面向矿物运输的列车运程应急驾驶技术研究

摘要

铁路矿物运输具有全天候、大运量、环保等特点，在矿物运输的发展历程中长期处于重要地位。传统铁路矿物运输的信号系统存在自动化水平低的缺点，这将影响矿物运输系统的运营效率。
　　近年来，随着无线通信和卫星定位等新兴技术的发展，使构建全自动无人驾驶的矿物运输系统成为了可能。基于客运列车无人驾驶技术研究的成功经验，针对矿物运输的特点，研究无人驾驶的矿物列车在系统故障状态下的应急处理技术具有重要的实际意义。
　　本文以澳大利亚某矿物运输线路为研究背景，针对该矿物运输具有的长距离、单线运行的特点及无人驾驶的需求，基于既有CBTC运行控制体系架构，提出了一种列车远程应急驾驶系统方案，并完成了系统硬件架构设计，在此基础上，完成了远程应急驾驶系统核心功能软件的设计，并对车载应急驾驶单元进行了安全性可靠性分析，最后搭建了系统原理样机及仿真测试环境，验证了系统的主要功能。论文主要工作如下:
　　首先，基于既有CBTC运行控制体系架构，提出了一种列车远程应急驾驶系统的总体方案。
　　其次，完成了列车远程应急驾驶系统硬件架构设计，应用马尔科夫过程理论，对车载远程应急驾驶系统进行了建模，并分析了该系统的可靠性及安全性。
　　然后，设计了列车远程应急驾驶系统的核心功能软件，包括车载远程应急驾驶系统软件模块和中央远程应急驾驶系统软件模块。
　　最后，研制了列车远程应急驾驶系统原理样机并搭建了仿真测试环境，在此基础上，对系统的主要功能进行了测试，验证了本文提出的面向矿物运输的列车远程应急驾驶系统的有效性。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 课题研究背景

1．2 应用与研究现状

1．3 论文主要研究内容

2 远程应急驾驶系统总体设计

2．1 现有列车运行控制系统应急处理技术分析

2．2 铁路矿物运输常见故障分析

2．3 面向矿物运输的远程应急驾驶系统设计

2．3．1 远程应急驾驶系统设计

2．3．2 远程应急驾驶系统控制策略分析

2．3．3 远程应急驾驶系统功能分解

2．4 本章小结

3 远程应急驾驶系统硬件架构设计及性能分析

3．1 系统硬件架构设计

3．1．1 车载远程应急驾驶系统硬件架构设计

3．1．2 中央远程应急驾驶系统硬件架构设计

3．2 系统性能分析

3．2．1 失效率计算

3．2．2 车载远程应急驾驶系统安全可靠性分析

3．2．3 车载控制单元安全可靠性分析

3．3 本章小结

4 远程应急驾驶系统软件设计与实现

4．1 系统软件总体设计

4．1．1 系统接口关系

4．1．2 数据结构设计

4．2 系统软件设计

4．2．1 车载远程应急驾驶系统软件设计

4．2．2 中央远程应急驾驶系统软件设计

4．3 本章小结

5 测试验证

5．1 测试环境搭建

5．2 测试方案设计

5．3 系统仿真验证

5．4 本章小结

6 总结

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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