高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台
CRH3动车组辅助变流器半实物仿真数据监测台
屏显示 给 用户 。波 形 的显 示 程 序 包 括 波形 的 实 时显 示 和波 形 的 回放 程 序 。虽然 ＶＢ具有 较 好 的 图形 界 面 和 显示 控件 ， 但 是在 波形 的实 时显 示上 存在 两个 较大 的难 点： 显 示 与采 集 程 序 的 匹 配 问题 和显 示 波 形 的 闪 烁 问
பைடு நூலகம்
这样可以保证采集到的数据连续， 不会丢失。数据读取
程 序流程 框 图见 图 ３ 。
图 ３ 模拟 、 数字数据采集流程框 图
首先 ， 通 过 Ｖｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ 软件 在 程序 中设 置 两块 内 存 数组 空 间 。然 后 ， 将 数 据采 集 卡 初 始化 ， 完 成 ＶＢ与 采 集卡 驱动 的连 接 。随 后 ， 对 采 集 卡 的参 数 进 行 配 置 ，
问 题 上 遇 到 了难 题 。
为 了解决 这一 问题 ， 对数 据 的读取 可 采用 直接 内存
存 取方 式 。Ｄ ＭＡ （ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ Ａｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ， 直 接 内存 存
取） 是 现代 Ｐ Ｃ机 高 速数 据 传 输 的 一种 方式 ， 它 不 需 要 占用 Ｃ Ｐ Ｕ 的资源 ， 可 以直接 访 问 内存 ， 在 ＤＭＡ数 据 传 输时， 由 ＤＭＡ 控 制器 直接 管理 总线 ， 完 成 数据 的写 入 。 在 对数 据采 集卡 的数 据读 取 过程 中 ， 可 以设 置两 片用 户 内存 中的大 容 量 ｂ ｕ ｆ ｆ ｅ ｒ ， 使 用 ＤＭＡ 的 读 取 方 式 ， 将 数 据 写入 ｂ ｕ ｆ ｆ ｅ ｒ中 ， 在 Ｖｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ 软件编程 中， 通 过 对 ｂ ｕ ｆ ｆ ｅ ｒ 前半 满 和后半 满 的查询 将数 据从 ｂ ｕ ｆ ｆ ｅ ｒ中读 出 。
CRH3动车组牵引系统半实物仿真研究
CRH3动车组牵引系统半实物仿真研究作者：宋君君等来源：《中国高新技术企业》2016年第06期摘要：文章通过分析CRH3高速动车组牵引传动系统的结构和工作原理，基于Simulink建立牵引传动系统离散数学模型，并利用Dspace实时仿真器建立虚拟牵引传动系统，它和自制的牵引系统接口箱、牵引控制单元TCU、建立的TCU的MVB仿真环境共同构成了牵引传动系统半实物实时仿真平台，以模拟动车组运行时的牵引传动系统。
关键词：CRH3动车组；牵引传动系统；接口箱；Dspace；TCU 文献标识码：A中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2016）06-0013-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.06.0071 概述CRH3型动车组是以德国西门子公司的Velaro-E动车组为原型车，大多数的动车的关键部件如牵引控制单元TCU、中央控制单元CCU、制动控制单元BCU等仍然是国外采购。
而当前对TCU的研究困难，主要是由于环境复杂、损耗大、效率低、危险度高，应将实际控制器和虚拟被控对象连接，在实验室环境下实现控制器的研发与测试。
2 CRH3牵引系统半实物仿真研究方案2.1 建设方案（1）基于Simulink建立了包含牵引变压器、四象限变流器、中间直流回路、PWM逆变器、牵引电机5个子系统的牵引传动系统的数学模型，通过专用平台将仿真模型下载到Dspace仿真器，实时模拟牵引传动系统。
