视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用
地铁运行视景系统中虚拟线路的实现
地铁运行视景系统中虚拟线路的实现
郭彦宏;郑杰良
【期刊名称】《系统仿真技术》
【年(卷),期】2018(014)002
【摘要】提出了一种基于微软模拟列车(MSTS)平台的地铁运行视景系统.以郑州地铁一号线为线路原型,介绍了地形区域的还原以及轨道区段和信号机的底层文件,并搭建了郑州地铁一号线的线路环境.对实际线路的虚拟还原为视景系统相关研究提供了基础,也为轨道交通测试提出了新思路.
【总页数】4页(P127-130)
【作者】郭彦宏;郑杰良
【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都611756;西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都611756
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于OpenGVS的分布式虚拟汽车驾驶视景系统设计与实现 [J], 尹念东;陈定方;李安定
2.地铁列车运行视景系统与ATO仿真模块的接口实现 [J], 郭彦宏;郑杰良
3.望虞河工程虚拟视景系统研究及实现 [J], 刘惠义;朱跃龙;王新光
4.虚拟视景系统中粒子系统的接口设计与实现 [J], 高颖;金岩通;杨永强;黄建国
5.虚拟视景系统中特殊效果接口的设计与实现 [J], 王德才;吴明飞;孙玉萍;张安慧
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视频监控系统在轨道交通行业的应用
视频监控系统在轨道交通行业的应用作者：赵延帅来源：《中国新通信》2014年第07期【摘要】视频监控系统在保障轨道交通运营安全、高效、防范综治事件等方面发挥着重要的作用，本文以典型车站及线路中视频监控系统的构架及功能为例，介绍视频监控系统在轨道交通行业中的应用。
【关键词】视频监控轨道交通信息传输视频监控系统是保证城市轨道交通行车组织和安全的重要手段。
视频监控系统给地铁运营管理者、调度员和值班员提供一个直观、实时的现场图像画面。
利用视频监控系统可监视列车运行、客流情况、变电所设备室设备运行情况，是提高行车指挥透明度的辅助通信工具。
视频监控是由车站本地监视和中心远端监视两部分组成，本地监控系统通过对综控操作台的控制访问车站CCTV服务器，可以实现对车站本地图像的实时监控；中心远端监控系统实现对车站实时的选站、选区监视，可以根据需要显示在大屏幕系统（他人提供）或本地操作台的显示器上。
一、车站本地监控系统1.1 系统构成车站电视监视系统主要由摄像机、站台监视器、视频监视终端、视频分配器、画面处理器、视频编/解码器、网络交换机、视频存储设备、控制盘及各种软件以及控终端等设备组成。
1.2 系统设计一般车站站厅监控区设置在进出口闸机、自动售票机、自动扶梯口、车站出入口、设备区与公共区连通的出入口附近；另外在站厅设置两台采用一体化球型摄像机（自动光圈，电动变焦镜头，内置云台），负责整体监控。
在每侧站台监控区设置摄像机2台，采用全固定式摄像机，设置在站台的位置。
1.3 监视区的划分典型站根据地铁车站的类型和运行管理特点，对于典型站（一岛或二侧式站台车站）监控区按上行站台、下行站台、站厅、设备区四个区域进行设置。
1.4 监视器及控制盘的设置在各车站上、下行站台司机监视驾驶室位置，的站台边分别安装1台20″的液晶监视器，以2画面形式显示本站台2个摄像机的图像，供列车司机监视相应站台乘客上下车情况。
在各车站的车站控制室设置监控终端，通过与车站CCTV系统联网，可实现在终端的显示监视图像，并可通过终端进行图像切换。
ATS系统与三维视景仿真系统的结合技术研究
ATS系统与三维视景仿真系统的结合技术研究张代胜;蒋鹏;陈荣武;王坚强【摘要】以郑州地铁一号线为背景,提出了基于MSTS平台的三维视景仿真系统与地铁ATS系统的结合技术方案.介绍了三维视景的建模过程,设计了用于控制对象的数据协议,利用MFC开发了用于系统间数据处理及传送的接口服务器.测试结果表明,提出的结合技术方案具有良好的可行性,满足基于三维视景的仿真系统的各项性能指标.为后续各项列控仿真子系统的研究,提供了新思想和技术方案参考.%Based on the background of Zhengzhou Metro Line 1,the technology plan of combination of 3D visual simulation system and Metro ATS simulation system based on MSTS platform is proposed.The modeling process of the 3D scene system is introduced,and the data protocol for controlling object is designed.The interface server is developed for data processing and transfer between systems by MFC.The test results show that the proposed scheme has a good feasibility and meets the performances of the simulation system based on 3D visual simulation system.The new ideas and technical scheme reference is provided for the follow-up study of the train control simulation subsystem.【期刊名称】《大连交通大学学报》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】6页(P106-111)【关键词】ATS;视景仿真;MSTS;接口【作者】张代胜;蒋鹏;陈荣武;王坚强【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都611756;西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都611756;西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都611756;中国中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都610031【正文语种】中文三维视景仿真技术是计算机技术的重要分支，是计算机技术、图形图像处理技术、多媒体技术、信息合成技术以及显示技术等诸多高新技术的综合运用[1].我国在上个世纪80年代末90年代初将三维视景仿真技术应用于城轨仿真中，主要是为司机培训提供一种模拟驾驶平台.在该平台的三维视景通过地铁列车运行时从司机室实景拍摄得到，叠加关键技术生成的系统.比较有代表性的系统有：上海同济大学开发的北京地铁二号线司机培训系统[2].黄友能[3]着重从场景模型的生成、动态场景的控制、视点变换、人物仿真等几个方面研究了虚拟仿真技术与地铁运行仿真系统的结合.ATS(Automatic Train Supervision)系统作为列车控制系统的重要子系统，主要负责列车运行状态的监测和运行图的调整.