列车运行自动控制仿真系统
行车调度指挥(ATS)仿真系统简介
概述篇：城市轨道交通是一个庞大而复杂的技术系统。
随着信息技术和自动化的发展，出现了以保证行车安全、缩短列车运行时间、提高列车运行质量为代表的列车自动控制系统，为复杂环境下列车运行提供了有效的保障。
城市轨道交通行车调度仿真培训系统(ATS仿真培训系统)是面向教学及轨道交通运营单位的控制中心行车调度员、车站行车值班员、停车场信号楼调度员而设计的行车调度操作技能和专业能力培训的软件。
该系统提供了逼真的行车调度培训环境，可以用于我院相关专业学生的学习和训练，也可以对外进行合作，作为行车调度人员岗前培训，岗后业务能力的提升的培训应用，从根本上提高受训学员的技术水平和专业素质，对于我院学生专业素质的培养和实作技能的训练具有极大地现实意义，同时也为我院与轨道交通运营管理企业的合作，起到积极的促进作用。
仿真培训系统最大的优势，它从根本上区别于“师徒帮带”式的传统培训方式，大大缩短了培训时间、提高了培训效率，同时能够支持受训人员反复训练而避免或减少在正常运营结束后安排实地培训，一方面保护了实用设备，另一方面多次的训练使得培训效果也更为扎实。
值得一提的是，该系统能够营造和模拟非正常情况和突发事件的特殊运行环境，对受训人员应急能力的培养具有重要的实用价值。
我院行车调度指挥仿真系统，能够仿真上海地铁3、4号线信号系统这属于过渡系统，我们还定制了仿真苏州轨道交通一号线的德国西门子CBTC信号系统（将在XXX时间内投入我们师生使用），实现其信号控制及相关操作仿真，并具备灵活的教学特色功能，更好适应各地地铁公司对学生的就职要求。
功能篇：一、行车调度指挥仿真系统基本功能要求1.控制中心ATS仿真在控制中心ATS下主要实现在线控制的运行模式，即系统能够实时监控列车运行，主要包括，（1）时刻表管理，能够对于计划时刻表和实际时刻表实现编辑和修改。
（2）列车描述，根据相关列车描述的规范，能够实现设置、修改列车的车次号、司机号和车辆号等相关信息标识，并且具备列车车次、车组等信息的自动追踪功能。
CTCS-3级列控仿真培训系统
CTCS-3级列控仿真培训系统CTCS-3级列控仿真培训系统近年来，随着铁路运输的不断发展，列车运行的安全和效率变得尤为重要。
而列控系统的起到着至关重要的作用。
CTCS-3级列控仿真培训系统是一种通过虚拟仿真技术对列车运行进行培训和模拟，以提高列车运行的安全性和正常运行能力的系统。
CTCS-3级列控系统是“中国-欧洲特高速铁路技术合作项目”中的关键技术之一，其主要目标就是提高列车运行的稳定性、安全性和效率。
该系统通过用数字方式模拟和还原列车运行过程中的各种因素，为工作人员提供了一个真实环境和实际操作的机会。
这使得工作人员能够在实际培训中模拟和调试各种列车运行情况，提高他们的应变能力和操作水平。
CTCS-3级列控仿真培训系统主要包括两大模块：仿真模块和培训模块。
仿真模块主要用于还原列车运行过程中的各种因素，例如信号灯、道岔、轨道条件等等，使得工作人员能够在实际工作之前进行充分的模拟和实践。
而培训模块则通过各种培训课程和考核，提高工作人员的技能和能力。
在培训模块中，工作人员可以通过实际操作和应对各种列车运行情况来提高他们的反应速度和应变能力。
此外，该系统还配备了一套完整的故障诊断系统，使得工作人员能够及时处理并排除列车运行中的各种故障。
CTCS-3级列控仿真培训系统的应用为铁路运输行业培养了大量的优秀人才，提高了列车运行的安全性和正常运行能力。
在现实列车运行环境中，列车运行中的各种因素往往是多变的，如何应对各种列车运行情况和突发状况变得尤为重要。
而CTCS-3级列控仿真培训系统为工作人员提供了一个虚拟的仿真环境，使得他们能够在真实的操作中模拟和应对各种情况，从而提高他们的应变能力和决策水平。
除了对工作人员的培训和提高能力，CTCS-3级列控仿真培训系统还可以被用来对列车运行过程中的各种因素进行模拟和测试。
通过模拟和测试，工作人员可以发现列车运行中存在的问题和不足，并及时进行调整和改进。