Dspace实时仿真器、IO操作面板、TCU和接口转换箱共同组成牵引传动系统实时仿真平台的基础架构；（2）为了模拟CRH3牵引传动系统响应司机指令的过程，通过LabView建立MVB仿真环境控制界面实现在牵引传动系统实时仿真平台中加入CCU的模拟，其通过MVB网络与TCU进行数据的交换；（3）利用该实时仿真平台，对CRH3车载TCU进行了仿真测试和程序开发。
2.2 CRH3牵引系统半实物仿真平台的组成（1）LabView搭建的网络信号界面；（2）Dspace仿真平台；（3）工控机模拟CCU，MVB板卡LabView软件，安装有TCU的上位机软件Monitor，可用于对TCU进行实时监控和故障诊断；（4）牵引控制单元TCU；（5）接口箱；（6）实时仿真上位机。
CRH380B高速动车组网络控制试验台操纵台设计
CRH380B高速动车组网络控制试验台操纵台设计作者：李庚张丽丽孙景辉王远霏来源：《中国高新技术企业》2016年第05期摘要：文章针对CRH380B高速动车组网络控制试验台，设计一个具有人机界面、列车控制手柄、司机控制按钮等设备的司机操纵台。
该操纵台主要分为左右两部分，并以中心线对称，每个部分都能够看作完整的司机台，能够实现对列车的控制功能。
通过对操纵台的设计，节省了试验台的空间、降低了成本，同时方便了试验人员对网络控制试验台的操纵。
关键词：CRH380B；高速动车组；网络控制；司机操纵台；人机界面；控制手柄文献标识码：A中图分类号：U270 文章编号：1009-2374（2016）05-0094-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.05.048CRH380B高速动车组是目前我国最为先进的动车组，其网络控制系统是国内的重点研究对象。
建立CRH380B动车组网络控制试验台能够深入分析列车网络控制原理，模拟实际列车故障，验证列车控制系统软件。
CRH380B高速动车组网络控制试验台司机操纵台主要对实际车型的司机控制部分进行仿真，操纵台包括网络设备HMI和相关硬件设备，能够实现对列车的仿真控制。
1 CRH380B动车组网络控制试验台CRH380B网络控制试验台架构主要包括两部分：一部分是试验台机柜；另一部分是司机操纵台。
1.1 试验台机柜根据CRH380B型动车组网络系统架构，整个试验台分为两个牵引控制单元，所有设备均整合安装在仿真控制柜中。
仿真控制柜硬件设计主要包含机械和电气两个部分。
机械部分包括柜体、安装立柱、前后门、柜顶风扇、侧板、固定托盘、承重脚轮、固定脚钉等。
柜体采用优质冷轧钢板，框架采用优质专用三通焊接而成，整体结构坚固，仿真控制柜通过四块固定托盘，将内部空间分为五部分，根据需要，分别安装不同的设备。
电气部分安装有网络设备，包括一台CCU、一台HMI，为了使这些网络设备能够正常工作，需要为其搭建相应的外部环境。
列车网络控制系统半实物仿真平台设计及应用
列车网络控制系统半实物仿真平台设计及应用发表时间：2019-09-19T09:32:14.280Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：刘维洋[导读] 摘要：根据列车网络控制系统测试需求的概念,设计半实物仿真平台,描述了网络仿真平台的设计，具体实现方法和应用过程,充分表明其所设计的仿真测试平台能够解决现有测试方法的许多问题,具有较强的技术和创新功能。
（中车大连电力牵引研发中心有限公司辽宁省大连市 116052)摘要：根据列车网络控制系统测试需求的概念,设计半实物仿真平台,描述了网络仿真平台的设计，具体实现方法和应用过程,充分表明其所设计的仿真测试平台能够解决现有测试方法的许多问题,具有较强的技术和创新功能。
关键词：半实物仿真；网络控制系统；建模；功能测试网络控制系统(TCMS)是对列车牵引系统、制动系统以及列车内部主要设备的状态进行监控，实现对车辆的管理、监控和诊断功能。