李廷朵[4]设计了ATS仿真系统，模拟了CBTC 列车运行.张太花[5]仿真实现了ATS系统中列车识别、车次号追踪、车次号操作等列车追踪功能.车爽[6]利用Creator/Vega工具仅仅从列车运行的角度将三维视景仿真系统和ATS系统结合到一起.目前关于地铁三维视景仿真技术和ATS系统的文章比较多，但真正从调度和列车运行的角度将三维视景仿真系统和ATS系统结合的文章相对较少.随着工业4.0的提出，虚拟现实结合技术倍受关注，通过虚拟-实体系统，构建智能工厂，实现智能制造的目的[7]，可见将虚拟技术应用到其它系统中的结合技术着实具有重要的研究意义.本文以郑州地铁一号线为背景，提出了一种基于微软MSTS(Microsoft Train Simulator)平台的三维视景系统与ATS系统的结合技术，从而搭建管控一体化的综合化仿真平台(以下简称“综合仿真平台”).利用此仿真平台，列车司机可在完全安全且逼真的虚拟环境中进行培训；地铁线路设计人员可得到各种参考数据；地铁调度培训人员可以看到现场设备动作过程及状态.同时，也可为有需求的客户提供系统性展示本文以郑州地铁一号线的线路数据为基础，利用微软公司开发的MSTS平台对列车三维视景场景建立模型.同时依托于微软提供的MSTS引擎，在VS2013平台上利用C#语言对模型进行驱动，实现用程序去操纵视景中的对象.由于MSTS平台具有强大的图像处理能力和批量布景功能，因此基于MSTS的建模方法相对于传统的CAD、Creator/Vega技术以及拍摄实景的建模方法，有效地提高了建模的效率和质量.其中三维视景场景主要包括：列车、隧道、信号机、轨道及其它建筑等[6].该部分是项目小组其他成员的主要任务，因此不作过多陈述.在综合仿真平台中，ATS系统采用西南交通大学轨道交通信息及控制实验室现有的郑州地铁一号线的ATS系统.开发接口服务器作为ATS系统与三维视景仿真系统之间的数据处理和数据通信的枢纽.整个系统由四大功能组成：调度指挥功能、列控接口功能、控制对象响应功能和大屏显示功能.TOD系统与三维视景列车非直接连接，而是将TOD系统连接到接口服务器中的车载控制器模块(TOD显示功能不在本文重点研究范畴，不予过多陈述).各部分作用如下：(1)调度指挥系统：下达调度命令，同时监控列车运行及设备工作状态;(2)列控接口：处理ATS下达的调度命令，并向TOD和三维仿真系统发送相关信息;(3)控制对象：模拟列车驾驶与TOD显示功能;(4)大屏显示：显示ATS站场图和三维视景列车运行场景(包括ATS调度工作站的视景定位).3.1 数据传输过程三维视景仿真系统和ATS系统结合的各子功能具体包括：加车、单独操纵道岔、进路办理、取消进路、视景定位等.现以设置进路为例说明数据的传输过程：(1)ATS调度工作站下达进路办理命令通过ATS服务器至接口服务器；(2)接口服务器处理命令并向三维仿真系统发送命令；(3)三维系统控制进路上的视景道岔动作到相应位置，同时信号机显示与进路相对应的信号显示.3.2 数据协议设计如图1所示.设定了数据收发双方的数据协议，收发双方必须按照协议指定格式发送命令或者数据消息.现以单独操纵道岔P0106到定位为例说明数据协议的具体含义及解析过程.ATS调度工作站通过菜单操纵下达进路操纵命令：SWIP01060，接口服务器接收到命令数据后，通过查表处理将道岔名称解析为三维仿真系统中的道岔序号，并形成新的命令数据(SWI0530)发送给三维视景仿真系统.三维仿真系统的MSTS系统接收到数据后，根据SWI标识确定是对道岔进行单独操纵，根据编号053找到对应的道岔，最后根据数据命令末位0，判断道岔定反位状态并使道岔动作到定位.接口服务器作为三维视景仿真系统和ATS系统的信息传输纽带，是综合仿真平台实现功能至关重要的一部分.本系统是在VC++6.0平台上，利用C++语言，采用MFC框架进行软件开发的.基于TCP/IP通信协议，利用套接字编程实现网络通信.软件层次图如图2所示.其中ATS服务器接口模块程序添加在原ATS系统中.三维视景仿真系统基于MSTS平台建模后，借助MSTS引擎在VS2013平台上利用CJHJ完成模型对象驱动功能.4.1 加车功能ATS系统的重要功能之一就是监测对列车的位置、运行速度及各类基础设备的状态[5].本系统的加车功能包括了列车的自动追踪功能.通过三维视景仿真列车实时发送列车的位置和速度数据至接口服务器，接口服务器转发给ATS系统，然后ATS 系统按照数据协议对数据进行处理，转换为列车的位置、速度以及车次号数据，显示在调度工作界面上.列车追踪功能如图3所示.4.2 单独操纵道岔功能道岔有两种操纵方式：一种是对道岔进行进路方式操纵，另一种是对道岔进行单独操纵[9].通过调度工作站下达道岔单独操纵命令，ATS服务器将命令写入消息队列，ATS发送数据模块将数据发送给接口服务器，接口服务器对数据处理并判断，然后发送给三维视景仿真系统.三维仿真系统根据接收到的命令(SWI+编号+定反位状态)，将对应道岔动作到相应位置.道岔转换前的位置状态分别如图4、5所示.4.3 办理进路功能/取消进路为了保证行车安全，车站内信号、道岔、轨道电路等基本信号设备必须遵循一定的条件，按照一定的程序严格执行，这些条件和程序称为联锁.在进路排列之前，联锁系统会根据进路的操纵命令，对联锁关系进行判断，在无进路冲突的情况下才能排通进路，并向现场设备下达进路命令[9].本系统中，当在ATS调度工作站上进行办理进路(S0108至S0102)操作时，在满足联锁关系的前提下，通过接口服务器处理发送给三维视景仿真系统，系统接收到命令后，使进路上相关的道岔P0106动作到相应位置，并使信号机S0108和S0102显示正确的颜色.办理进路前后道岔和信号机状态分别如图6、7所示.取消进路功能与进路办理类似，只需要进路上给出正确的信号显示即可，这里不再赘述.4.4 视景定位功能通过调度工作站上的视景定位菜单，下达视景定位命令.三维系统接收到定位命令后，把对应的设备显示至大屏上.这就可以很好的将现场设备和ATS调度工作站上平面布置图的信号设备有机结合到了一起.验证一个基于三维视景的仿真系统性能的常用技术指标为实时性、可扩展性、显示速度、精确度以及操纵效率等[2,6].而本系统主要从两方面来评价其性能的优劣：一方面是ATS下达各调度命令，三维视景仿真系统能否快速执行命令，将相关设备动作到相应状态；另一方面是ATS调度工作站能及时更新列车的位置和速度等数据.5.1 加车功能根据列车运行计划，ATS系统通过菜单发送加车命令REQ_ADD，三维仿真系统接收到加车命令后驾驶员将列车从车辆段驶入CBTC区域，当ATS调度工作站接收到三维视景仿真系统发送的第一个点时，完成加车功能，并对列车进行自动追踪.5.2 进路办理和进路取消在ATS调度工作站上，通过菜单分别选择进路办理和进路取消命令，三维视景仿真系统能将道岔和信号机动作到相应的状态.5.3 单独操纵道岔在ATS调度工作站上，通过菜单分别下达单独操纵道岔到定位和反位的命令，三维视景仿真系统能完成道岔的定位和反位的动作过程.5.4 视景定位在ATS调度工作站上，通过菜单分别下达列车的驾驶室视角、对向视角、顺向视角和远景视角命令，三维仿真系统能完成列车相应视角位置的切换；在ATS调度工作站上，通过菜单下达某个信号机和某个道岔的视景定位命令，三维视景仿真系统将所选择的设备显示到大屏中央位置.通过测试，本系统设计优点在于接口服务器能正确收发并处理相关数据，能满足ATS系统与三维仿真系统能实时传输数据，数据采集周期小于0.1 s，满足实时性的要求且系统性能相对稳定.