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1、第28卷,第5期中国铁道科学Vol128No152007年9月CHINARAILWAYSCIENCESeptember,2007文章编号:100124632(2007)0520110207铁路行车调度指挥仿真系统王建英(铁道科学研究院通信信号研究所,北京100081)摘要:铁路调度指挥仿真系统是一个分布式协同工作的递阶分散自律控制系统,由决策层、管理层、执行层和设备层组成,采用部分实物仿真的方式设计模拟系统的软硬件环境。仿真系统设计的关键技术包括:进路表的自动生成算法、控制命令自动生成算法、列车车次自动追踪运行算法、列车群自动追踪运
2、行算法、计划自动调整算法、干扰源仿真模拟和仿真时空一致性控制等。通过选取铁路实际运营的计算机联锁系统和电气集中联锁系统、车站、自动闭塞区间和计轴半自动闭塞区间线路,构建近1∶1的仿真试验环境。按照铁路行车调度指挥实际需求、相关技术标准以及现场实际投入使用的行车调度指挥系统,对仿真系统进行了功能、性能测试。对实际应用中出现的故障进行了模拟分析。结果表明:仿真系统对于实际应用系统的研发、开通运营、日后的维护和系统升级具有不可替代的作用,它能够极大地缩短开通前的调试时间,方便故障分析和各种条件下调度指挥方式的模拟,特别适合特定条件下应急预
3、案的演练。关键词:铁路行车调度指挥仿真系统;分散自律;智能化;信息化;仿真应用中图分类号:U284159文献标识码:A决策层的功能主要是完成列车运行调整计划、1分布式协同工作的模拟系统调车作业计划和各种情况下应急预案的规划等功能,属于不确定因素较多的人工智能决策问题。铁路行车调度指挥仿真系统是一个分层分布式管理层的功能主要是采用分散自律智能控制技[1,2]结构的系统,应采用分层、递阶、分散、自律术,协调处理功能软件,完成执行层与决策层之控制技术进行建模。间、执行层与执行层之间及决策层与决策层之间的111系统结构信息交换,将决策层的方
4、案按一定的规则和算法翻铁路行车调度指挥的基本原理如图1所示。译为执行层能够识别和执行的确定性控制命令,并铁路行车调度指挥仿真系统模型如图2所示,自动判定命令执行时机,当满足要求时,及时下达包括3级4层。3级是指组织级、协调级和过程执行命令到执行层。管理层的主要功能包括通信服级。4层是指决策层、管理层、执行层和设备层。务、数据库服务、列调车进路命令的生成和触发执仿真系统的计算机网络化实现模型如图3所示。行等。图1行车调度指挥基本原理收稿日期:2007204212;修订日期:2007206229作者简介:王建英(1969—),男,内蒙古
5、卓资人,副研究员,博士。第5期铁路行车调度指挥仿真系统111图2仿真系统模型进行仿真试验,具有较大的实用价值,能够最大限度地检验实际系统的功能,是采用其他仿真模型无[8210]法比拟的。2关键技术211进路表自动生成算法进路表是指某个车站的列车和调车进路的全部组合,是列车车次追踪和车站列调车进路人工和自动办理的关键信息。在本仿真模型中,采用计算机[7]辅助设计工具,利用有向图的原理和方法将整个图3仿真系统的计算机网络化分层实现车站的所有进路搜索出来,并按车站的基本进路、执行层的功能主要是依据确定性的输入、按照第1变通进路、第2变通进
6、路等顺序存入数据库备规定的算法完成规定的动作。执行层主要有区间闭用。塞系统、车站联锁系统和列车运行控制系统,是对为此定义如下变量。现场采用设备主要功能模块的真实仿真。(1)进路元素:构成列车或调车进路的道岔、设备层主要指执行层控制的最后动作的设备,区段、股道和信号机等设备的抽象,记为进路元素包括信号机、闭塞设备、道岔、轨道电路、列车对象。即等。0ci=c0112仿真模型的构建1ci=c1Oi=(1)仿真系统采用部分实物仿真的方式设计模拟系……统的软硬件环境。即仿真系统中的一部分硬件设mci=cm备、系统软件和应用软件采用现场实际应用
7、系统的式中:0,1,⋯,m为Oi的取值范围;ci为当前设备和软件,或者采用与现场实际应用具有相同功时刻Oi的取值;c0,c1,⋯,cm为预先规定的Oi能和指标的设备构建仿真环境。例如,列车运行调的取值集合。取值0,1,⋯,m与条件值c0,度指挥管理系统TDCS和调度集中系统FZy2CTCc1,⋯,cm为唯一对应关系。全部采用实际应用系统,车站联锁CIS(计算机联式(1)的含义是指当收到对象Oi的当前值为锁和6502继电联锁)除输入输出外全部采用实际c0,c1,⋯,cm中的1个时,Oi取对应的规定值应用系统,而列车运行控制系统ATP/
8、ATO和区0,1,⋯,m。0表示该元素为空闲状态,即当前间闭塞系统则采用仿真模拟软件模块代替。按该模未被使用。1～m对于不同的进路对象元素,在不式建立的调度指挥仿真系统具有与现场实际应用系同的应用场合取值不同。统最大的一致性甚至完全一