这将有助于提高列车运行的安全性和正常运行能力。
高速列车运行控制系统仿真的开题报告
高速列车运行控制系统仿真的开题报告
一、选题背景及意义
随着高铁网的日益完善和发展，高速列车的运行控制系统成为了越来越关键的一个问题。
运行控制系统的好坏关系到列车的运行效率、安全和乘客的舒适度，因此需要对运行控制系统进行仿真分析，优化其性能。
二、研究内容和目标
本文将研究高速列车运行控制系统的仿真模型，包括列车的牵引、制动、速度控制以及调度控制等方面。
通过搭建系统仿真模型，可以模拟高速列车在不同条件下的运行情况，评估系统的性能，找出存在的问题，并提出相应的解决方案。
三、研究方法和步骤
1. 收集高速列车的运行参数及控制系统的技术参数等数据。
2. 建立高速列车运行控制系统的仿真模型，包括列车牵引系统、制动系统、速度控制系统和调度控制系统。
3. 进行系统仿真分析，探究在不同运行条件下系统的响应性能和稳定性。
4. 对系统存在的问题进行分析，提出相应的解决方案。
5. 验证解决方案的可行性并修改优化系统。
四、预期成果和应用前景
通过建立高速列车运行控制系统仿真模型，可以深入探究系统在不同运行条件下的性能表现，找出存在的问题并解决之。
该研究可为提高高速列车的安全性、降低运行成本、增加运行效率等方面提供一定的参考和支持。
同时，该研究也可为高速列车运行控制系统的优化和改进提供指导意见。
列车运行自动控制仿真实验指导书（改）
实验一列车运行自动控制仿真实验一、实验目的与实验要求1、实验目的（1）使学生深刻了解城市轨道交通列车自动控制（A TC）系统在城市轨道交通系统中的作用；（2）了解A TC系统的主要子系统的构成和主要功能；（3）掌握城市轨道交通列车自动运行的原理。
（4）培养学生的独立思考能力和对实际问题的理解能力。
2、实验要求（1）明确A TS子系统中控制中心集中控制和联锁集中站控制的主要功能、操作方式、内容；（2）明确车站出现“红光带”、道岔没有表示等故障的处理方法等。
二、实验仪器及实验设备列车运行自动控制仿真系统。
三、实验原理控制中心ATS仿真教学培训系统以上海地铁三号线列车自动监控系统为原型，采用现代仿真理论和数据库技术，对物理站场进行数字化处理，形成站场型数据库。
在此基础上，通过软件实现对列车自动监视系统的模拟，充分采用Windows应用程序的通用图形化操作界面，产生逼真的工作环境，将过程仿真与系统培训紧密结合在一起。
具体来说，系统主要控制功能有信号控制、列车描述、列车调整、时刻表控制和列车运行图五个部分。
1．信号控制功能信号控制，指对全线所有车站（车辆段除外）信号设备的控制，其主要内容如下：（1）设置控制模式即设置站控/遥控模式。
控制模式是指遥控，还是站控，它的设定是系统控制的关键。
遥控（也称中控）是指由控制中心对全线各车站进行控制，站控是由控制中心授权，相应的车站才具有控制权。
控制模式的转换，由控制中心和车站双方配合完成，紧急情况下，可由车站直接执行紧急站控，然后回到站控模式，经控制中心同意后，才可返回遥控模式。
（2）设置终端模式即在有终端折返的车站选择列车折返进路。
当设定了终端模式和相应的自动信号后，车站信号设备将根据列车的目的地号，自动为列车排列进路。
根据车站信号设备的特性，系统配置了三种终端模式：模式1为使用折返线1进行列车折返。
模式2为使用折返线2进行列车折返。
模式3为使用空闲的折返线（折返线1优先）进行列车折返，该模式是最常用的。
超高速铁路运行控制系统设计与仿真
超高速铁路运行控制系统设计与仿真随着科技的发展和人们对出行效率的要求越来越高，超高速铁路作为一种快速、安全、环保的交通工具，受到了广大市民的关注和喜爱。
超高速铁路的运行控制系统是确保列车安全、平稳运行的关键所在。
本文将深入探讨超高速铁路运行控制系统的设计与仿真。
第一部分：超高速铁路运行控制系统设计概述超高速铁路运行控制系统是由多个子系统组成的复杂系统，包括列车控制系统、信号系统、通信系统、监控系统等。
其设计的目标是实现超高速列车的安全、可靠、高效运行。