由于本系统开发了接口服务器作为系统结合的纽带，可方便的再接入其它子系统，可扩展性好.同时，三维视景画面显示清晰，模型逼真，画面切换较为流畅.满足设计的功能需求，使两系统实现了成功的结合.但本系统的视景定位功能设计存在着不足之处：若先后两次定位的设备相隔太远(如前后视景定位的两个信号机分别位于一号车站和二十号车站)，由于三维视景仿真系统中设备的切换过程中需要切换的数据量太大，导致视景定位功能切换存在2 s的时间延迟.本文下一步工作，针对视景定位功能，探索更好的实现方案.本文以郑州地铁一号线为背景，在MSTS平台实现了三维视景列车运行仿真系统的建模，结合功能需求，设计并实现接口服务器，将三维视景仿真系统和ATS系统有机结合到了一起.将三维视景仿真技术成功运用到了ATS系统中，形成了管控一体化的综合仿真平台.经过系统测试表明，本文的系统结合技术方案可行性好，可扩展性强.并能为相关培训人员提供操作平台及教学系统化展示平台.同时，也能为后续有关将三维视景仿真技术应用在其它列车控制系统中的研究提供技术参考.【相关文献】[1]宋晓伟,唐涛.视景仿真技术在地铁列控系统中的应用[J].北京交通大学学报,2007(2):67- 71.[2]杜霄,唐涛.地铁列车运行仿真系统中三维视景建模和简化[J].系统仿真学报,2006(6):1724- 1728.[3]黄友能,唐涛,宋晓伟.虚拟仿真技术在地铁列车运行仿真系统中的研究[J].系统仿真学报,2008,12:3208- 3211.[4]李廷朵,孔祥琦,宋欣,等.ATS系统模拟CBTC列车运行的设计[J].铁道通信信号,2013(S1):69- 70,74.[5]张太花.ATS列车追踪的设计与实现[D].成都：西南交通大学,2013.[6]车爽.基于列车运行控制的城市轨道交通视景仿真[D].成都：西南交通大学,2015.[7]丁纯,李君扬.德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示[J].德国研究,2014(4):49- 66+126.[8]陈荣武.CBTC系统列车运行仿真与优化策略[D].成都：西南交通大学,2011.[9]杨扬.车站信号控制系统[M].成都：西南交通大学出版社，2012.[10]IEEE Std 1474.3- 2008.IEEE Recommended Practice for Communications-Based Train Control (CBTC) System Design and Functional Allocations[S].IEEE vehicular Technology Society.The Institute of Electronics Engineers,Inc.，2008.[11]杨林.地铁列车运行仿真系统三维建模的研究与实现[D].成都：西南交通大学,2015.[12]陈尔超.城市轨道交通调度与控制一体化方法的研究[D].北京：北京交通大学,2015.[13]李铮.基于CBTC的ATS系统与外系统接口模块的设计与实现[D].北京：中国铁道科学研究院,2014.[14]MULTIGEN-PARADIGM. Vega LynX User’s Guide[M].San Jose,CA:MultiGen-Paradigm,2001.[15]BADLER N.Virtual humans for animation,ergonomics,and simulation[J].IEEE Workshop on Non-Rigid and Articulated Motion,Puerto Rico,1997(6):28- 36.。
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究随着城市轨道交通系统的不断发展，安全问题成为了一个不可忽视的问题。
目前，随着智能视频监控技术的不断进步，在城市轨道交通系统中应用智能视频监控技术成为了提高安全性的有效措施。
本文将介绍智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究。
一、智能视频监控技术的基本原理智能视频监控技术是一种利用计算机视觉技术和图像处理技术对视频图像进行预处理、分析、识别和提取信息的方法。
与传统的视频监控系统相比，智能视频监控技术能够实现自动化、智能化的监控管理，尤其是在安全监控领域表现突出。
其基本原理是将摄像头采集的视频图像传送到计算机系统中进行分析和处理，再通过预设的算法和规则进行分析和识别，最终产生报警和预警信息。
在城市轨道交通系统中，智能视频监控技术可以对车站、车厢、轨道等进行实时监控，保证乘客的安全和交通的流畅。
1、轨道交通运行监控智能视频监控技术可以监控轨道的运行状态，及时发现和解决轨道故障，避免交通事故的发生。
智能视频监控系统可以对轨道进行全面的监控，及时监测轨道的变形和破损情况，可以快速检测到轨道的异物和脱轨情况，及时发出预警，保证车站的运行安全。
2、列车内的安全监控智能视频监控技术可以对列车内进行实时监控，保证乘客的安全和车厢的正常运行。
监控系统可以监测乘客上下车的过程，提供合理的“下车点线”，减少人员拥堵和交通事故的发生。
当发现有违法犯罪行为时，可以及时提供证据供警方使用，提升列车内的安全水平。
智能视频监控技术可以对车站进行全程监控，包括售票大厅、月台等。
在车站内，智能视频监控系统可以对人员拥挤情况进行监控，及时发出预警，对于人流量大的车站，智能视频监控技术可以对人员进出口进行监控，调整进站口和出站口的布局，缓解人流压力，减少人员拥堵和交通事故的发生。
1、技术问题智能视频监控技术需要采用先进的视频图像处理技术和计算机视觉技术，目前国内的技术水平还较低，需加强技术研发和创新。
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究
随着城市轨道交通（地铁、轻轨等）系统的不断发展和扩大，对其安全管理和运营效率的要求日益提高，智能视频监控技术成为一种重要的应用手段。
本文将从城市轨道交通系统中的应用需求、智能视频监控技术的特点以及应用案例三个方面展开研究。
城市轨道交通系统作为城市重要的公共交通工具，其安全管理和运营效率一直备受关注。
智能视频监控技术应运而生，可为轨道交通系统提供全方位、实时的监控和管理。
在安全管理方面，智能视频监控技术能够对车站、列车以及设备进行监控，及时发现问题，预防事故的发生。
在运营效率方面，智能视频监控技术可以实时监测车站乘客流量、列车运行状态，并根据数据进行调整，提高运行效率。
智能视频监控技术具有多项特点，适用于城市轨道交通系统的应用。
智能视频监控技术可以实时采集高清晰度的图像和视频，能够提供更准确的信息。
智能视频监控技术可以进行图像分析和数据处理，通过人工智能算法，可以实现运动目标检测、异常行为识别等功能。
智能视频监控技术还支持远程监控和控制，在运营人员不在现场的情况下，依然能够进行实时监管。
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用具有重要意义。
它可以提供全方位、实时的监控和管理，为轨道交通系统的安全和运营效率提供支持。
智能视频监控技术的应用还存在一些挑战，比如数据安全和隐私保护等问题，需要进一步研究和解决。
三维视景建模在地铁运行仿真中的应用
