC技术在国外比较成熟,而国内在这方面的研究还处于初级阶段。本论文以城市轨道交通CBTC系统为研究背景,分析了区域控制器在CBTC系统中的作用和地位,对比准移动闭塞,介绍了移动闭塞的工作原理,提出了移动闭塞追踪间隔模型,并通过Matlab仿真证明了移动闭塞可以有效的缩短列车追踪间隔时间,提高运行效率,从而提出了基于移动闭塞的CBTC系统的优势。
　　 ZC作为CBTC系统的地面核心设备,具有列车管理、MA计算及ZC切换等主要功能,本论文在分析了这些功能的基础上,提出了ZC仿真子系统的设计方案,编制了区域控制器功能仿真软件,实现了列车注册注销、列车管理、MA计算及ZC切换等主要功能。同时,实现了车载与联锁子系统的简易仿真,搭建了区域控制器与车载子系统、联锁子系统的通信平台。
　　 本论文在研究了区域控制器工作机理和功能的基础上,重点设计了区域控制器的功能仿真系统。系统仿真采用软件编程的思想,以Visual C++6.0作为系统的仿真工具,在Windows平台上实现了ZC子系统的仿真；采用SQL Server2000创建了ZC仿真子系统的内部数据库,其中包括静态数据库和动态数据库。系统设计的软件架构采用模块化方式,可扩充性强,维护方便。同时设计了简易的车载设备仿真系统和联锁设备仿真系统,采用局域网的方式作为ZC子系统的通信平台,列车可以在该仿真平台上实现注册注销、线路上正常运行、跨区运行,同时还可以实现两车追踪运行。
　　 最后,总结了论文的研究工作,并提出了需要继续研究的方向。