城市軌道交通軌旁設(shè)備半物理模擬系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化步伐的加速推進(jìn)和城市人口數(shù)量的激增，城市軌道交通以其安全快捷、節(jié)能環(huán)保且不受路面影響等優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多地應(yīng)用在我國(guó)的大中型城市中，逐漸成為解決城市交通擁堵的有效手段。基于通信的列車控制系統(tǒng)(Communication Based Train Control，CBTC)作為當(dāng)今最先進(jìn)的城市軌道交通控制系統(tǒng)，已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外多個(gè)城市的軌道交通項(xiàng)目中。作為城市軌道交通控制的重要組成部分，列控系統(tǒng)軌旁設(shè)備的仿真不僅可以模擬進(jìn)路排布、

2、列車運(yùn)行等運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，為系統(tǒng)測(cè)試提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);同時(shí)還能進(jìn)行列車群控制、行車壓力測(cè)試等研究工作。因此，城市軌道交通軌旁設(shè)備模擬系統(tǒng)的研究在系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證及相關(guān)科學(xué)研究方面具有重要的意義。
　　本文依托于CBTC模擬測(cè)試平臺(tái)，以軌旁設(shè)備模擬系統(tǒng)為研究對(duì)象，提出了了基于統(tǒng)一建模語(yǔ)言(Unified Modeling Language，UML)與有色Petri網(wǎng)(ColoredPetri Net，CPN)相結(jié)合的軌旁模擬系統(tǒng)建模方法，設(shè)計(jì)了軌

3、旁模擬系統(tǒng)與仿真平臺(tái)其它系統(tǒng)之間的接口，完成了模擬軟件的開發(fā)。
　　本文首先從城軌列控系統(tǒng)軌旁設(shè)備測(cè)試與驗(yàn)證的需求出發(fā)，提出了UML和CPN結(jié)合建模的方法，建立了軌旁設(shè)備模擬系統(tǒng)UML模型，通過(guò)UML狀態(tài)圖到CPN模型等效方式將其轉(zhuǎn)化為CPN模型，并在CPN Tools環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證分析，證明了所建模型的正確性。
　　其次，本文從軌旁系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)角度將其分為兩個(gè)部分:交互通信部分和邏輯功能部分。在交互通信部分實(shí)現(xiàn)中，重點(diǎn)介

4、紹了繼電半物理接口的設(shè)計(jì)，分析了CAN總線分布式通信的基本原理和具體應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，介紹了軌旁設(shè)備用到的繼電組合，設(shè)計(jì)了在實(shí)驗(yàn)室條件下的軌旁設(shè)備繼電組合。針對(duì)功能實(shí)現(xiàn)部分，利用Visio Studio2010開發(fā)了軌旁模擬系統(tǒng)軟件，對(duì)主要功能流程做了說(shuō)明，并提出了應(yīng)答器定位、軌道區(qū)段占用搜索以及故障模擬設(shè)置等算法。
　　最后，分別完成了CAN通信測(cè)試、繼電組合測(cè)試和軌旁模擬軟件功能測(cè)試，并通過(guò)與其他系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了軌旁半物理模擬系統(tǒng)的