基于自律分散技术的列车控制系统设计研究

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1、西南交通大学硕士学位研究生论文第1页摘要为适应我国高速铁路发展，铁道部门制定了中国铁路列控系统CTCS规范。目前CTCS．2，CTCS．3已经在我国成功应用。为了适应未来高速、高密度的运行，需要实现基于通信的移动闭塞列控系统。列控系统的未来发展模式是实时检测前方列车位置，实现最短追踪间隔。采取自律分散系统(autonomouSdecen打alizedsystem，ADS)技术来解决这一问题是一种思路。ADS系统没有“主一从”结构，所有原子节点都被视为平等的实体。各个原子节点通过内容代码进行数据语义通信。本文将列控系统的

2、车载计算机设计为原子节点，它能自律地加入或退出一个由无线网络组成的动态数据域。当它在正常运行时，会向数据域中定时地、自律地发送本车的位置、速度、加速度等信息。后续列车根据事先规定好的规则可以自律地接受并处理这些消息。这样CTCS．3系统中的RBC的功能就可以转移到车载计算上去，实现了“控制分散”。车站、调度中心系统被视为一种带监督干预功能的原子节点。它们平时不干涉列车行车状态，可按需对列车下达各种调度命令，只需规定一个等级较高的内容代码，便可强制列车接收并处理该命令。多数情况下，车站、调度中心只是根据列车的位置、速度等

3、信息生成可视化文件，对列车运行进行监督。实现了“信息集中”。本文设计了基于ADS技术的移动闭塞的列控系统体系结构。对基于数据语义的通信模式进行了改进，将发送端地址也纳入了内容代码之中。对数据域的划分原则进行了讨论，分析了各种信息在数据域内和数据域之间的传播特性；分析了几种典型的列车运行情况如列车进入、退出、避让、越行、施工等对列控系统控制策略的影响；分析了列车在通信不畅的情况下可能产生的后果并给了对策。最后对车号读取、状态变量接收、列车运行顺序变更、临时限速信息接收、求救信息发送等进行了仿真。结果表明各个原子节点是可以

4、按照ADS协议和列控系统要求进行各种消息地发送和接收。关键词：自律分散；列控；常态变量；非常态变量；CBTC西南交通大学硕士学位研究生论文第lI页AbstractTomeetthedevelopmentofhi曲一speedrailwayin伽na。RailwayengineershaveformulatedthespecificationsofChineseTI．ainContr01SystemfCTCS)．Currently,CTCS．2andCTCS．3havebeensuccessfullyappliedinC

5、hina．Inordertoadapttofuturehigh—speedandhigh—densityoperation，thebestwayoutistoachieveMovingBlockTrainContr01SystembasedOllcommunication．Detectedthe10cation．speedandSOonofatrainwhichisinfrontoftheservices仃aininreal—timeisthefutureofdevelopmentofTrainControlSyste

6、mModel．ThemethodwillachievetheMinimumtrackinginterval．ThereisanideatotakeADS(autonomousdecentralizedsystem)tosolvethisproblem．ADSsystemhasn’t”master．slave”structure．Anatomicnodesareconsideredequalentities．Eachatomnodecarriesoutdatasemanticcommunicationbycontentc

7、ode．Variouscommandscanbetransformedintoinformationsmoothlyinsystem．Traincontrolsystemon-boardcomputerisdesignedasatomicnode．itcalladdorquitadynamicdatafieldswhichcomposedbywirelessnetworkbyitself．Duringnormaloperation，itcansendthevehicleposition，velocity,acceler

8、ationandotherinformationtothedatadomainperiodicallyandautonomousdecentralizedFollow—uptraincantoacceptandprocessthesemessagesautonomousaccordingtopredeterminedrules．S