三维视景建模在地铁运行仿真中的应用郭彦宏;郑杰良【摘要】提出以MSTS(微软模拟列车平台)为底层建模平台的三维视景仿真技术,并利用该平台对列车运行的三维视景进行了仿真,且通过XNA技术实现了底层模型的显示和操作.以郑州地铁1号线为例,对信号机、道岔和轨道等与地铁信号系统紧密相关模型搭建工作作了介绍;同时结合地铁周边的实际情况,搭建了郑州地铁1号线的真实运营场景.可为城市轨道交通中地铁列车运行情况及相关技术的研究提供一种新思路.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2019(022)003【总页数】4页(P146-149)【关键词】地铁;三维视景建模;微软列车模拟平台;列车运行;仿真【作者】郭彦宏;郑杰良【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,611756,成都;西南交通大学信息科学与技术学院,611756,成都【正文语种】中文【中图分类】TP391.9;U231三维视景建模所提供的视觉场景贴近现实场景，将三维视景建模用于相关的测试和研究可以极大地满足研究人员对测试系统逼真度的要求。
文献[1]利用Vires对北京昌平线部分线路进行了相关建模和仿真，在一定程度上提高了建模效率；文献[2]利用Creator/Vega Prime平台实现了对三维虚拟环境的建模，阐述了建模的方法和步骤，满足了一定的三维虚拟环境仿真的要求；文献[3]介绍了基于Vega Prime的视景仿真技术的一些关键技术；文献[4]阐述了3DS MAX和MultiGen Creator相结合的建模方法，考虑了两者各自的优缺点，对两者结合的一些关键技术进行了探讨；文献[5]提出利用基于3DMine软件的三维地质建模方法来为井田采矿设计与规划提供参考；文献[6]介绍了三维FDTD(时域有限差分法)建模软件的开发，并进行了简单的建模和仿真；文献[7]将三维建模软件CINEMA 4D应用在风景园林设计中，对不同的场景进行了建模仿真，取得了良好的效果；文献[8-9]利用Creator对列车运行视景进行了建模仿真，但是视景模型较为粗糙，与现实场景有较大差异。
VTD交通视景仿真轨道方面仿真应用的案例解析汇报汇报
VTD交通视景仿真_轨道方面仿真应用案例解析概述随着公路和轨道交通（以下简称轨交）的发展，视景仿真技术和轨交领域的结合也越来越紧密。
越来越多的部门已开始研究三维视景技术在轨交仿真中的应用。
研究领域包括驾驶模拟训练器，道路路况对驾驶的影响、汽车的主动安全仿真、以及列车控制系统和动力系统的运行仿真等方面。
传统的轨交仿真验证往往存在以下问题：•显示结果不直观传统的模型解算和分析结果往往是由一系列复杂的数据或图表，不能直观的表现出视景效果的影响。
三维视景仿真可以直观展示仿真实验的可视化效果。
•单纯视景仿真无法真实表现运动状态单纯的视景可以较好的展现三维场景，但是仿真缺少有效的真实数据驱动，而且视景的精确度较低，无法通过视景完成精度要求高的安全辅助、舒适性体验、道路状况模拟等功能。
动力学等方面的仿真数据也无法体现在视景展示中。
所以单纯视景仿真的应用十分有限。
•视景开发工作量大，运行不够流畅为了保证精确度和便于仿真研究，道路/轨道的建立要遵循一定的标准。
当列车或火车在路上高速行驶时，对视景的渲染效率要求很高，过于复杂的模型需要集群提供计算和数据渲染，造价高昂且意义不大。
解决方案：基于VTD的交通三维视景仿真应用VTD—复杂交通环境视景建模、仿真软件。
由德国的VIRES公司开发，主要针对复杂的实时交通环境实现视景仿真应用。
除了传统的公路交通视景仿真，VTD还能很好的应用在轨交三维视景仿真中，目前VIRES已经在欧洲完成了大量公路、轨道方面的视景仿真项目，采用VTD作为三维视景开发及显示工具，以Concurrent或HiGale作为实时仿真平台。
可实现驾驶模拟视景的专业开发，也可以应用在SIL、VIL、DIL、HIL等测试中，取得了很好的应用效果。
本文主要介绍VTD在轨交三维视景仿真中的应用。
三维视景构建一般工作流程一般工作流程如下图所示：轨道交通应用VTD提供的视景数据库和三维情景编辑功能可以用于快速搭建轨交驾驶模拟测试系统，还可以结合实时仿真平台进行针对部件或整车级别的功能测试。
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究智能视频监控技术通过安装摄像头和相关的数据处理设备，对轨道交通系统中的各个区域进行实时监控和数据分析，实现对系统运行状态的监测和预警。
智能视频监控技术可以对车站进行广泛的监测，包括站台、候车室、通道等。
通过监控设备，可以实时获取车站内的人员密度、排队情况、乘车流量等信息，为车站的运营管理提供数据支持。
智能视频监控技术还可以对重点区域进行特殊监测，如安全隐患区域、危险品存放区等，及时发现异常情况并采取相应的措施。
智能视频监控技术可以对列车进行实时监测。
通过在列车上安装摄像头，可以实时获取列车内的乘客情况和车辆运行状况。
可以通过人脸识别技术对乘客进行识别，统计车厢内的人数和拥挤程度，为车辆运行的安全评估提供数据依据。
还可以监测列车的设备运行状态，如轮对、制动系统等，及时发现故障并进行维修保养。
智能视频监控技术还可以对轨道交通系统的线路和设施进行监测和维护。
可以通过摄像头对轨道线路的状况进行实时监测，如裂缝、变形等，及时发现并修复隐患，确保线路的安全运行。
还可以对信号灯、隧道照明等设施进行监控，及时发现故障并进行维修。
除了实时监测，智能视频监控技术还可以通过数据分析和处理，提供更多的运行管理和安全保障服务。
可以通过视频图像的处理和识别技术，实现对各种异常情况的自动报警，如烟雾、火灾、行人闯入等。
还可以通过数据分析技术，对车站客流、列车运行等数据进行统计和分析，为运营决策提供参考。
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中具有广泛的应用前景。
通过实时监测和数据分析，可以提高轨道交通系统的运行效率和安全性，为乘客提供更好的出行体验。
智能视频监控技术的应用也面临一些挑战，如隐私保护、数据安全等问题，需要制定相应的法规和技术措施来加以解决。
还需要进一步完善技术手段，提高智能视频监控的准确性和稳定性，为城市轨道交通系统的发展提供更好的支持。
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究随着科技的不断进步，智能视频监控技术已经在城市轨道交通系统中得到了广泛的应用。
在早期的城市轨道交通系统中，监控设备基本上都是简单的摄像头和录像机，监控范围有限，无法满足对于车站、车辆及乘客行为进行全面监控和分析的需求。
而智能视频监控技术通过数字化、智能化的监控手段，可以实现对于整个轨道交通系统的实时监控和数据分析，为城市轨道交通系统的安全管理和运营提供了强有力的支持。
目前，智能视频监控技术主要应用于城市轨道交通系统的车站、车辆和站内设施等方面。
在车站方面，智能视频监控技术可以通过高清摄像头实现对于站台乘客的实时监控，排查站台上的安全隐患，保障乘客的人身安全。
在车辆方面，智能视频监控技术可以实现对于地铁列车的运行状态、车内情况的实时监控，及时发现和排查故障，确保列车的安全运行。
在站内设施方面，智能视频监控技术可以实现对于闸机、安检设备等设施的实时监控，为安检工作提供数据支持和安全保障。
城市轨道交通系统的安全管理和运营效率对于城市的发展和乘客的出行都具有重要意义，而智能视频监控技术在其中的应用具有以下主要意义。
1. 提升安全管理水平智能视频监控技术可以实现对于轨道交通系统的全面监控，及时发现和处理安全隐患，提升了安全管理水平。