网络控制系统作为轨道交通设备的神经和大脑，其运行的可靠性关系到列车的安全，以及人民生命财产的安全。
因此，网络控制系统在正式运行前，必须经过充分的测试和验证。
然而，车辆的动静态调试阶段，主要是各子系统设备与设备、设备与车身网络之间协调的调试过程，而不是帮助各子系统发现错误的过程。
因此，迫切需要一套高效可靠的地面测试系统来测试网络控制系统。
1. 半实物仿真平台设计1.1 设计需求分析网络控制系统的基础上，分析当前在装货前功能测试的方法，明显的优点和缺点应该扬长避短的设计平台，测试平台的设计应具有以下特点:一是测试平台可以真正模拟列车网络控制系统的工作条件:二是测试平台的测试过程操作简单，方便专业介入;第三，测试过程不需要第三方的配合，可以灵活自由的进行测试。
半实物仿真技术是物理仿真与数字仿真相结合的一种仿真技术，它比数字仿真更接近真实情况，能够解决物理仿真无法模拟的一些问题。
半实物仿真作为替代真实环境或设备的一种典型方法，不仅提高了仿真的逼真度，而且，解决了以往系统中，存在的许多复杂的建模问题。
CRH3动车组辅助变流器半实物仿真数据监测台
CRH3动车组辅助变流器半实物仿真数据监测台杨宁;李红;左鹏【摘要】结合辅助变流器半实物仿真的需求,搭建数据监测平台,实现对高速动车组辅助变流器控制器的分析研究.首先,提出了基于工控机与数据采集卡的采集架构,搭建监测台的硬件平台.根据不同开发环境的比较,确立基于VB语言的Visual Basic 软件作为开发环境.其次,针对采集卡数据读取瓶颈的关键问题,给出了DMA读取的解决方案.并且通过VB调用Windows API函数,提出了双缓存显示方案,解决了显示过程中存在的问题.最后介绍了半实物仿真数据监测界面的结构和功能.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2013(033)001【总页数】4页(P14-17)【关键词】半实物仿真;辅助变流器;数据采集;监测台;波形显示【作者】杨宁;李红;左鹏【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U266.2.5+6在高速动车组辅助变流器的国产化进程中，控制器作为核心部件，具有举足轻重的作用，因此对控制器的引进、消化、吸收、再创新意义重大。
基于方便研究辅助变流器控制器控制思想与逻辑的考虑［1－2］，采用真实控制器加虚拟外围回路的形式［3］，构建了一个便捷的半实物仿真环境的控制器分析平台。
为了对半实物仿真数据进行采集、监测、存储，需要半实物仿真数据的监测台［4］进行具有针对性的数据处理，便于后期分析工作的展开。
1 监测台配置结构除去系统的供电部分与模拟辅助变流器电路中的接触器部分，半实物仿真［4］的总体结构简图见图1。
它由辅助变流器控制器、工控机1与显示器、工控机2与显示器组成。
由于辅助变流器主电路的仿真需要占用大量的资源，因此由工控机1负责主电路的软件仿真。
控制器通过向工控机1发出控制信号和脉冲，并接收工控机1反馈的传感器信号，形成辅助变流器的闭环控制系统。
在控制过程中所有控制器与工控机1交互的控制信号、脉冲、传感器信号都是分析辅助变流器控制方法的重要数据。
列车网络控制系统半实物仿真平台设计及应用
铁道机车车辆
Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．１
２０１８年２月 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ ＆ ＣＡＲ Ｆｅｂ． ２０１８
文章编号：１００８－７８４２ （２０１８）０１－００计及应用
图 １ 网 络 半 实 物 仿 真 平 台 设 计 原 理 图
１．３ 具 体 实 现 根 据 平 台 设 计 原 理 图，仿 真 机、ＶＣＵ、ＲＩＯＭ 和