该系统依赖于高精度的实时数据传输与处理，以保证列车在高速运行中的稳定性和安全性。
第二部分：超高速铁路运行控制系统的关键技术1. 列车控制系统：采用分布式控制架构，利用多传感器实时获取列车运行状态数据，并通过控制算法实现列车的自动驾驶、跟踪、停车等功能。
2. 信号系统：利用交叉验证和多级检查等技术，确保信号的准确性和可靠性，及时发送信息给列车控制系统，以调整列车的运行速度和停车位置。
3. 通信系统：采用高速、高带宽的通信技术，实现与列车、信号系统、监控系统之间的实时数据传输，确保信息的及时性和可靠性。
4. 监控系统：利用高清摄像头、传感器等设备实时监控列车运行状态和周围环境，及时发现并处理各类运行异常和危险情况。
第三部分：超高速铁路运行控制系统的仿真模型为了测试和验证超高速铁路运行控制系统的可行性和稳定性，可以使用仿真模型对其进行模拟。
仿真模型可以基于列车运行的物理模型、信号系统的逻辑模型等，通过计算机软件实现。
通过对仿真模型的运行结果进行分析和优化，可以进一步提高运行控制系统的效率和安全性。
第四部分：超高速铁路运行控制系统的挑战与展望1. 数据安全性：超高速铁路运行控制系统所依赖的各类数据传输与处理需要保证其安全性，防止黑客攻击或数据泄露等风险。
2. 技术创新：超高速铁路运行控制系统的设计需要结合先进的技术，不断进行创新和改进，以提高系统的性能和可靠性。
列车运行自动控制系统—CBTC系统
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
列车运行自动控制(ATC)系统方案
01
02
03
高效性
ATC系统需要具备高效的 控制能力，能够实现对列 车运行的精确控制，提高 列车运行效率。
安全性
系统需要保证列车运行的 安全，通过自动监测和预 警功能，及时发现并处理 潜在的安全隐患。
智能化
ATC系统需要具备智能化 的决策能力，能够根据实 际情况自动调整列车运行 策略，优化运行效果。
当前列车运行中存在效率不高的 问题，如列车晚点、运行速度不 稳定等，影响了乘客的出行体验
。
安全问题
列车运行中存在一定的安全隐患， 如人为操作失误、设备故障等，需 要通过技术手段进行改进和优化。
智能化水平不足
当前列车运行控制主要依赖人工操 作，智能化水平较低，难以满足未 来城市轨道交通的发展需求。
自动控制(ATC)系统需求
02
ATC系统架构设计
整体架构设计思路
基于分布式控制系统
实现列车运行的高效、安全和可靠控 制。
模块化设计
各功能模块独立设计，降低系统复杂 性和耦合度，提高可维护性。
分层架构设计
将系统划分为物理层、数据链路层、 网络层、传输层和应用层，便于管理 和维护。
关键功能模块划分
列车自动防护（ATP）模块
故障诊断机制及预警处理流程
故障诊断机制
结合实时状态监测数据和历史数 据，采用模式识别、统计分析等
方法进行故障诊断。
预警处理流程
根据故障诊断结果，制定相应的 预警处理流程，包括预警级别设 定、预警信息发布、应急处理措
施等。
远程故障诊断系统
建立远程故障诊断系统，实现列 车运行状态的远程实时监测与故 障诊断，提高列车运行安全性。
安全性保障措施
列车运行安全监测
高速列车运行控制系统的设计与仿真
随着科技的不断进步和人们对高速交通的需求日益增长，高速列车作为一种快速、高效、安全的交通工具得到了广泛应用。然而，高速列车的运行速度和系统复杂度对其运行控制系统提出了更高的要求。因此，高速列车的设计与仿真成为保证列车安全、提高运行效率的重要环节。
高速列车运行控制系统是整个列车系统的核心，车运行控制系统的设计过程中，需要充分考虑列车的运行环境、列车的设计参数以及列车运行过程中可能出现的各种异常情况。
在高速列车的运行过程中，还存在着各种可能发生的异常情况，如列车的制动失效、信号系统故障等。为了保证列车能够安全、稳定地运行，设计一个可靠的运行控制系统至关重要。通过仿真技术，可以模拟各种可能出现的异常情况，并评估列车运行控制系统在不同情况下的反应和性能。这样可以及时发现系统中存在的问题，并进行相应的改进和优化。
