CBTC仿真系统中列车控制系统的设计与实现

摘要

本论文主要完成了基于CBTC(Communication Based Train control，即基于通信的列车控制系统)的列车控制仿真系统的设计与实现。通过对该仿真系统的研制、运行和测试，探索并验证基于无线通信列车控制系统的列车自动驾驶、列车自动防护及部分列车自动监督等关键技术。整个系统采用半实物模拟的形式实现无线通信列车控制的仿真。通过采用列车模型、车载控制器、车辆.地面数据通信系统、车辆定位装置以及控制计算机等相关硬件，配合以相应的软件来完成。
　　 论文系统的分析和总结了CBTC系统的国内外研究现状。通过对基于CBTC的列车控制系统的理论研究，设计了CBTC仿真系统中列车控制系统半实物实现的整体方案。
　　 首先，从整体上对CBTC系统原理和结构作了概述，并对基于CBTC的列车控制系统中的列车自动运行、列车自动防护及列车自动监督等操作模块的功能进行了较为详细的功能需求分析，接着对CBTC仿真系统中列车控制系统的功能进行了阐述。
　　 然后，根据对基于CBTC的列车控制系统功能的需求分析，将系统设计分为硬件设计和软件设计两大部分。系统硬件部分的设计主要有：中央控制模块的设计，电机驱动模块的设计，列车定位模块的设计以及无线通信单元的设计；在各个模块的设计中给出了相应电路原理图及原理图说明。系统软件部分的设计主要有：数据通信系统软件模块设计，车载控制中心软件设计；在给出设计的同时，还对各模块软件进行了实现，并对实现结果作了说明。
　　 最后，结合系统硬件和软件的设计，对基于CBTC的列车自动控制系统的列车自动驾驶、列车自动防护以及部分列车自动监督等功能进行设计与实现，并在此基础上，使用沙盘和小车等半实物对系统功能进行了仿真，并对半实物仿真结果作了分析，从而完成了对列车控制系统关键技术的探索与验证。