高速铁路论文：CTCS2列控仿真系统环境模拟器的设计及研究报告

-.z论文：CTCS2列控仿真系统环境模拟器的设计与研究【中文摘要】CTCS2是基于ZPW2000系列轨道电路叠加点式应答器传输控车信息,并采用车地一体化设计的列车运行控制系统。中国对列控系统的仿真研究起步比较晚,现有CTCS2级列控系统的信号设计根本通过不断的现场跑车来测试,导致大量消耗现场人力和物力。高速铁路信号系统庞大,控制逻辑复杂,平安性要求高,其功能逻辑关系到列车的平安运行,因而通过计算机软件仿真的方法设计一套符合CTCS2级列控标准的环境模拟器仿真系统是非常有必要。通过车载设备和地面其它子系统的结合进展线路全线仿真,根据仿真的静态和动态数据进展事后统计分析,便于发现线路数据的正确与否,仿真系统的各项指标是否到达预期结果以及能快速的找到影响指标的因素。通过利用计算机仿真来模拟实际环境而进展科学实验,它具有经济、灵活、平安、可靠、可屡次重复使用的优点。而随着国家加大对铁路建立的投资,高速铁路大量建立,而高铁的建立经历还比较欠缺,如何确保列控各子系统的功能、硬件和软件等平安可靠工作,都可以通过计算机仿真找出最正确答案。本文通过研究CTCS2地面设备的技术规*,对CTCS2级列控环境模拟器仿真系统进展构造设计和功能需求分析,并用程序进展实现。本论文主要内容包括以下几个方面：仿真数据库的设计,线路静态数据和运行动态数据如何存储转发、如何解决数据库数据在实时多任务情况下的数据丧失更新问题；利用“三点检查〞进展区间、站内轨道电路占用出清判断,对轨道电路分路不良进展识别,对轨道故障的各种情况提出解决的算法；区间无源应答器报文的提取,车站有源应答器报文的提取,临时限速的设置和处理模块以及应答器故障的设计模块；环境模拟器与车载、联锁等子系统信息交互的网络通信模块。并通过系统联调,很好地到达了列控系统功能仿真的。本文采用计算机仿真各种应答器报文信息,可以检验报文编制正确与否,同时能很好的检查**提供的原始线路数据是否存在错误等。虚拟的轨道电路代替实体轨道电路能模拟各种轨道功能,减少轨道电路损耗。环境模拟器可以设置仿真各种工况下地面信号设备的工作情况,同时可以结合车载仿真系统进展全线仿真。在设计时各仿真子系统都预留接口,以便能和实体设备关联,这对高铁列控信号系统的研究以及工程设计都有借鉴意义。【英文摘要】CTCS2trainoperationcontrolsystemadoptVehicle-GroundintegrateddesignbasedonZPW2000seriestrackcircuitandpointtranspondertotransmittraincontrolinformation.ChinaTrainControlsystemsimulationstartedrelativelylate,thee*istingCTCS2traincontrolsystemsignaldesignneededtotestthroughcontinuouson-sitesports,resultinginalargenumberofhumanandmaterialresourcesconsumed.Asforthebigsignalsystem,plicatedcontrollogicofHighSpeedRailway,andhighsafetyrequirements,therightfunctionlogicTrainControlSystemisrelatedtothetrainoperationsafety.Therefore,itisnecessarytodesignaenvironmentsimulatorsimulationsystemthatissuitableforCTCS2conditionusingsoftwaresimulationmethod.Itcanbebinedwithtrainandothersubsystemacrosslinesimulation,throughlaterstatisticalanalysisbystaticanddynamicdataofthesimulation,tofindtheroutedatacorrectornot,eachinde*ofsimulationsystemreache*pectedresultsornotandcanquicklyfindthefactors.Throughtheuseofputersimulationtosimulatetheactualenvironmentforscientifice*periments,ithaseconomic,fle*ible,safe,reliable,reusableadvantages.Withtheincreasinginvestmentinrailwayconstruction,alotofhighspeedrailwayarebeingbuilded,butthee*perienceofbuildinghighspeedrailwayalsolack.Sohowtoensurethatthefunctionoftraincontrolsubsystems,hardwaresandsoftwaresareavailable,safeandreliable,anditcanuseputersimulationtofindthebestanswer.Thispaperusesprogramminglanguagestorealizeenvironmentsimulatorsimulationsystem’sstructureandanalysisfunctionrequirementthroughstudyingthegroundequipmenttechnicalspecificationofCTCS2.Thisthesismainlyincludesthefollowingaspects:thesimulationdatabasedesign,howtostoreandtransmitthedynamicandstaticdata,howtosolvethelostofupdatingdataprobleminreal-timemultitaskingsituations,intervalandstationtrackcircuitoccupyjudgmentwith“threepointscheck〞,trackcircuitshuntsadversetorecognize,andproposethesolutionalgorithmtoeveryrailfailuresituations,thee*tractionofintervalpassivebalisemessageandtheactivebalisemessage,temporaryspeedlimitsettingandprocessingmoduleandthedesignmoduleofbalisefailure,thenetworkmunicationmoduleofinformationinteractionofenvironmentsimulatorandvehicle,interlockingsubsystem.Throughthesystemalignment,welltoreachthegoaloffunctionsimulationfortraincontrolsystem.Thispapercansavetheformingprocessofthebalisetelegramwithputertosimulatebaliseinformation.Virtualtrackcircuitcansimulatevariousrailfunction,andreducethelossofthetrackcircuit.Environmentsimulatorcansimulatetheworkofground-signaldevicesundervariousconditions,andcandowholelinesimulationbinedwithvehiclesimulationsystem.Thesimulationsubsystemsinthedesignreserveinterface,soastoassociateentitiesequipment.Ithasreferencetoresearchtraincontrolsignalsystemofhighspeedrailwayresearchandengineeringdesign.【关键词】高速铁路环境模拟器数据库应答器轨道电路网络通信【英文关键词】highspeedrailwayenvironmentsimulatordatabasebalisetrackcircuitnetworkmunication【目录】CTCS2列控仿真系统环境模拟器的设计与研究