在设计和仿真过程中，还应该考虑到高速列车的自动驾驶功能。随着自动驾驶技术的不断发展，高速列车的自动驾驶已经成为可能。自动驾驶技术可以更好地提高列车的运行效率和安全性。
综上所述，高速列车运行控制系统的设计与仿真是确保列车高速、安全运行的关键环节。通过合理设定列车的设计参数、考虑运行环境和各种异常情况，使用仿真工具和软件进行仿真分析，优化控制策略和控制算法，可以有效保证高速列车的安全、稳定运行，并实现高速列车的节能环保和自动驾驶的功能。
首先，在高速列车的设计中需要确定列车的设计参数，包括列车的长度、质量、最大运行速度以及加速度等。这些参数的设定将直接影响到列车的运行控制系统的设计和仿真结果。通过合理地设定设计参数，可以保证列车在高速运行时表现出良好的稳定性和安全性。
其次，高速列车的运行环境也需要在设计中加以考虑。不同地区的气候条件、轨道条件以及道路标志等因素都会对列车的运行控制系统产生影响。因此，在进行系统设计时，需要综合考虑各种可能出现的环境因素，并设计相应的控制策略和控制算法。
高速铁路列车运行控制系统设计与仿真
高速铁路列车运行控制系统设计与仿真随着科技的进步和社会的发展，人们对于交通的便捷和效率要求越来越高。
高速铁路列车如今成为了现代快速交通的主力军，但高速运行所带来的风险和挑战也变得愈发明显。
因此，高速铁路列车运行控制系统的设计和仿真变得尤为重要。
一、高速铁路列车运行控制系统的概述高速铁路列车运行控制系统包括车辆动力控制系统、列车运行安全控制系统和车载控制系统等几个方面。
其中，车辆动力控制系统主要是控制车速、牵引力、制动力等，以实现列车的安全稳定运行。
列车运行安全控制系统则是在列车发生紧急情况时，及时采取措施，确保列车人员和设备的安全。
车载控制系统则是负责处理车辆状态、速度、位置等信息，掌握列车运行的实时情况，为后续运行提供支撑。
二、高速铁路列车运行控制系统的设计运行控制系统的设计需要遵循一定的设计原则，包括高效稳定、可靠安全、便于维护、可扩展等。
设计初期需要对列车基本参数、运行环境、运行过程中可能遇到的问题等进行充分考虑，并建立适当的数学模型。
随后，根据列车和系统的要求，选择合适的控制器、传感器等设备，并进行集成和测试，确保系统的各项功能达到设计要求。
三、高速铁路列车运行控制系统的仿真在实际使用前，高速铁路列车运行控制系统需要进行仿真测试，以确保其安全性、稳定性和可靠性。
仿真测试可以通过数学模型、计算机模拟和实际测试相结合的方式进行。
其中，数学模型可以通过运用数学方法，模拟列车的运行情况；计算机模拟则可以对系统的各项参数进行测试，并进行准确的结果分析。
最后，实际测试则可以验证仿真结果的正确性和系统的完整性。
四、高速铁路列车运行控制系统的优化在高速铁路列车运行控制系统的使用过程中，需要不断地对其进行优化，以提高系统的性能和效率。
具体措施包括加强故障诊断与排除、优化控制算法、加强数据分析处理等，以改进系统的性能和效率，提升系统应用的可靠性和实用性。
五、结语作为现代交通运输的重要方式，高速铁路列车的安全可靠运行离不开先进的运行控制系统。
列车运行自动控制(ATC)系统分析
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（3）列车运行控制
1)列车进入系统的自动控制
2)站台控制
3)“跳停”（指列车在该站不停车的功能）
4)下一车号的设定
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（四）时刻表控制功能 时刻表控制功能仅供调度员使用，以管理和调整在
线时刻表和计划时刻表，计划时刻表是指：准备投入 在线控制的时刻表，而在线时刻表是指：正投入在线
控制的时刻表。调度员选择时刻表管理员所创建的某
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（二）列车的描述功能
列车描述包括三部分内容：即车次号、司机号和列
车号，它们各有五位数组成。
其中车次号的前三位为运行号，后二位为目的地号，