ＤＤＵ 之间通 过 ＭＶＢ 总线相 连，它们 之 间是 通 过 ＭＶＢ 总线进行数据通信；上位机（建模工具 和监控 软件）通 过 以 太 网 线 与 仿 真 机 相 连；司 控 台 和 ＦｌｅｘＩ／Ｏ 之 间， ＦｌｅｘＩ／Ｏ 与 ＲＩＯＭ 之 间 通 过 硬 线 相 连。ＦｌｅｘＩ／Ｏ 用 于 将采集到的硬线信 号 进 行 调 理 之 后 发 送 给 ＲＩＯＭ 单 元 的 ＤＩ或 ＡＩ模块进行采集；同时接收 ＲＩＯＭ 单 元的 ＤＯ 或 ＡＯ 模块发出 的 硬 线 信 号。 因 为 在 利 用 半 实 物 仿 真 平台进行不同项目的网络控制系统 测试时，各个 项目 的 司 控 台 的 硬 线 信 号 在 ＲＩＯＭ 中 的 具 体 通 道 会 有 所 不 同 ，导 致 硬 线 接 到ＲＩＯＭ单 元 的 连 接 方 式 也 会 不 同 ，因
半实物仿真技术作为将物理仿真和数字仿真相结 合的一种仿真 技 术，它 比 数 字 仿 真 更 接 近 于 真 实 情 况， 又能解决一些物理仿真无法模拟的问题。半实物仿真 作为替代真实环境或设备的一种典型方 法，既提 高了 仿 真的逼真性，又解决了以前存在于系 统中的 许 多复 杂建 模难题。 １．２ 系 统 方 案 设 计
此在每进行一个项目的仿真时就需要改变一次硬线连 接。为了避免这种反复接线的问题，可以通过在 ＦｌｅｘＩ／ Ｏ 模块中调整采集到的相关硬线信号的顺序使其与项 目中 ＲＩＯＭ 单元的数据通道相 对 应 从 而 达 到 避 免 重 新 连接硬线的目的。
轨道车辆列车网络控制系统仿真平台概述
轨道车辆列车网络控制系统仿真平台概述作者：李桂娟岳立明周春梅来源：《环球市场》2018年第15期摘要：以高速动车组列车网络控制系统为背景，建立高速列车网络控制系统半实物仿真平台。
本文主要介绍了半实物仿真平台的总体结构、仿真原理、网络通信架构及其关键设备。
仿真平台能够满足250km/h及以上高速动车组网络控制系统试验的需要，有力的推动了我国高速动车组网络控制技术自主研发与创新。
关键词：半实物仿真平台；仿真原理；通信架构在高速铁路网络控制系统研究中，除了对关键技术，如软硬件环境研究、通信研究和控制逻辑研究之外，更需要一个综合性试验平台来验证控制逻辑、测试分析设备和系统性能，支持网络控制系统的联调联试工作。
考虑到工作平台的灵活性和经济性，采用半实物仿真的方式将是理想的选择。
本文主要介绍了半实物仿真平台的总体设计理念。
一、半实物仿真平台总体结构以高速动车组列车网络控制系统为背景，半实物仿真平台结构图如图1所示。
TCMS系统半实物仿真平台设备分为两类，一类是仿真设备，包括模型管理单元和以太网/MVB网关；另一类是真实设备，包括MPULT/LC，GW，TS/TD，TCU、ACU等。
二、半实物仿真平台仿真原理半实物仿真系统是指纯虚拟仿真系统（结构与真实系统一致）中的一部分被真实设备取代之后的系统，一般用于对真实设备进行测试验证。
在逻辑结构上，半实物仿真系统仍然是与真实系统一致的，只不过某些软件对象被换成了实物设备。
这种“虚实互换”是通过一种代理结构来实现的。
每个仿真模型内部实际上包含两部分内容：虚拟模型和实物接入代理。
当仿真模型不接实物设备时，它运行虚拟模型；当仿真模型接实物设备时，它运行实物接入代理与真实设备实现通讯，进行激励并获取响应。
因而，不论是否接入实物设备，仿真模型与其它模型对象的之间的交互以及功能流程是完全一致的。
三、半实物仿真平台网络通信架构平台仿真软件的线程结构如图2所示：线程之间交互的要点如下：网络通信线程收到网络数据后，不做任何处理，以生成新事件（如“与MPU的通信线程”采用的EventPortDataDecode 事件）方式提交给事件队列线程。
一种列车车载控制网络半实物试验平台[发明专利]
![一种列车车载控制网络半实物试验平台[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5848192405087632301212ec.png)