通过对监控数据的分析，可以发现人群聚集、安全隐患、设施故障等问题，并及时采取措施，保障了乘客的安全出行。
2. 提高运营效率3. 实现智能化管理智能视频监控技术实现了对于监控数据的自动化采集和分析，实现了轨道交通系统管理的智能化。
通过人工智能、大数据等技术的应用，可以实现对于监控数据的自动识别和分析，提高了管理处理的速度和准确度。
在未来，智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用将会持续扩展和深化。
随着5G、人工智能、大数据等技术的不断发展，智能视频监控技术将会在城市轨道交通系统中发挥更加重要的作用。
智能视频监控技术将会实现对于监控数据的更加智能化的分析和应用。
郑州市轨道交通1号线CCTV监控系统故障原因分析
郑州市轨道交通1号线CCTV监控系统故障原因分析谷红军;王欢欢【摘要】地铁列车CCTV监控系统主要完成对司机室和各客室的视频监控和存储功能,以使工作人员详细掌握列车车厢和司机室信息;在出现意外事故、列车出现故障等情况下可通过查询存储的监控信息,再现司机室和客室当时的情景.郑州轨道交通1号线采用天津北海的CCTV监控系统,就CCTV监控主机视频丢失、蓝屏、重启等故障进行原因分析,并提出改进措施,以使列车监控系统工作性能稳定、降低故障率.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2017(024)010【总页数】3页(P17-18,23)【关键词】CCTV监控系统;硬盘读写速率;硬盘工作温度【作者】谷红军;王欢欢【作者单位】河南省郑州市轨道交通有限公司运营分公司,河南郑州450000;河南省郑州市轨道交通有限公司运营分公司,河南郑州450000【正文语种】中文近年来我国城市轨道交通技术飞速发展，由于城市轨道交通具有快速、准时、安全、舒适等特点，很多大中城市已经建立了多条城市轨道交通线路。
郑州轨道交通1号线于2013年12月28日正式开通试运营，其中电客车采用天津北海CCTV监控系统，前期系统运行相对稳定，故障率低，开通近三年来，列车监控系统故障率不断上升，尤其是监控主机，视频丢失、蓝屏、重启等故障较多。
本文结合郑州轨道交通1号线列车监控系统原理及实际运营情况，针对CCTV监控系统故障进行讨论分析，并提出解决方案。
CCTV监控系统以环网冗余交换机为网络基础，建立冗余以太网络。
列车两端司机室分别装有1个监控主机和1个监控摄像头，每个客室安装有2个监控摄像头，摄像头的视频信号通过摄像头编码器传送至网络，司机室监控主机负责实时显示各摄像头图像，并将图像保存至监控主机，供用户查看。
CCTV监控系统故障主要为监控屏蓝屏、无法启动、视频丢失、数据存储盘损坏等故障，监控视频丢失，无法满足故障处理和电客车发生意外情况时查看视频的需求，CCTV监控系统常见故障举例，如表1所示。
郑州市轨道交通1号线一期工程列车辅助定位技术研究
郑州市轨道交通1号线一期工程列车辅助定位技术研究田华军;马子彦;陈琦【摘要】在分析上海轨道交通10号线“9·27”事故发生原因的基础上,提出在非正常情况下利用现有机电设备为行车调度指挥人员准确提供列车实际位置(列车辅助定位)的方案,以及实现该方案的关键技术,包括接口方式、传输方式、图形显示方式等.列车辅助定位技术已在郑州市轨道交通1号线上实施,以确保在信号系统发生故障后采用电话闭塞模式时的行车安全.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2016(019)004【总页数】4页(P21-24)【关键词】城市轨道交通;行车指挥系统;列车辅助定位【作者】田华军;马子彦;陈琦【作者单位】郑州市轨道交通有限公司,450000;郑州市轨道交通有限公司,450000;郑州市轨道交通有限公司,450000【正文语种】中文【中图分类】U29-39Author′s address Zhengzhou Rail Transit Co.,Ltd.,450000,Zhengzhou,China 2011年9月27日，上海轨道交通10号线发生两车追尾事故。
其原因为：10号线信号故障后全线改为电话闭塞模式，由调度员人工指挥行车,在指挥行车过程中，行车调度员在未准确定位故障区间内全部列车位置的情况下,违规发布电话闭塞命令,致使10号线1005号列车与1016号列车发生追尾碰撞。
对上海轨道交通10号线事故发生原因的分析可知,目前的地铁行车指挥系统中,在信号系统故障后,没有其他手段来准确地为行车调度指挥人员提供当前线路所有列车的准确位置，当信号系统发生故障后采用电话闭塞行车时,调度人员需要与在线所有列车的司机确认列车位置并指挥其行车,这势必给调度人员增加大量纷繁复杂的工作，且容易造成遗漏或疏忽。
如何在信号系统故障下，准确清晰地为调度指挥人员反映当前所有列车准确位置(即列车辅助定位功能),保证地铁行车安全，已经成为研究的重要方向之一,尤其是在不增加新设备新接口的情况下,仅利用现有信号、通信等机电设备实现列车辅助定位功能，意义更为重大。
地铁列车智能视频监控
地铁列车智能视频监控地铁作为一种重要的城市交通工具，为了确保乘客的安全与顺利运行，必然需要完善的监控系统。
智能视频监控技术的引入，为地铁列车的安全管理带来了突破性的变革。
本文将就地铁列车智能视频监控技术的应用进行探讨，旨在展示其在提升地铁列车安全性和运营效率方面的重要作用。
一、智能视频监控技术的基本原理和特点智能视频监控技术基于计算机视觉技术，通过摄像头设备对列车进行全方位实时拍摄，并将图像传输到监控中心。
智能视频监控技术具有以下特点：1. 视频分析与智能识别：通过图像处理、运动目标检测、行为分析等技术手段，对列车内外的实时信息进行识别与分析。
2. 实时监控与远程管理：监控中心通过网络，对列车内的视频及相关信息进行实时监控和远程管理。
3. 高效可靠的数据存储与检索：智能视频监控技术能够将视频数据进行高效存储，并能够快速检索，方便后续的数据分析和应用。
二、地铁列车智能视频监控的应用场景地铁列车智能视频监控技术广泛应用于以下场景：1. 乘客安全监控：地铁列车作为人流密集的场所，乘客的安全是最重要的考虑因素之一。
通过智能视频监控技术，可以实现对列车内乘客的安全监控，及时发现并处理危险和紧急情况，确保乘客的人身安全。
2. 值班员辅助管理：借助智能视频监控技术，地铁列车的值班员可以远程监控列车内的情况，实现对运营及乘客状况的实时掌控。
同时，借助视频回放技术，可以及时发现和解决列车运营中的问题，为乘客提供更好的服务。
3. 行为异常监测：智能视频监控技术能够识别和分析乘客行为，发现不文明行为和潜在安全隐患，及时采取措施，有助于维护良好的乘客乘车环境，提高列车的安全性。
4. 运营调度管理：智能视频监控技术能够帮助地铁运营管理部门监测列车的运行情况，包括车门开关状态、车厢拥挤度等信息，为运营调度提供及时的参考和决策依据，提高运营效率和减少客流拥堵。
三、地铁列车智能视频监控存在的挑战和解决方案地铁列车智能视频监控技术在应用过程中也面临着一系列的挑战，主要包括：1. 数据存储和处理问题：由于地铁列车监控系统需要实时记录大量的视频数据，导致数据存储和处理成为一个重要挑战。
郑州地铁1号线列车控制电路
郑州地铁1号线列车控制电路
谢朝辉;成炎;张健兴
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2012(019)008
【摘要】介绍了郑州1号线项目中通过硬线实现列车激活、司机室占有、受电弓控制、列车牵引制动列车线等的电路设计及控制概念.