运行号是运行列车的标识，是系统把列车和时刻表相联
系的基础，也是系统控制和表示列车的基础。
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目的地号指明列车运行的终点站，它是系统触发车 站信号控制的重要参数，据此可以为列车自动排列进 路。在运行过程中，系统将各次列车的目的地号，传 送给车站信号设备，以控制列车进路，所以车次号是 列车描述中很重要的部分。 司机号由司机在车上人工输入，并通知调度人员， 说明哪一位司机在操纵哪一列车。 列车号的设置，是为了使系统跟踪列车的运行，从 而产生车辆运行里程报告。
ATC系统的组成
控制中心是指挥整条线路列车运行的智囊，由 ATS子系统来完成这个功能，也可以理解为控制 中心只有ATS 子系统；联锁集中站的信号设备， 具体执行控制中心的操纵指令，负责列车的安全 运行，完成与列车的信息交换，所以联锁集中站 具有ATC 系统的三个子系统，也就是由ATS、 ATP、ATO 三个子系统相配合，来完成这些功能。
ATS子系统
列车自动监控（ATS）子系统，是指挥列
车运行的监控、监督设备。它主要完成列 车的调度和跟踪、列车进路的控制和表示、 系统状况、报警信息的显示和记录，统计 汇编、系统仿真和诊断。
列车运行控制仿真系统—轨道电路模块的设计与实现
摘
进
（ 南交通大 学 信息科 学与枝术 学院，成都 ６ ０ ３ ） 西 ｌ ０ １
：Ｚ Ｗ 一０ ０ 无绝 缘 轨 道 电路 由较 为 完备 的轨 道 电路 传 输 安 全性 技 术 及 参 数 优 化 的 传输 系统 构 Ｐ ２ ０Ａ
成 ，为 “ 车信 号做 为主体 信 号” 创造 了必备 的安 全基础 条件 。本 文对 轨 道 电路 状 态和轨 道码 序仿真 为 机
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ｔ ｃ ｅ ｅｆ ｒＣｈｎａＣＴＣＳ ｌｖ ｌｓｍｕｌｔｏ ｆＴｒ ｉ ｅ ａｉ ｎｔｏｌＳ ｓｅ ． ｏ ａ ｈｉｖ ｏ ｉ ２一ｅ ｅ ｉ ａ ｉｎ ｏ ａｎ Ｏｐ ｒｔｏｎ Ｃｏ ｒ ｙ ｔｍ Ｋｅ 、ｏ ｄｓ ｖ 、 ｒ ：ＺＰＷ － ０ Ａ；ｆｅ ｎ ｕｌｔｏ ｅ ｕｅ ｃ ｈ ｆ ｕ ｏ ａｉ ｏ ｋ； ｒｃ ｉｃ ｉ；ｏｂｉ ｏ ｅ ｓ ｑ ｅ ｃ ２ ００ ｒ ｅｉ ｓ ａ ｉｎ ｆ ｑ ｎ ｙ ｓ ｉｔ ｔ ｍ ｔｃｂｌｃ ｔａ ｋ ｃｒ ｕｔ ｒ ｎａＣＴＣＳ 一ｅ ｅ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ Ｔｒ ｉ ２ ｌｖ Ｉ ｍ ｌ ｔｏ ｆ ａ ｎ Ｏｐｅ ａ ｉ ｎ Ｃｏ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ 。 ｒ ｃ ｉ ｃ ｉ ｓ ｒ ｔｏ ｎｔｏ ｓ ｅ Ｓ ｔ ａ ｋｃ ｒ ｕ ｔ
ｍ ｏ ｌ ’ ｓｇ ｎｄ ｉ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｄｕ ｅＳｄｅ ｉ ｎａ ｍ ｌｍ ｎｔ ｔｏ
高速列车运行控制系统的设计与仿真
高速列车运行控制系统的设计与仿真在现代交通运输中，高速列车被广泛应用于长距离旅行和远程货运。
高速列车的运行控制系统是保障列车安全、提高运行效率和准时性的关键组织。
因此，设计和仿真高速列车运行控制系统是一项重要的任务。
高速列车运行控制系统的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑列车的安全性、速度控制、制动系统、信号控制和通信系统等多个因素。
这些因素都直接影响着列车的运行效率和安全性。
首先，高速列车的设计需要考虑列车的安全性。
这包括列车的防撞系统、应急制动系统、火灾报警系统等。
这些系统能够在紧急情况下切断列车的电力供应并自动进行制动，确保列车能够在发生紧急情况时及时停止。
其次，高速列车的速度控制是一个关键的设计要素。