专利名称：一种列车车载控制网络半实物试验平台专利类型：发明专利
发明人：崔恒斌,王玉松,王娜
申请号：CN201610414980.9
申请日：20160614
公开号：CN105867172A
公开日：
20160817
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种列车车载控制网络半实物试验平台，所述平台包括：列车控制单元VCU、人机交互界面HMI、车载网络中继设备、车载IO模块、司机控制设备、虚拟控制设备、实物控制设备、半实物仿真设备、模拟视景、列车车载通信网络、列车线、实物控制设备与半实物仿真设备信号转换装置、虚拟控制设备通信网络、电源及保护装置；解决了现有的列车车载控制网络半实物试验方式存在采用实物灵活性较差，成本较高，通用性较差的技术问题，实现了试验平台成本较低，灵活性和通用性较好，测试功能多样的技术效果。
申请人：成都运达牵引技术有限公司
地址：610000 四川省成都市高新区芳草东街76号4层
国籍：CN
代理机构：成都行之专利代理事务所(普通合伙)
代理人：郭受刚
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CRH380B型动车组制动系统半实物仿真试验台MVB通信的实现
ＥＢＣＵ１．２）实 物 ，运行 现 车制 动 系统 控 制 软件 ，实 现 列 车制动 管理 （ＴＢＭ）、单 元制 动管 理 （ＳＢＭ）以及本 地 制 动与 防滑 控制 功 能 。其 中 ，ＥＢＣＵ１．１和 ＥＢＣＵ１．２的 列 车制 动管 理 、单 元 制 动管 理 和 撒 砂控 制 功 能 是 冗余 的 ，即 ２个 ＥＢＣＵ 中仅 有 一 个 执 行 主 要 功 能 ，另 一 个 热 备 ，在执行 主要 功 能 的 ＥＢＣＵ 故 障 的情 况 下 ，自动 切 换到 另一 个 ＥＢＣＵ＿２］，为半 实物仿 真试 验 台 的核心 。
（３）气 路 系统 仿 真 。 目标 仿 真机 硬 件 采 用 ＮＩ公 司的 ＰＸＩ系列控 制器 和数 据采 集板 卡运 行 Ｌａｂ—ＲＴ 实 时 系统 ，软件 部分 采用 ＡＭＥＳｉｍ 软 件建 立整 车气 路 系 统 的运行 仿 真模 型 ，利 用 目标 仿 真机 管 理 及 配 置 工具 （ｘ—ＩＤＥ软件 ）来完 成 仿 真模 型 的加 载 和 运 行 ，实 现 制 动 系统被 控对 象 的仿真 。数 据采 集板 卡通过 调 理 电路 与 ＥＢＣＵ 硬 件接 口连 接 ，完 成 ＥＢＣＵ 外 围硬 线 电路环 境 搭 建 。
（２）安 全环 路模 拟 。采用 西 门子 公 司 Ｓ７— ３（）（）系 列 ＰＬＣ实 现 列 车 安 全环 路 功 能 模 拟 ，通 过 ＭＰＩ总 线 与 上位机 连 接获取 司控信 号 ，ＰＬＣ控 制 器执 行 安 全 环 路 逻辑模 拟 程序 ，通 过 ＰＬＣ输 入 ／输 出模 块 代 替 安 全 环 路状态 继 电器完 成 与 ＥＢＣＵ 的环 路硬 线接 口连 接 。
（４）列 车控 制功 能仿 真 。该 部 分 为半 实物 仿 真试 验 台 的 控 制 和 通 信 中 心 。硬 件 采 用 研 华 工 控 机 和 ＭＶＢ／ＭＰＩ通 信 卡 搭 建 。 软 件 采 用 Ｇ 语 言 的 Ｌａｂ— ＶＩＥＷ 在 Ｗ ｉｎｄｏｗｓ环 境 下 开 发 完 成 ，主 要 用 于 列 车 司 控操 作模 拟 、列 车 控制 功 能 仿 真 、列 车 网络 环境 模 拟 、 牵 引速度 模拟计 算 和 目标 仿 真机 的远程 配置 管理 等 。
CRH5型高速动车组半实物仿真系统的开题报告
CRH5型高速动车组半实物仿真系统的开题报告一、研究背景随着我国高速铁路网络的不断完善和技术的不断提升，高速动车组作为高速铁路运输的主力车型，其运行安全和运行效率成为越来越受关注的问题。
