基于petri网模型的城市轨道交通列车运行调整方法研究

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1、致谢时光荏苒，两年的研究生生活即将结束。在这两年的时间里，我不仅得到学业上的成就，更得到了老师的指导和鼓励以及同学的帮助和关心，这一切都使我获益匪浅。在这里，我要向我的导师、所有指导和关心过我的老师以及伴我一路走来的同学，致以最诚挚的谢意!本论文的工作是在我的导师唐涛教授的悉心指导下完成的，唐老师渊博的学识、一丝不苟的治学态度、雍容大度的学者风范、敏锐的科学思维和丰富的学术研究经验使我终生受益。他在百忙之中对我的研究工作精心指导，严谨而认真的科研态度和忘我的敬业精神是我一生中学习的楷模。在此，由衷的感谢我的导师唐涛教授两年来对我的指导和关心，向他致以我最诚挚的感谢!轨道交通控制

2、与安全实验室的郜春海、张建明、黄友能、马连川、王海峰、燕飞、袁磊、周达天、许永成、简锐锋等老师悉心指导我参与实验室的科研工作，在学习上和生活上都给了我很大的关心和帮助，在此向各位老师表示衷心的谢意!在实验室工作及撰写论文期间，牛儒、陆启进、李家平、张亦南等师兄师姐对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此对他们的耐心指导表示衷心的感谢。郭文章、魏永真、王洪涛、夏夕盛、王嵬、王义惠、李雁、徐蓓等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，也向他们表达我的感激之情。另外还要感谢我的家人，是他们一直以来默默的支持我、鼓励我，是他们的理解与关怀让我能够专心地完成学业。最后，衷心感谢

3、为评阅论文和参与论文答辩而付出辛勤劳动的各位专家学者，感谢您的宝贵意见!本论文由国家自然科学基金项目“列车运行控制及组织的基础理论与关键技术研究’’(项目号：60634010)支持。1引言1．1论文研究背景和意义社会不断发展与进步的同时，能源、环境等问题R益显现。在交通运输方面，交通工具如各种汽车的使用已成为城市生活中不可缺少的一部分，而由此产生的一系列问题如交通阻塞、交通事故、能源过耗、环境污染等严重影响了人们的生活质量，成为影响城市健康发展的阻力。而此时，城市轨道交通作为一种新型的交通工具，以其快捷、安全、准时、节能、小污染等诸多优点越来越受到人们的重视，得到了积极的发展。

4、20世纪90年代以来，我国加快了城市轨道交通的建设步伐，并在21世纪迎来了城市轨道交通建设的高峰期。除北京、天津、上海、广州已建成规模不同的地铁和轻轨并进行扩展和延伸外，深圳、南京、大连、长春、武汉、重庆也已经开通运营地铁或轻轨，还有青岛、沈阳、西安、杭州、哈尔滨等已批准建设或J下在筹建。我国的城市轨道交通事业呈现出十分广阔的发展前景【11。随着城市轨道交通的迅速发展，新技术大量涌现。其中，基于通信的列车运行控制系统(CommunicationBasedTrainControl，CBTC)在世界各国轨道交通领域得到广泛应用，已成为今后轨道交通信号技术的主要发展方向。由于我国城市

5、轨道交通对信号系统的需求巨大，而当前核心技术大多数依靠从国外引进，所以迫切需要对CBTC系统的各项关键技术进行研究以实现国产化。为此北京交通大学轨道交通控制与安全重点实验室承担了2004年北京市科技计划项目一城市轨道交通CBTC系统的集成研究。本文即以此为背景进行城市轨道交通列车运行调整方法的研究。所谓列车运行调整，是指当列车运行秩序出现紊乱时，通过实施调整策略使其恢复到有序状态的过程。CBTC系统通过“车地通信"及“列车定位”等关键技术实现移动闭塞，使列车追踪间隔前所未有的缩短，增加了行车密度，运输效率显著提高。在这种形势下，列车运行调整也面临着新的挑战，尤其是对运行调整的实

6、时性提出了更高的要求。当前为了配合CBTC系统提高行车指挥的效率、改善调度人员的劳动条件，对城市轨道交通CBTC环境下的列车运行调整问题进行研究是非常必要的。另外，从国产化的角度而言，本文对于移动闭塞下城市轨道交通列车运行调整问题的相关研究与探索是十分有意义的。1．2基于通信的列车控制系统技术概况1．2．1CBTC系统结构原理及特点从20世纪80年代开始，ALCATEL、SIEMENS、ALSTOM等公司都相继推出了“基于通信的列车控N(CBTC)"信号系统。该系统通过提高列车位置的报告精度和移动授权的更新率来提供更大的通过能力，减小列车的间隔距离，从而在保障行车安全的前提下提

7、高运营效率。在CBTC系统中，地面和车载设备通过“数据通信网络’’连接起来，构成系统的核心。CBTC系统的关键技术有两个，一个是“车地通信"，它是CBTC的基础；另一个是“列车定位"，只有确定了列车的准确位置，才能计算出列车间的相对距离，实现列车安全追踪，进而实现列车运行控制。北京交通大学轨道交通控制与安全实验室自主研发的CBTC系统已经攻克了这两个关键技术，并且成功地进行了现场试验。该CBTC系统的基本结构如下图：图1CBTC系统结构图Figure1StructurediagramofCB