为了确保列车在不同路段上的安全行驶，需要设计一个精确的速度控制系统。
该系统能够动态地调整列车的速度，以适应不同路况和运行需求。
同时，速度控制系统还需要考虑行车区段的限速要求，以确保列车在限速区段内安全运行。
制动系统也是高速列车运行控制系统中不可忽视的一部分。
制动系统能够通过对列车车轮施加制动力，减速或停止列车。
在高速列车中，制动系统必须具备高效、稳定、可靠的特性，以及对于列车速度变化的快速响应能力。
这样可以确保列车在任何情况下都能够及时制动，保证乘客的安全。
此外，信号控制系统也是高速列车运行控制系统中的关键组成部分。
信号控制系统通过无线通信或有线通信，向列车驾驶员传递行车指示和安全信息。
这些信息包括列车的速度限制、隧道或桥梁的高度限制、交叉点的信号灯等。
通过信号控制系统，列车驾驶员可以及时了解并遵守相关的运行要求，确保列车安全运行。
在高速列车运行控制系统的设计和仿真过程中，还需要考虑通信系统的设计。
由于高速列车在运行过程中需要与控制中心、信号系统和其他列车进行通信，因此通信系统需要具备高带宽和低时延的特性。
这样可以确保信息的及时性和准确性，进一步提高列车的运行效率和安全性。
为了保证运行控制系统的设计可行性和稳定性，设计师通常会使用仿真模拟工具进行测试和验证。
高速列车运行控制系统的建模与仿真
高速列车运行控制系统的建模与仿真摘要：高速列车运行控制系统的建模与仿真是现代交通运输领域的研究热点之一。
本文以高速列车运行控制系统为研究对象，利用建模与仿真方法，旨在提高列车运行的安全性、效率和稳定性。
首先，介绍了高速列车运行控制系统的基本原理和功能。
然后，详细探讨了建模与仿真的方法与技术，并结合具体案例，分析了各种建模与仿真工具的优缺点。
最后，总结了高速列车运行控制系统建模与仿真的挑战与发展趋势。
1. 引言高速列车运行控制系统是指用于控制和监测列车在运行过程中的运行状态、速度、位置和信号等参数的系统。
该系统的建模与仿真对于确保列车运行的安全性、提高运行效率和减少运行周期至关重要。
本文将从高速列车运行控制系统的基本原理和功能出发，探讨该系统的建模与仿真方法与技术。
2.高速列车运行控制系统的基本原理和功能高速列车运行控制系统由控制中心、信号设备、通信设备和车载设备等组成。
其基本原理是通过控制中心发出指令，信号设备将指令传递给车载设备，车载设备接收并执行指令，实现列车的运行控制。
该系统的主要功能包括列车位置监测、列车速度控制、信号控制和故障诊断等。
3. 建模与仿真的方法与技术建模与仿真是研究高速列车运行控制系统的重要手段。
常用的建模方法包括物理模型、概率模型和逻辑模型等。
物理模型以物理规律为基础，对列车运行过程进行描述；概率模型基于统计数据，分析列车运行的可能性和风险；逻辑模型通过逻辑关系描述列车运行的各个环节。
仿真技术可以模拟真实的列车运行过程，以评估系统性能，并进行优化调整。
4. 建模与仿真工具的优缺点分析建模与仿真工具是实现高速列车运行控制系统建模与仿真的关键。
常用的工具包括MATLAB/Simulink、HOMER、NS-2和OPNET等。
MATLAB/Simulink具有强大的数学建模和仿真功能，但不适用于大规模系统；HOMER适用于复杂系统的建模与仿真，但计算量较大；NS-2和OPNET适用于网络模型的建模与仿真，但对列车运行控制系统不够准确。
列车运行自动控制(ATC)系统
ATP子系统
列车自动防护（ATP）子系统是保证行车安全、防 止列车进入前方列车占用区段和防止超速运行的设 备。ATP负责全部的列车运行保护，是列车安全运 行的保障。ATP系统执行以下安全功能：速度限制 的接收和解码、超速防护、车门管理、自动和手动 模式的运行、司机控制台接口、车辆方向保证、永 久车辆标识。
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ATP系统的主要功能
ATP系统应具有下列主要功能：检测列车位置、 停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞 时）、临时限速、测速测距、车门控制、记录司机操 作。
