城市轨道交通列车控制仿真模型研究

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1、城市轨道交通列车控制仿真模型研究徐意运输系统工程技术研宄中心摘要：列车运行控制系统的应用，有效地提高Y城市轨道交通的运行效率.由于缺乏相关的技术参数，应用传统牵引计算理论方法的列车运行控制仿真系统，若未充分考虑系统控车的特性，在工程应用中控制的精度将无法保证.本文着重考虑信号系统工程设计的限制条件，将列车的加减速性能和速度控制策略作为主要研宄对象，构建基于能量守恒原理和信号控制条件的列车速度控制仿真模型.在此基础上设计仿真模型，实现所需要的系统功能结构和仿真流程，并开发形成软件系统.在实际运行线路案例研宂中，

2、与采用通用列车运行仿真系统获得的结果比较，验证本文所建仿真模型的精度和工程适用性.关键词：城市交通;仿真模型;能量守恒;列车控制;信号系统;作者简介：徐意(1977-),男，湖北黄梅人，副研宄员，硕士.hlwxy@sina.com收稿日期：2017-03-13基金：中国铁道科学研究院基金重大课题项目(2016YJ053)ModelingandSimulationforTrainsControlinUrbanRailTransitXUYiCenterofNationalRailwayIntelligentTra

3、nsportationSystemEngineeringandTechnology，Signaling&CommunicationResearchInstituteofChinaAcademyofRailwayScience;Abstract：Theapplicationoftraincontrolsystemeffectivelyimprovestheoperationalefficiencyofurbanrailtransit.Whiletraditionalcalculationmethodsfortr

4、aintractionisquitedifficulttomeetthesimulationprecisionintheimplementationoftraincontrolduetolackingofrelatedtechnicalparametersandwithoutconsiderationoftheeffectfromtraincontrolsystem.Atraincontrolsimulationmodelbasedonenergyconservationisthenproposedinthi

5、spapermainlyconsideringtheconstraintsfromsignalingsystemsandfocusingontheacceleratinganddeceleratingfeaturesoftrainsandvelocitycontrolstrategy.Thefunctionandflowchartfortheproposedsimulationmodelarcgivenbeforeitisimplemented.Thecasestudiesforarealurbanrailt

6、ransitlinearecarriedouttoverifythesimulationprecisionandpracticalityoftheproposedmodelbycomparingwiththeresultsfromanexistinggeneral-purposesimulationsystem.Keyword：urbantraffic;simulationmodel;energyconservation;traincontrol;signalingsystem;Received：2017-0

7、3-130引言随着城市轨道交通通信信号技术的快速发展，列车运行控制系统尤其是基于通信的列车运行控制系统（简称CBTC系统）在城市轨道交通系统中得到了广泛应用.这类系统有效地缩短了列车的追踪间隔，提高了轨道交通的运行效率.城市轨道交通信号系统需要满足行车密度大、追踪间隔小、位置控制精确等运营要求,因此在设计屮需要以信号控制下列车的运营情况为依据，但在实际屮，进行信号系统设计时通常使用牵引计算软件进行相关仿真分析，但较少考虑信号系统工作特点对列车运行过程的影响.支持移动闭塞城市轨道交通信号系统在工作中只有可靠性要

8、求高、控制精度高的特点，对列车运行安全有重要影响，所以在仿真中需要考虑非精确部分的影响，包括测速误差、动作延迟等.既奋研究成果中,城市轨道交通列车运行仿真大多数是基于传统的列车牵引计算方法，主要用于分析计算列车运行相关参数，计算列车质量、运行速度、运行时间、制动及能源消耗等相关技术经济指标.列车动力学模型按牵引力、运行阻力、制动力分别考虑，牵引力的取值来自于牵引特性曲线[1-5];运行阻力通常由大量