列車運(yùn)行控制系統(tǒng)多分辨率建模理論與方法研究.pdf

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程和控制策略的生成涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的交叉與融合，其內(nèi)部元素的復(fù)雜性和分布性決定了系統(tǒng)仿真的精度和細(xì)節(jié)程度具有復(fù)雜多樣化的特點(diǎn)。論文基于多分辨率建模理論，以目前廣泛應(yīng)用的CTCS-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)為例，根據(jù)設(shè)備離線測試、運(yùn)行策略優(yōu)化、列車運(yùn)行場景再現(xiàn)等各種不同的仿真需求，對(duì)于列控系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)分層的解析，并進(jìn)行多層次、多粒度的建模，以構(gòu)建能夠準(zhǔn)確描述列車正常運(yùn)行過程和特殊事件注入的列控系統(tǒng)仿真模型。本文基于CTC

2、S-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的分級(jí)分層、自上而下的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)綜合建模仿真需求，分析了列車運(yùn)行控制系統(tǒng)建模仿真的多分辨率特性，深入的研究了適用于列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的多分辨率模型的數(shù)學(xué)描述方法、建模方法和一致性維護(hù)方法，并將多分辨率建模思想在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的CTCS-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)上進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　論文的主要?jiǎng)?chuàng)新工作如下:
　　(1)提出了列控系統(tǒng)多分辨率模型實(shí)體框架。以CTCS-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)為例，對(duì)列

3、車運(yùn)行控制全過程進(jìn)行了層次化劃分，分析了列控系統(tǒng)仿真運(yùn)營場景、系統(tǒng)仿真功能的多分辨率特性，提出了包含系統(tǒng)宏觀模型、多車追蹤運(yùn)行控制模型、單車運(yùn)行控制模型以及支撐模型仿真運(yùn)行的場景模型和功能模型的列控系統(tǒng)多分辨率模型實(shí)體框架;
　　(2)提出了適合列車運(yùn)行控制系統(tǒng)建模應(yīng)用的多分辨率模型域的模型描述方法，定義了多分辨率模型域的概念和結(jié)構(gòu)，將多分辨率模型域中的多分辨率模型群、接口模型、分辨率切換觸發(fā)接口模型、多分辨率模型域管理模型的結(jié)構(gòu)

4、及功能分別定義。建立了多分辨率模型域，可以統(tǒng)一對(duì)于模型的輸入、輸出進(jìn)行管理。通過定義接口模型和管理模型，解決了已有仿真模塊的可重用性問題;
　　(3)提出了列控系統(tǒng)多分辨率實(shí)體聚合解聚方法，基于中間層優(yōu)先的思想，構(gòu)建了列控系統(tǒng)中間層模型實(shí)體，再擴(kuò)展構(gòu)建了較高層次和較低層次的模型實(shí)體。提出了跨分辨率交互協(xié)調(diào)策略，實(shí)現(xiàn)了多分辨率實(shí)體在仿真過程中的動(dòng)態(tài)聚合解聚。構(gòu)建了列控系統(tǒng)HLA仿真運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了已有的分辨率切換策略、優(yōu)化的偽解聚策

5、略以及提出的跨分辨率交互策略三種策略下的動(dòng)態(tài)聚合解聚過程，分析了不同分辨率切換策略的適用性;
　　(4)提出了列控系統(tǒng)多分辨率模型輸出信息一致性維護(hù)方法。將本體映射方法應(yīng)用到多分辨率模型輸出信息一致性維護(hù)過程中，解決了多分辨率模型輸出信息不能直接比較的問題。將列控系統(tǒng)中的多分辨率模型系的輸出信息進(jìn)行映射處理，獲得了需要進(jìn)行一致性維護(hù)的元素。提出了基于FAHP的映射項(xiàng)一致性權(quán)重評(píng)價(jià)方法，分析了這些信息元素對(duì)于保證系統(tǒng)整體輸出一致性的