【总页数】3页(P23-25)
【作者】谢朝辉;成炎;张健兴
【作者单位】南车株洲电力机车有限公司技术中心,湖南株洲412001;郑州市城道交通有限公司,河南郑州450000;南车株洲电力机车有限公司技术中心,湖南株洲412001
【正文语种】中文
【相关文献】
1.南宁地铁1号线列车自动运行模式下列车停车精度优化设计 [J], 谭文举
2.视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用 [J], 王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城
3.郑州地铁1号线列车牵引控制单元供电继电器故障分析及解决措施 [J], 杨伟;刘腾飞
4.武汉地铁1号线列车空压机油乳化问题分析 [J], 王乾和;屈凡;余思远
5.宁波地铁1号线列车高速断路器闭合故障原因分析及解决措施 [J], 黄毅;黄岳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究
智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用研究随着城市轨道交通系统的不断发展和扩张，智能视频监控技术在其中的应用也变得越来越重要。
智能视频监控技术能够帮助城市轨道交通系统管理者实时监测和管理车站、车辆和乘客，提高运输安全和效率。
本文将对智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用进行研究，探讨其技术原理、应用效果和未来发展方向。
一、智能视频监控技术的原理和特点智能视频监控技术是一种基于计算机视觉和人工智能的监控技术，能够自动识别和分析监控画面中的目标物体，并根据预设的规则和算法进行处理和决策。
其主要特点包括以下几个方面：1. 实时监测：智能视频监控技术能够实时监测监控区域的情况，对异常事件进行及时发现和处理。
2. 自动识别：通过图像识别和分析算法，智能视频监控技术能够自动识别监控画面中的目标物体，如人、车、物等。
3. 智能分析：智能视频监控技术可以对监控画面进行智能分析，提取有用信息并进行智能决策，比如统计车流量、分析人员流动等。
4. 高效管理：智能视频监控技术能够实现对监控区域的高效管理，提高安全性和效率。
二、智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用1. 车站安全监控：智能视频监控技术可以用于监控城市轨道交通系统的各个车站，及时发现并处理车站内的安全隐患，如乘客拥挤、意外事件等。
通过人流分析和异常检测算法，可以实现对车站安全的智能监控和管理，提高乘客的出行安全。
2. 车辆运行监控：智能视频监控技术可以用于监控城市轨道交通系统的列车运行情况，实时跟踪列车的运行轨迹和运行状态，对异常情况进行自动识别和报警。
通过图像识别和分析算法，可以实现对轨道交通车辆的智能监控和管理，提高运行效率和安全性。
三、智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用效果智能视频监控技术在城市轨道交通系统中的应用效果主要体现在以下几个方面：1. 提高安全性：智能视频监控技术能够及时发现并处理车站和车辆运行中的安全隐患，提高城市轨道交通系统的安全性。
自动化监测技术在郑州地铁1号线保护区监测的应用
自动化监测技术在郑州地铁1号线保护区监测的应用
王宇霁
【期刊名称】《建设科技》
【年(卷),期】2015(0)20
【摘要】自动化监测系统具有自动连续观测的特点，特别是针对下穿或上跨既有结构的工程，自动化监测系统可以在保证精度和可靠度的情况下，大大的减少人力的投入和对施工的干扰。
针对郑州市未来路下穿项目，本文将重点介绍自动化监测系统在既有地铁线路形变监测中的监测内容、方案、精度以及数据分析方法。
通过不间断监测数据，实时快速反馈信息，进而指导施工，保证了在项目施工的过程中既有地铁线路的安全运营。
【总页数】4页(P103-106)
【作者】王宇霁
【作者单位】郑州市轨道交通有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.地铁保护区变形自动化监测技术应用
2.GNSS自动化监测技术在桥梁健康监测中的应用
3.自动化监测技术在地铁基坑工程监测中的应用分析
4.自动化监测技术在高速铁路沉降监测中的应用
5.自动化监测技术在地铁保护区监测中的应用
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视景仿真技术在地铁列控系统中的应用
实现 的三 维视 景仿 真在 地铁 列 车运行 控制 仿 真 系统 中的应 用 ， 三 维视 景 应 用的可行 性 、 从 场景模 型
的建立、 视景仿真软件设计等方面对系统进行 了分析． 该视景仿真 系统 以 Ｐ Ｃ机为硬件平 台， 已应 用于北 京地铁 环 线基 于 Ｃ ＴＣ的 实验 线路 的研 究与 开发 ， 得很 好 的效 果 ． Ｂ 取
地铁 列控 系统 能够 确保 列车 安全 、 畅通 运行 ， 但 是 它从设 计 、 工 到 监 控 系统 试 运 行 是 一 个 系 统 的 施
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三 维视 景仿 真技术 是计 算机 仿真 技术 的重要 分 支， 是计算 机 技术 、 图形 图像 处 理 与 生成 技 术 、 多媒
起来进行研究 ， 以三维视景仿真技术为工具 ， 在计算 机上仿 真 一个 真 实 的地 铁 运 行 环 境 ， 样 就 可 以为 这 地铁线路设计人员提供各种参考信息从而针对其设 计做出决断 ； 为列车司机提供对于在不 同线路 各种
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基于三维视景的车载ATP仿真系统研究
基于三维视景的车载ATP仿真系统研究三维视景技术已广泛应用于城市轨道交通领域，取得了不同程度的成果，但大多局限于列车驾驶培训和教学三维演示。
提出基于微软模拟火车（MSTS）的三维视景与车载列车自动防护（ATP）系统结合的仿真研究。
以郑州地铁1号线为线路原型，简要介绍视景系统的建立过程；利用开源平台的开源铁路（OR）提供接口，设计了仿真系统的结构和功能；根据超速防护模型及计算算法，并以三维视景中的实际线路为例，实现了列车的测速定位、超速防护、速度监督等关键车载ATP功能。
经测试验证，达到预期仿真目的和效果，为城市轨道交通控制系统的仿真研究和测试提供了新思路。
标签：地铁；车载ATP系统；三维视景；超速防护；仿真0 引言列车运行控制是一个工程量大、复杂的系统过程，受制于资金、技术、时间等多种因素，现实中很难建立一个真实的试验平台进行相关研究和测试，然而计算机仿真技术的发展为其提供了行之有效的解决办法。
视景仿真技术是计算机仿真技术的重要分支，是集多种高新技术于一体的综合运用[1]。
我国在上世纪末就开始将视景技术应用于城市轨道交通仿真中。
黄友能等以北京地铁 2 号线为背景研究了场景模型的生成、动态场景的控制和视点变换[2]；苏虎等基于分布式结构计算，从场景模型的建立、自然现象的模拟等方面，设计与实现了三通道的视景系统[3]；宋晓伟等探讨三维视景应用的可行性，分析并建立了三维模型与虚拟场景[4-5]；谭喜堂等针对城市轨道交通特点，采用多種三维技术实现了具有虚拟驾驶台和三维视景的模拟驾驶培训系统[6-8]；杨林等对自然对象和铁路设备对象进行三维建模，实现了列车运行的三维动态视景[9-10]。
上述研究对列车运行三维仿真提供了很多思路，但大多用于交互式的驾驶培训或三维演示，而深入结合信号系统控制原理进行的研究较少。
ATP 系统是列车运行控制系统的重要子系统，承担着保证列车安全运行的重要功能，是实现列车超速防护、追踪间隔控制的核心[11]。
地铁列车自动监控系统的更新改造
地铁列车自动监控系统的更新改造
侯艳霞
【期刊名称】《都市快轨交通》
【年(卷),期】2010(023)002
【摘要】以北京地铁1号线列车自动监控系统更新改造为例,分析原有系统存在的问题,论述此次国产化改造在联锁接口方案和网络改造方案方面的设计与思路,并对改造后系统的经济效益进行分析.结果表明,改造后的新系统更加稳定、可靠,可有效缩短列车的运营问隔,进一步提高运力.