以数字音频轨道电路方式的ATP系统为例，ATP系 统功能可分为ATP轨旁功能、列车检测功能（负责根据 各轨道区段的“空闲”或“占用”情况，检测列车的 位置）、ATP传输功能和ATP车载功能。
移动闭塞具有如下特点：
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灵活：制动的起点和终点是动态的，与轨旁设备数 量及行车间隔关系不大 高效：可实现较小的行车间隔 先进：可实现车地双向通信，易于实现无人驾驶。 安全：列车间隔按照后续列车在当前速度下所需的 制动距离加上安全余量计算而得。
舒适：没有固定分区，行车间隔是动态的，并随前 一列车的移动而移动，速度限制连续变化。
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移动闭塞的技术优势： 1、数据通信对所有的子系统透明 2、CBTC技术 3、车地双向通信，实时提供列车的位置及速度等信 息。 4、可以与无人驾驶结合，避免司机误操作或延误， 从而提高效率 5、模块化设计，核心部分采用软件实现，硬件数量 大大减少 6、安全关联计算机采用3取2或2取2冗余配置，可 保证故障安全。
不同闭塞制式的ATC系统
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按闭塞制式，城市轨道交通ATC可分为：
固定闭塞式ATC系统、准移动闭塞式ATC系统 和移动闭塞式ATC系统。
列车运行自动控制(ATC)系统
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（三）列车运行调整功能
（1）系统调度模式的设置
不同的线路其系统调度模式不尽相同，一般有四种 模式：自动调整模式、人工调整模式、人工调度模式 和全人工模式，不同的调度模式反映了系统自动控制 的程度。
自动调整模式是调度自动控制最高级别，系统除具有人工调整
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模式的全部功能外，还具有自动调整功能，能根据时刻表，自动 地调整列车停站时间及运行等级，以保证列车的安全、正点运行。 人工调整模式指运行调整要依赖于调度员，系统除具备人工调 度模式的自动控制功能，还具有自动调度功能，即根据时刻表和
ATC系统的组成
控制中心是指挥整条线路列车运行的智囊，由 ATS子系统来完成这个功能，也可以理解为控制 中心只有ATS 子系统；联锁集中站的信号设备， 具体执行控制中心的操纵指令，负责列车的安全 运行，完成与列车的信息交换，所以联锁集中站 具有ATC 系统的三个子系统，也就是由ATS、 ATP、ATO 三个子系统相配合，来完成这些功能。
调度模式，按时自动地调度列车从折返站（或车辆段）出发。
人工调度模式是指列车的调度和运行的调整依赖于调度员指挥， 但系统具有自动进路功能，也具有时刻表和车号自动管理功能； 全人工模式系统的自动控制功能不起作用，所有的控制、调度、 调整均依赖于调度员指挥。
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（2）列车调度方式的设置
自动调整模式中，列车调度方式有二种，这是指两 列车都在终端折返线，折返线1的列车折返；还是折返 线2的列车出发？其调度方式有两种，一种是按列车运 行顺序来调度列车的方式；另一种是按列车的车号来 调度列车的方式。
顺序为ATP报文产生功能生成相应的报文。对于每个
占用的音频轨道电路产生单独的报文。
3. ATP车载功能
城市轨道交通列车自动运行仿真系统
城市轨道交通列车自动运行仿真系统
施卫忠;张海明;宁建国
【期刊名称】《中国铁路》
【年(卷),期】2004(000)001
【摘要】介绍列车自动运行仿真系统(SATM)中数据库存储模块、列车自动监控核心部件、列车运行仿真和列车调度终端系统的功能特点,给出该系统结构框架.
