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城市轨道交通列车自动防护系统建模与仿真实现
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摘要
近年来,随着我国城市建设的需要,建设城市轨道交通系统成为解决城市交通的主要手段,而我国城市轨道交通信号领域的技术与国外先进技术差距较大,限制了城市轨道交通的发展。信号系统是保证城市轨道交通行车安全和提高运输效率的关键设备。随着时代的发展,客流密度不断地增加,行车密度不断地增大,传统的信号系统也越来越不能适应城市轨道交通高速度、高密度和高安全性的行车要求。
     列车自动防护系统(ATP:Automatic Train Protection)是保障城市轨道交通安全、高效运营的关键系统,是高速列车主要的一种控制策略。列车自动防护系统主要对列车驾驶进行防护,对安全有关的设备或系统实行监控,实现超速防护、列车间隔控制等功能。在列车运行控制系统的设计阶段,如果没有行之有效的设计手段和仿真环境,系统中各个核心模块设计完成后,都需要到现场进行多次重复的实验,从而导致时间和经济上的大量浪费。加之ATP系统本身复杂程度高、研发难度大,正是在这种情况下,提出对城市轨道交通ATP系统进行建模与仿真实现。
     本论文主要是对城市轨道交通列车自动防护系统的研究,提出一种建立ATP防护模型的可行的方法和思路,并且提供相应的仿真环境。本文中,首先介绍了论文研究背景及内容,之后探讨了有关ATP系统的理论,通过对仿真建模方法的研究,阐述了车载设备速度控制曲线的计算方法,提出了一种基于预测控制和模糊控制的ATP速度防护控制算法,最终借助LabVIEW这种成熟的技术工具,进行了仿真分析,对所建立的模型进行仿真实现,验证了算法的可行性,并且在文中最后进行了研究工作总结并做出了下一步工作的展望。
In recent years,to meet the needs of urban construction in China,the cities of big and middle scale all regard the construction of rail traffic as the main way to solve the main means of urban transportation,but technologies in the field of signals of rail traffic in our country are lagged behind the developed countries which is limiting the development of urban rail transit.Signals system is a key equipment to ensure that urban rail transit traffic safety and improve the transport efficiency.With time going on, constantly increasing traffic density,road density increases continuously,the traditional signal system can not adapt to urban mass transit with high speed,density and safety more and more.
     The Automatic Train Protection system(ATP) is a key system for ensuring the safety and high-efficiency of the urban rail transit,and it is the main control strategy of high speed train.The Automatic Train Protection system mainly implements train over speed protection,on the security-related surveillance equipment or system to achieve protective speeding train interval control,etc.If there is no effective means of design and simulation environment in the design stage of the Automatic Train Protection system,core modules in each system design completed will need to repeat the scene for the experiment.The result is waste both in a large number of economic and time.The ATP system is high complexity of the system itself,research and development is difficult,in this case,the paper propose modeling and simulation for Automatic Train Protection system.
     This paper is mainly for Automatic Train Protection system.It is trying to provide a doable method for the ATP systems,and provide the appropriate simulation environment.First of all,the paper introduced the background and content of the research.After that,it explored the theory of the Automatic Train Protection system,and then analyses the control methods and characteristic of the present ATP system.Through researching simulation modeling methods,a caculation method of speed control curve of car-carried equipment had been described in the paper.And an ATP control method based on predictive control and fuzzy control was presented and simulated based on LabVIEW which is a mature technology tools.Finally,a simulation analysis had been done to verify the feasibility of the ATP Model and the simulation algorithm,the analysis proved the feasibility of the ATP method.At the end of the paper,a summary of the work and a plan for the further work had been given.
引文
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