【总页数】4页(P63-66)
【作者】侯艳霞
【作者单位】北京市地铁运营有限公司通信信号公司,北京,100088
【正文语种】中文
【中图分类】U231+.6
【相关文献】
1.自动列车监控系统接口数据交换的应用——以深圳地铁3号线为例 [J], 张长春
2.视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用 [J], 王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城
3.自动列车监控系统接口数据交换的应用——以深圳地铁3号线为例 [J], 张长春
4.沈阳地铁列车自动监控系统(ATS)故障的应急处理 [J], 姜宇
5.自动列车监控系统接口数据交换的应用——以深圳地铁3号线为例 [J], 张长春
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视频监控系统在轨道交通中的应用分析 闫小飞
视频监控系统在轨道交通中的应用分析闫小飞发表时间：2017-12-29T21:45:15.477Z 来源：《基层建设》2017年第28期作者：闫小飞[导读] 摘要：安全运行、高效运行在我国的轨道交通运输发展的过程中一直是较为重要的发展课题。
深圳市地铁集团有限公司摘要：安全运行、高效运行在我国的轨道交通运输发展的过程中一直是较为重要的发展课题。
只有使轨道交通的正常稳定运行得以保证，才能使我国的轨道交通行业有更大的发展。
本文就详细的阐述和分析了视频监控系统在轨道交通运输行业中的具体应用，希望通过阐析和论述本文能够进一步为我国的轨道交通运输行业的稳定高效运行贡献力量，同时也为我国的轨道交通行业的发展和创新贡献力量。
关键词：视频监控系统；轨道交通；应用；信息传输引文：我国轨道运输行业稳定安全高效运行的保障就是视频监控系统，因此我国的交通运输行业对视频监控系统的建设和发展非常重视。
而且综合防治轨道交通行业中的突发事件则还是需要依靠视频监控系统作为技术支持的。
在我国的城市轨道运输运行过程中，视频监控系统作为重要的安全保障手段一直是非常重要的一个技术环节。
交通运输中的视频监控系统能够为地铁的安全管理人员以及运行管理人员最为直接地提供地铁运营过程中的实时现场监控画面，对地铁工作人员的现场指挥及应变有所帮助。
视频监控系统能够对地铁运行过程中的多种数据和画面详实的提供。
目前视频监视系统技术的主流是对全数字视频监视技术采用，进而对高清视频监视系统构建。
系统采用车站、控制中心两级互相独立的监控方式，平常以车站值班员控制为主进行视频监控，控制中心调度员可对各车站任一摄像头的监控画面任意选择上调。
在紧急情况下则转换为以控制中心调度员控制为主进行视频监控。
视频监视系统是轨道交通运营、管理现代化的配套设备，是供控制中心各调度员、车站值班员、列车司机、轨道交通公安人员及站台工作人员等对轨道交通车站的站厅、站台、出入口等主要区域，列车出入站以及旅客上下车情况等提供实时视频监视，以加强运行组织管理，提高效率，保证安全正点地运送旅客的重要手段。
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视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城【摘要】通过列车运行视景仿真系统,可将视景仿真技术应用到城市轨道交通列车自动监控系统中.以郑州地铁1号线为例,介绍了列车运行视景仿真系统的建立过程.通过系统接口通信,ATS(列车自动监控)系统实现了对列车运行视景仿真系统的列车自动追踪功能、信号控制功能,以及信号设备状态监控功能.经过仿真测试验证,视景系统图像输出流畅,可真实描述地铁列车的运行场景;视景系统与ATS系统结合能模拟ATS系统对在线列车的主要监控功能,具有良好的实时控制性与稳定性.%Through adopting visual simulation system in train operation,the visual simulation technology can be applied to rail transport ATS system.Based on Zhengzhou metro Line 1,the use of novel technology of visual simulation is introduced.By connecting system interfaces,ATS has realized thefunctions of train running status monitoring,signalcontrol,signal device condition monitoring and so on.The simulation results show that the image output is fluent,which can describe the real train running scene,simulate the main control functions of running trains when combined with ATS system with good performance and stability.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2017(020)012【总页数】4页(P130-133)【关键词】地铁;视景仿真技术;列车自动监控系统【作者】王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都;西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都;中铁二院工程集团有限责任公司,611756,成都;中铁二院工程集团有限责任公司,611756,成都;西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都【正文语种】中文【中图分类】U284.48列车运行视景仿真技术将三维视景仿真技术与轨道交通控制系统结合，广泛应用于列车驾驶员培训系统和列车运营三维演示系统中。
随着计算机图像技术以及自动化控制技术的不断进步，列车运行视景仿真方法也日趋多元化。
ATS（列车自动监控）系统是城市轨道交通ATC（列车自动控制）系统的重要子系统，是集现代数据通信、计算机网络和信号技术为一体的分布式实时监督、控制系统［1］。
将列车运行视景仿真技术应用到ATS系统中，要先建立列车运行视景仿真系统（以下简为“视景系统”），并在视景系统中模拟列车运行的客观环境，从而实现列车运行三维环境与ATS系统的实时信息交互。
这对研究和测试ATS的系统功能具有重要意义。
视景系统以郑州地铁1号线的真实列车运行环境为原型。
首先，在MSTS建模平台上构建线路三维模型；然后，便可在VS2013软件开发平台上开发各种所需要的系统控制功能，从而模拟出丰富的列车运行场景，最终完成视景系统的搭建。