【总页数】4页(P40-43)
【作者】施卫忠;张海明;宁建国
【作者单位】中国铁路通信信号集团公司,博士研究生,高级工程师,北京,100071;上海中岳计算机仿真控制系统公司,教授,上海,201204;北京理工大学,博士生导师,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【相关文献】
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列车运行自动控制仿真系统（ATC）
1）、系统总体架构
轨道交通信息管理仿真实训系统是以实现铁路运输组织与调度指挥的仿真为目标建立实验平台，支持车站与调度中心双向连接的结构。
其系统硬件平台的搭建以及软件功能的开发体现了地铁运营调度的特点，符合地铁运输组织以及调度指挥的业务需要。
2）、运行平台及硬件要求
✧网络设备
通过网络设备将计划图编辑工作站、服务器计算机、CLOW中央本地操作工作站、模拟列车控制系统、LOW本地操作工作站、LCP本地控制盘、车辆段微机联锁等系统连接成为一个整体，实现系统内各组成部分的互连互通。
✧计算平台
（1）应用服务器
能够实现计划调整、车次追踪、进路控制、冲突检测、调度决策支持、信息交换服务、ATO和ATP等核心应用和服务。
应用服务器通过采用动态逻辑分区/微分区、虚拟LAN、虚拟I/O、跨分区工作负载管理等先进的虚拟技术将这些应用分别运行在不同的分区上，确保每一个应用或服务都在其独享的操作系统上运行，从而实现对系统资源充分、高效、动态的利用，避免应用间的资源冲突，提高对外服务质量与响应速度。
（2）数据库服务器
功能为各系统提供专用的数据库系统，以及各系统生成的临时和永久数据。
数据库服务器通过采用动态逻辑分区/微分区、虚拟LAN、虚拟I/O、跨分区工作负载管理等先进的虚拟技术将这些数据库系统分别运行在不同的分区上，确保每一个调度专业的数据库都在其独享的操作系统上运行，从而实现对系统资源充分、高效、动态的利用，避免应用间的资源冲突，提高对外数据服务质量与响应速度。
（3）计划图编制终端
能够根据不同时期的客运需求、客流预测以及列车开行方案，编制相关运营计划。
可以编制闲时段、忙时段、节假日的计划，还可以由学生编制练习计划，
每一个学生都可以编制自己的计划图，老师可以调阅、修改。
（4）列车模拟系统
能够根据实验的需要在系统中添加参与运营的列车，模拟列车用软件模拟实现，但可以与实际列车一样接收调度命令、行驶速度信息、紧急停车信息、自动折返等。
还可以切换控制模式的转换，包括人工控制模式、ATO自动驾驶模式、带ATP防护的人工驾驶模拟。
（5）CLOW中央本地操作工作站
能够在调度中心通过CLOW远程遥控车站设备和设备状态监控，列车运行监视、人工进路控制、信号设备操作、道岔设备操作、轨道操作、与本地操作台进行控制权限转换等功能。
（6）LOW本地操作工作站
能够在与调度中心失去通信联络以及授权的情况下对本管辖范围内的信号、区段、道岔等设备进行人工操作以及进路的手动办理等功能。
（7）LCP本地控制盘
能够实现在车站进行扣车、放行、紧急停车的操作。
（8）车辆段微机联锁
能够对车辆段（车厂）的信号、道岔、区段进行监控、能够人工办理进段和出段进路以及调车进路、能够对道岔执行定位、反位、单锁、单解、封锁、解封等操作；能够对信号灯执行封闭、解封操作；能够对进路执行人工解锁、总人解操作；可以调阅查询铅封记录。
（9）局域网辅助控制系统
能够实现对系统内所有计算机进行管理，比如单点控制开机、关机、重启操作。
目的是减少实验管理人员的工作强度，实现在一台计算机上控制其他计算机的操作。
外围设备
音响设备：用于播放车站广播，如列车进站预报、出站预报、安全提醒或人工广播等；
3）、软件系统构成。