基于自律分散技术的列车控制系统设计

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1、西南交通大学硕士学位论文基于自律分散技术的列车控制系统设计姓名：程景申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：谭永东20100501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

2、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

3、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

4、信息发送等进行了仿真。结果表明各个原子节点是可以按照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．3havebeensuccessfullyap

5、pliedinChina．Inordertoadapttofuturehigh—speedandhigh—densityoperation，thebestwayoutistoachieveMovingBlockTrainContr01SystembasedOllcommunication．Detectedthe10cation．speedandSOonofatrainwhichisinfrontoftheservices仃aininreal—timeisthefutureofdevelopmentofTrainControlSystemModel．T

6、hemethodwillachievetheMinimumtrackinginterval．ThereisanideatotakeADS(autonomousdecentralizedsystem)tosolvethisproblem．ADSsystemhasn’t”master．slave”structure．Anatomicnodesareconsideredequalentities．Eachatomnodecarriesoutdatasemanticcommunicationbycontentcode．Variouscommandscanbe

7、transformedintoinformationsmoothlyinsystem．Traincontrolsystemon-boardcomputerisdesignedasatomicnode．itcalladdorquitadynamicdatafieldswhichcomposedbywirelessnetworkbyitself．Duringnormaloperation，itcansendthevehicleposition，velocity,accelerationandotherinformationtothedatadomainp

8、eriodicallyandautonomousdecentralizedFollow—uptraincan