视景系统性能的主要评价指标包括可扩展性、建模高效性、逼真性以及模拟场景的丰富性［2］。
基于微软MSTS平台的建模方法具有强大的图像处理能力以及批量式布景功能，能大幅提高建模的质量与效率，能完全满足视景系统的性能需求。
视景系统中需要建模的主要场景模型包括：列车、轨道、信号机、车站、隧道，高架桥及其他建筑景观［3］。
视景系统的设计过程如图1所示。
基于MSTS平台开发的视景系统具有良好的扩展性。
通过通信接口就可以方便地把视景系统与ATS系统从而实现视景仿真技术在ATS系统中的应用。
由于视景系统是基于ATS系统对室外列车运行场景进行模拟的，故首先要保证两个系统之间信息交互的实时性和同步性，进而实现模拟车地双向通信的功能［4］。
为此，两者之间的通信接口采用TCP/IP网络传输协议，并采用C#语言进行程序设计；而且，视景系统在建模时，其线路数据和信号设备位置要与ATS系统保持一一对应。
在列车运行过程中，ATS系统与视景系统之间所交换的数据内容如图2所示。
视景系统与ATS系统相结合后，ATS作为服务器，视景系统作为客户端，在ATS 系统界面可对视景系统中的列车和信号设备进行监控。
此外，ATS支持多客户端接入，每台装有视景系统的PC机均可作为1个客户端接入ATS系统。
因此，通过ATS服务器界面可对多个不同运行场景的列车运行状态和信号设备状态进行监控。
ATS系统的基本功能包括监视功能与控制功能［5］。
监视功能是指对全线的列车和设备进行监控；控制功能主要是指信号的自动控制功能、时刻表及运行图的自动调整功能等。
通过视景系统模拟室外真实的列车运行场景，可更好地实现ATS系统功能。
视景系统将列车位置数据及车次号等信息发送到ATS系统接收端后，ATS系统可据此来实现全线的列车自动追踪运行、显示车次号、实现列车进入及驶出管辖区的车次号自动移位。
视景系统三维列车运行时，通过Timer（时钟）设置功能每隔0.05 s向ATS系统发送1次位置数据。
列车位置数据由程序变量（FrontTDBTraveller.Location.X、FrontTDBTraveller.Location.Y、FrontTDBTraveller.Location.Z）中获取。
其中，FrontTDBTraveller表示在三维视景系统下的列车沿运行方向最前方所在位置，且每个位置由X、Y、Z三个坐标唯一确定。
视景系统将读到的坐标信息经过格式转换后发送到ATS系统。
ATS系统根据接收到的位置数据控制模拟列车运行到相应位置，从而实现ATS系统对本管辖范围内列车的自动追踪功能。
列车自动追踪功能的实现流程如图3所示。
ATS系统的信号控制功能主要体现在对道岔、信号机以及进路的控制上。
信号机、道岔及进路之间具有一定的联锁关系［6］。
ATS系统首先通过列车识别信息和列车所处的轨道区段，自动生成前方道岔区段的进路控制指令，再按照列车的接近条件自动控制道岔转换、开放信号机，最后运用安全联锁来实现列车进路的自动排列。
2.2.1 ATS系统对视景系统道岔和信号机的控制视景系统中的每个道岔或信号机都有ID（标识）编号。
当ATS系统需要控制视景系统中的某个道岔（或信号机）时，ATS系统会产生1个相应的信号控制命令并发送到视景系统中。
每一个信号控制命令的格式均为“信号控制类型+信号设备ID+目的转换状态”。
在信号控制命令中，“信号控制类型”用“SWI”和“SIG”分别表示道岔和信号机，道岔的“目的转换状态”用二进制数“00”和“01”分别表示定位状态和反位状态，信号机的“目的转换状态”用二进制数“00”、“01”和“10”分别表示红灯、绿灯和黄灯状态。
视景系统通过VS2013开发平台来实现对道岔和信号机的控制。
当视景系统收到信号控制命令后将道岔和信号机转换到相应的状态。
控制道岔的函数为“void DealSwitchCommand（int id，int state）”，控制信号机的函数为“void DealSignalCommand（int id，int state）”。
其中“id”和“state”为视景系统获取到的信号设备ID编号及其目的转换状态。
ATS系统界面和视景系统界面道岔转换前后的实景图如图4～7所示。
2.2.2 ATS进路控制功能ATS系统的进路控制功能是通过对道岔及信号机等信号设备的集中控制实现的。
在ATS系统发送进路控制命令前，视景系统会先以ATS系统中的信号设备为标准初始化视景系统的所有道岔和信号机；收到ATS发送的进路命令后，视景系统将道岔和信号机状态集中转换到与ATS系统一致；同时，ATS的人机界面会直观的显示排列好的进路。
在视景系统道岔和信号机状态转换过程中，视景系统中信号设备的变化状态、列车的位置和运行状态、列车的车次号均可通过ATS系统进行监控。
为保证ATS系统与视景系统的同步性与实时性，需进行仿真测试。
测试平台硬件部分主要包括8台PC机（i7处理器，8G RAM，2G显存）及8台1920×1080分辨率的显示器。
测试平台软件部分主要包括 MSTS、Visual Studio 2013、.Net Framework 3.1，操作系统为 Windows7（64 bit）。
测试平台将 1台PC机作为ATS系统服务器，将其余PC机作为视景系统客户端通过局域网接入ATS系统。
测试以郑州地铁1号线为线路背景，从ATS系统的控制功能，以及视景系统与ATS系统的同步性和数据交互的实时性、视景系统图像输出的流畅性等方面进行测试。
同步性与实时性的测试效果见图8。
测试结果表明：视景系统图像输出流畅，可真实描述地铁列车在室外的运行场景；视景系统与ATS系统结合能模拟ATS系统对室外在线列车的主要监控功能，且信号采集周期小于0.05 s，具有良好的实时控制性与稳定性。
基于MSTS平台建立的视景系统，能实现视景仿真技术在ATS系统中的应用，能实现ATS系统对视景系统中列车运行状态、线路信号设备状态的监控功能，更深入地发挥了视景仿真技术在轨道交通领域的作用，对其他列车控制子系统的研究和测试具有启示意义。
视景系统与ATS系统的结合取得了预期的测试效果，但还有可优化与扩展的空间：（1）可将更多的ATS系统功能（如按时刻表发车、ATS故障模拟、监测与报警功能等）与视景系统结合，从而构建功能更加完善的ATS综合仿真平台。
（2）日后可根据实际情况把视景系统应用到ATO（列车自动控制）系统与ATP （自动防护）系统的研究与测试中。
【相关文献】［1］邢红霞，李乐.城市轨道交通信号系统［M］.重庆：重庆大学出版社，2013：113［2］杜霄，唐涛.地铁列车运行仿真系统中三维视景建模和简化［J］.系统仿真学报，2006，18（6）：1724.［3］车爽.基于列车运行控制的城市轨道交通视景仿真［D］.成都：西南交通大学，2015.［4］唐涛，郜春海，李开成，等.基于通信的列车运行控制技术发展战略探讨［J］.都市快轨交通，2005（6）：25.［5］陈荣武.城市轨道交通控制［M］.北京：科学出版社，2014.［6］董昱.区间信号与列车运行控制系统［M］.北京：中国铁道出版社，2008.。