如何提高高速动车组的运行效率、保障运行安全已成为高速铁路发展的重中之重。
在这一背景下，研究高速动车组的半实物仿真系统，可以有效地提高高速动车组的运行效率、降低成本，并提升其运行安全。
因此，本文拟研究CRH5型高速动车组半实物仿真系统。
二、研究目的和意义CRH5型高速动车组半实物仿真系统是一个涵盖了列车动力学、信号控制、轨道环境等多个因素的仿真系统。
其目的在于通过对高速动车组运行过程的模拟，提高列车的安全性、可靠性和运行效率，降低运营成本。
高速动车组的复杂性和高度的先进性，决定了其在运行过程中存在着诸多的问题，如车辆稳定性、制动力控制、牵引力控制等。
而采用半实物仿真系统，可以在模拟环境中进行不同场景的仿真测试，从而提高高速动车组在不同行驶条件下的安全性和可靠性。
本研究的意义在于通过建立CRH5型高速动车组半实物仿真系统，有效解决高速动车组的安全性、可靠性和运行效率等多个方面的问题，提高中国高速铁路系统的整体运行质量和效益。
三、研究内容和方法1. 系统模型建立以CRH5型高速动车组为研究对象，建立半实物仿真模型，包括列车动力学模型、信号控制模型、轨道环境模型等方面。
2. 仿真算法实现根据系统模型，结合高速动车组的实际运行情况，设计仿真算法，完成列车运行的仿真过程，并根据不同的仿真情景、行驶路段等进行仿真测试。
3. 系统优化对半实物仿真系统进行优化，提高系统的模拟精度和仿真效率，同时优化列车动力学模型、信号控制模型、轨道环境模型等方面的参数和算法，提高系统的可扩展性和可迁移性。
四、研究进度安排第一年：1. 系统模型建立2. 仿真算法实现第二年：1. 仿真测试及数据收集2. 系统优化第三年：1. 仿真系统总体评价2. 研究论文撰写五、研究成果预期1. 建立CRH5型高速动车组半实物仿真系统，完成对列车运行过程的仿真2. 提出高速动车组的安全性、可靠性和运行效率等方面的优化方案3. 完成相关学术论文的撰写和发表4. 为中国高速铁路的发展做出一定的贡献。
高速铁路无线通信系统半实物仿真试验平台
高速铁路无线通信系统半实物仿真试验平台
熊磊;钟章队;朱明伟
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2011(030)005
【摘要】介绍了高速铁路无线通信系统半实物仿真试验平台的结构、工作原理.该半实物仿真平台可以对不同移动速度,在干扰条件下接收信号电平,高速铁路无线电
波传播环境进行准确的模拟,配合QoS测试系统与接口监测系统,实现了在实验室
环境下对高速铁路无线通信系统的性能进行评估与异常情况分析.与当前广泛采用
的现场测试相比,该平台上进行半实物仿真具有实施成本低、周期短,测试环境透明、可控、可重复,不受现场环境的限制,测试完备性有保障.
【总页数】4页(P4-6,25)
【作者】熊磊;钟章队;朱明伟
【作者单位】北京交通大学,轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京,100044;北
京交通大学,轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京,100044;北京交通大学,轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.53
【相关文献】
1.风电机组变桨距系统半实物仿真试验平台 [J], 井艳军;陈雷;姚兴佳;王哲;孙宏利
2.基于无线信道仿真仪的双星定位半实物仿真 [J], 卢鑫;董乔忠;朱晓丹
3.发动机电子控制半实物仿真试验平台的开发 [J], 常城;周雅夫;王志强
4.高速铁路无线通信系统半实物仿真技术与QoS仿真分析研究 [J], 熊磊
5.一种无中心FDMA卫星通信系统资源控制策略及其半实物仿真 [J], 孙凯;陆振宇
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