新型列控系统列车追踪间隔的优化及效能评估

为了解决地铁列车运力不足,缩短列车追踪间隔,提出了新型列控系统、相对移动闭塞和协同运行三者相结合的方法,构建了列车通信协同运行模型。在该模型下,精细化前后列车冲突区域,对正线和站后折返最小追踪间隔分别优化建模,提出缩短追踪间隔的行车策略。经实际线路仿真计算,相比基于通信的列车运行控制系统(communication based train control, CBTC)列车通过能力提升了32.3%,且4A编组可以满足79.9 s的行车间隔。考虑缩短行车间隔对运营效能的影响,将运营效能量化为运输率、满载率、单位能耗、等车时间,对不同行车方案进行评估。结果表明,对于单向小时断面客流量小于6.4万的线路,通过调节行车间隔,4A编组在满足满载率下,比6A、8A编组能耗更小,等车时间更短。     

CTCS-2级列控系统在太中银线的应用与维护

从设备组成、实现的功能以及与其他系统的接口等方面,分析了CTCS-2列控系统在太中银线的应用情况,并对设备的维护提出了建议。     

CTCS-2级列控系统中应答器设置的探讨

由于轨道电路传输信息的局限性（18信息）,CTCS-2级列控系统增加了应答器作为车-地信息传输的补充设备,以确保列车能够获得足够的地面信息生成目标-距离模式曲线监控列车运行。因此,应答器设置的正确性与合理性将直接影响铁路行车的安全和运输的效率。     

基于多分辨率建模的CTCS-3级列控系统仿真支撑技术

列车运行控制系统是一个实时分布式的复杂系统,针对不同的应用目的和系统生命周期的不同阶段、不同的人员对列车、车载设备、地面设备、车-地信息交互过程等的侧重点和细节层次的不同,论述了基于多分辨率建模的仿真支撑技术及应用.系统论述了基于多分辨率的建模理论和方法、分布式仿真中聚合解聚问题和多分辨率模型并发运行时的解决方案,解决不同分辨率模型并发时的耦合一致性问题.设计基于HLA的分布式、交互式仿真体系结构,研究基于不同等级多分辨率的仿真支撑技术.     

动态间隔可调整的列控系统自主感知关键技术及应用

为提高铁路运输效率、优化列车控制、降低铁路运营维护成本,提出一种动态间隔可调整的列控系统方案,分析列控系统自主感知关键技术和动态间隔调整原理.研究基于卫星导航和惯性导航的组合定位技术,在差分定位和数字轨道地图的辅助下,实现列车连续无缝定位;研究基于三级告警机制的列车追踪预警方法和列车间隔动态调整策略.在京沈高速铁路进行了实测试验,结果表明:在列车高速运行环境下,差分定位误差均值为2.5m,数字轨道地图辅助的组合定位误差均值为1.5m,测试速度与列车实际速度误差±0.01%,满足动态间隔可调整的列控系统对列车运行状态精准、连续获取的需求.基于三级告警机制的列车追踪预警方法可以实时监测列车间隔变化并及时给出预警信号,为司机操作提供参考,保障列车安全运行.     

CTCS-4级列控系统关键技术研究

为了更安全高效地实现跨区域列车高速运行,并降低运维成本,提出了CTCS-4级列控系统将移除轨道电路等设备,移动闭塞列车追踪间隔数学模型,基于GPS差分技术的列车完整性检查,基于GNSS/INS的列车组合定位和LTE-R车地无线通信等关键技术.仿真结果表明:运用这些技术后,相比于既有的CTCS-3级列控系统,CTCS-4级列控系统在安全性、性能和成本等方面均有提升,运行更稳定和高效.     

CTCS-3列控系统中RBC的功能需求及切换

无线闭塞中心（RBC）是CTCS-3级列控系统中的核心设备,负责根据地面设备提供的信息及与车载设备的交互生成行车许可,使列车在RBC的管辖范围内的线路上安全运行,RBC与车载设备之间通过专用无线通信系统即GSM-R网络进行信息的互换。该文对CTCS-3列控系统中RBC的功能需要进行了分析;采用配备2部通信电台的车载设备进行了RBC切换过程分析,并在此基础上运用状态分析法对RBC切换过程进行了形式化建模和验证。     

CTCS3级列控系统中RBC的切换

无线闭塞中心(RBC)是CTCS-3级列控系统中的核心设备,负责根据地面设备提供的信息及与车载设备的交互生成行车许可,使列车在RBC的管辖范围内的线路上安全运行。RBC与车载设备之间通过专用无线通信系统即GSM-R网络进行信息的互换。为满足列车正常运营的需求,系统采用了GSM-R网络交织冗余覆盖方案,这样列车在运行过程中经过RBC的交界处时仍会收到来自GSM-R网络的信息。本文详细讨论了在两部电台都正常和只有一部电台可用的情况下,列车经过RBC边界处时RBC切换的具体过程和实现方法。     