摘要

6-7

Abstract

7

第1章绪论

10-14

1.1研究背景

10-11

1.2国内外对列控系统的仿真研究

11-12

1.3CTCS2列控仿真系统研究意义

12

1.4论文主要内容

12-14

第2章CTCS2列控仿真测试平台系统分析

14-19

2.1CTCS2列控仿真平台系统简介

14-15

2.2CTCS2列控仿真平台设计目标

15

2.3CTCS2列控仿真平台系统构造

15-16

2.4CTCS2列控仿真平台各子系统功能分析

16-17

2.5CTCS2列控仿真平台数据流分析

17-19

第3章环境模拟器系统设计

19-25

3.1环境模拟器子系统概述

19

3.2环境模拟器功能需求及系统构造分析

19-23

3.2.1环境模拟器需求分析

19-20

3.2.2环境模拟器系统构造划分

20

3.2.3环境模拟器构架

20-21

3.2.4环境模拟器功能分析

21-23

3.3环境模拟器与其它子系统的接口

23-25

3.3.1环境模拟器与其它子系统的数据接口

23

3.3.2通信处理方案

23-25

第4章环境模拟器数据库的设计

25-38

4.1环境模拟器数据库的需求分析

25

4.2环境模拟器数据库方案选择

25-26

4.3环境模拟器数据库功能构造

26-27

4.4环境模拟器数据库的开发环境

27-28

4.5环境模拟器数据库数据管理实现

28-38

4.5.1数据表定义

28-31

4.5.2数据的存储及

31-36

4.5.3数据库管理难点解决

36-38

第5章轨道电路状态识别的程序设计

38-53

5.1轨道电路状态识别在仿真中的作用

38

5.2轨道电路状态识别软件构造

38-39

5.3区间轨道电路状态识别

39-46

5.3.1区间轨道电路正常占用出清检查

39-43

5.3.2区间轨道电路故障设置及复原

43

5.3.3区间轨道电路分路不良

43-46

5.4站内轨道电路状态识别

46-53

5.4.1站内轨道电路占用出清检查

46-53

第6章应答器的仿真设计

53-69

6.1应答器在仿真系统的作用及设计目标

53-54

6.1.1应答器在仿真系统的作用

53-54

6.1.2应答器仿真设计目标

54

6.2应答器报文规*简介

54

6.2.1应答器报文变量及数据包定义

54

6.2.2应答器用户报文构造

54

6.2.3用户信息包概述

54

6.3区间应答器模块

54-59

6.3.1无源应答器信息包解析

55-57

6.3.