城市軌道交通軌旁設(shè)備半物理模擬系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著國家城鎮(zhèn)化步伐的加速推進和城市人口數(shù)量的激增，城市軌道交通以其安全快捷、節(jié)能環(huán)保且不受路面影響等優(yōu)勢，越來越多地應(yīng)用在我國的大中型城市中，逐漸成為解決城市交通擁堵的有效手段?；谕ㄐ诺牧熊嚳刂葡到y(tǒng)(Communication Based Train Control，CBTC)作為當(dāng)今最先進的城市軌道交通控制系統(tǒng)，已經(jīng)應(yīng)用于國內(nèi)外多個城市的軌道交通項目中。作為城市軌道交通控制的重要組成部分，列控系統(tǒng)軌旁設(shè)備的仿真不僅可以模擬進路排布、

2、列車運行等運營場景，為系統(tǒng)測試提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);同時還能進行列車群控制、行車壓力測試等研究工作。因此，城市軌道交通軌旁設(shè)備模擬系統(tǒng)的研究在系統(tǒng)測試驗證及相關(guān)科學(xué)研究方面具有重要的意義。
　　本文依托于CBTC模擬測試平臺，以軌旁設(shè)備模擬系統(tǒng)為研究對象，提出了了基于統(tǒng)一建模語言(Unified Modeling Language，UML)與有色Petri網(wǎng)(ColoredPetri Net，CPN)相結(jié)合的軌旁模擬系統(tǒng)建模方法，設(shè)計了軌

3、旁模擬系統(tǒng)與仿真平臺其它系統(tǒng)之間的接口，完成了模擬軟件的開發(fā)。
　　本文首先從城軌列控系統(tǒng)軌旁設(shè)備測試與驗證的需求出發(fā)，提出了UML和CPN結(jié)合建模的方法，建立了軌旁設(shè)備模擬系統(tǒng)UML模型，通過UML狀態(tài)圖到CPN模型等效方式將其轉(zhuǎn)化為CPN模型，并在CPN Tools環(huán)境下進行驗證分析，證明了所建模型的正確性。
　　其次，本文從軌旁系統(tǒng)的模擬實現(xiàn)角度將其分為兩個部分:交互通信部分和邏輯功能部分。在交互通信部分實現(xiàn)中，重點介

4、紹了繼電半物理接口的設(shè)計，分析了CAN總線分布式通信的基本原理和具體應(yīng)用實現(xiàn)，介紹了軌旁設(shè)備用到的繼電組合，設(shè)計了在實驗室條件下的軌旁設(shè)備繼電組合。針對功能實現(xiàn)部分，利用Visio Studio2010開發(fā)了軌旁模擬系統(tǒng)軟件，對主要功能流程做了說明，并提出了應(yīng)答器定位、軌道區(qū)段占用搜索以及故障模擬設(shè)置等算法。
　　最后，分別完成了CAN通信測試、繼電組合測試和軌旁模擬軟件功能測試，并通過與其他系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)了軌旁半物理模擬系統(tǒng)的