CTCS-1级列控系统无线广播通信场景建模与验证

在高铁线路故障情况下,为了支持高铁动车组在普速线路上运行,国铁集团组织研究了高铁动车组利用普速线迂回运行系统.该系统车地间无线通信拟采用的无线单向广播方案,在现有的列控系统中从未使用过,对其进行建模与验证研究具有重要意义.通过分析CTCS-1级列控系统的总体技术规范,对无线广播通信场景进行详细设计和完善,采用SysML语言对场景建模,通过设计SysML-PRISM模型的转换规则将场景的SysML模型转换为概率模型,得到由信道模块、车站数据服务器（Station Data Server, SDS）模块、列车模块构成的无线广播通信场景概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对场景的概率模型进行描述和验证.结果表明：场景设计合理、无线单向广播通信方式可行、SDS规定的优先发送报文的次数应该为2次或3次.本文中对无线广播通信场景的研究能提早发现系统技术方案中可能存在的问题,为相关研究提供参考.     

基于强化学习的新型列控系统区间行车间隔控制方法

列车间隔控制是保证列车运行安全和提高列车行车密度的关键.基于车-车通信的新型列控系统能够感知更多的列车运行环境信息,缩小列车行车间隔,提升列车运行效率.本文将列车速度控制视为一个决策过程,采用强化学习算法来实现新型列控系统中列车区间速度的实时控制.首先,结合车-车通信获得所处环境的列车状态信息,采用蒙特卡洛树搜索算法实时生成列车动态速度调整序列;然后,通过动态规划算法对序列进行分析处理,并在此基础上,确定列车当前时刻所应采取的速度控制策略;最后,仿真模拟了多车在不同初始条件下的列车间隔控制运行场景.仿真结果表明,在相同场景下强化学习算法对比模糊控制算法在行车间隔控制的响应速度、调节时间、总体波动以及超调量上具有一定的优势.     

高速铁路列控系统维修决策支持系统研究

文章详细分析了高速铁路列控系统的设计背景、系统的硬件结构和数据流程、系统的实现功能和系统存在的缺陷与不足,通过该系统的研究应用使电务设备的检维修达到状态修,充分保证行车安全。     

基于漏泄同轴电缆的高速列控系统的设计

随着高速铁路和城市轨道交通的快速发展,传统的信号列控系统已经不能适应高密度、高速度和高安全性的行车需求,作为列控系统核心部分的车--地信息传输子系统则成为铁路信号技术研究的必然趋势.设计中提出的基于漏泄同轴电缆的列控系统,主要用来解决列车在隧道、地铁中行驶时车--地之间的实时双向通信问题,保证了控车信息在传输过程中的连续性,同时可以准确的判断出列车的上下行方向,进而实现了列车的实时追踪,确保了行车安全.     

铁路移动闭塞系统列车追踪运行的安全间隔

分析了我国铁路运输相比于城市轨道交通的特殊性和复杂性;从工程应用角度,确定了列车追踪运行安全间隔的确定依据和计算方法;对复线铁路平直线路上旅客列车追踪运行安全间隔进行了仿真试验;最后,给出了列车制动距离的控制方法．     

列车追踪运行仿真系统的研究与实现

列车追踪运行仿真系统将不同闭塞制式下的追踪列车间隔算法应用到cBTc仿真系统中,并在该系统平台上,分别模拟了不同闭塞制式（固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞）下列车追踪运行.对最小追踪列车间隔时间进行了验算,得出了3种闭塞制式下最小追踪列车间隔时间的计算结果.仿真结果表明固定闭塞的最小追踪列车间隔时间最大,准移动闭塞次之,移动闭塞最小.     

欧洲列控系统与中国列控系统的比较

随着列车速度的提高,行车密度的加大,信息量的增加,原有的信号控制系统已不能满足新的行车需求。介绍了欧洲列控系统的产生、发展及我国列控系统的分级,并对二者做了比较,为我国列控系统的发展指明了方向。     

CTCS-3级列控系统车载设备测试序列的优化

如何将测试案例组合成为最有效和最优化的测试序列,是车载设备测试的一个关键问题.将优化测试序列生成问题演化为邮递员问题,通过利用遗传算法解决邮递员问题的优势,将遗传算法应用于优化测试序列的生成.根据车载模式转换图构造测试子序列图,然后应用遗传算法求解得到优化测试序列.分析实验结果表明,此方法使得测试效率得到了大幅度提高,是一种优化测试序列生成问题的可行方法.     

基于列控系统车——地间信息传输方式的研究

本文详细介绍了列车运行控制系统车载设备与地面设备之间信息传输的几种方案,并结合我国铁路的实际情况分别讨论了每种方案的优缺点,提出一些自己的想法和建议。     

基于RUP的列控系统车载人机界面仿真器的研究与实现

提出了一种新型的车载人机界面仿真器模型,论述了基于Rational统一过程对该模型进行需求分析、总体设计和详细设计的过程,并应用统一建模语言和Rational可视化建模工具对模型的各种静态和动态视图进行了设计,最后利用VisualC＋＋编程语言对所模拟的车载人机界面进行了实现,证明了该模型是适用于基于通信的列控系统的．