基于元胞自動(dòng)機(jī)的青藏鐵路格拉段擴(kuò)能仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-20 16:56
青藏鐵路格拉段如今在運(yùn)輸方面的能力已經(jīng)接近其上限,面對(duì)青藏地區(qū)日益繁榮的趨勢(shì),以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要,顯然格拉段目前的運(yùn)輸能力難以與之匹配,基于以上原因,擴(kuò)能改造在格拉段地實(shí)施具有其必要性。與其他線路相比,格拉段無(wú)軌道電路,列車定位需要依靠衛(wèi)星,所經(jīng)區(qū)域自然環(huán)境復(fù)雜,擴(kuò)能難度大,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有擴(kuò)能措施不能完全應(yīng)用于格拉段,如何使得格拉段在有限資源得到最優(yōu)配置,獲得較大通過(guò)能力,是目前亟需解決的問(wèn)題。本文將在這一領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行深入研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)格拉段擴(kuò)能方案設(shè)計(jì)。格拉段的部分站間距過(guò)大,采用ITCS控制的自動(dòng)站間閉塞行車,平行圖能力較低、列車定位依靠GPS衛(wèi)星,GPS列車定位在青藏鐵路開行14年中,總體來(lái)看較為成功,但是GPS知識(shí)產(chǎn)權(quán)在美國(guó)GE公司,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在人為精度調(diào)低的現(xiàn)象,同時(shí)有維修費(fèi)用高、周期長(zhǎng)的問(wèn)題,因此亟需引入我國(guó)自主研發(fā)的北斗列車定位系統(tǒng),同時(shí)將現(xiàn)使用的自動(dòng)站間閉塞更換為單線雙向準(zhǔn)移動(dòng)閉塞,在發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的背景下又可有效縮短列車運(yùn)行周期,提高線路通過(guò)能力,同時(shí)對(duì)此種擴(kuò)能方式存在的技術(shù)壁壘進(jìn)行分析并提出解決措施,為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)。(2)單線鐵路自動(dòng)...
【文章來(lái)源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
格拉段貨運(yùn)量趨勢(shì)
蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-11-2.3.4設(shè)備改造此種方式主要是完善設(shè)備的硬件條件,其優(yōu)點(diǎn)為投資較工程改造較小,并且合理的設(shè)備改造不僅可以大幅提高通過(guò)能力,并且在運(yùn)輸安全性上也有較大的改進(jìn)。綜上所述,現(xiàn)有的擴(kuò)能措施或是由于地理因素不適用于格拉段,或是擴(kuò)能的效果不好。格拉段的擴(kuò)能需要首先明確擴(kuò)能的基本原則,再此基礎(chǔ)上對(duì)運(yùn)輸瓶頸進(jìn)行分析,最后針對(duì)運(yùn)輸瓶頸提出適用于格拉段的擴(kuò)能方案。2.4格拉段擴(kuò)能方案分析格拉段具有不鋪設(shè)軌道電路,列車的位置信息由衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定,運(yùn)營(yíng)環(huán)境復(fù)雜多變、上下行運(yùn)量極其不平衡等特點(diǎn),因此在選擇擴(kuò)能改造措施時(shí),需要從新的角度出發(fā)。2.4.1擴(kuò)能設(shè)計(jì)的基本原則針對(duì)格拉段的特點(diǎn),應(yīng)采用以人為本的基本原則,在鐵路實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,習(xí)慣采用工程改造的方法進(jìn)行擴(kuò)能,通過(guò)增加中間站數(shù)目、部分區(qū)段修建雙線來(lái)緩解區(qū)段通過(guò)能力緊張的問(wèn)題,但青藏鐵路具有海拔高、空氣稀薄等特點(diǎn),旅客以及行車人員不宜長(zhǎng)時(shí)間在高原上停留,因此在擴(kuò)能時(shí)也需要以人為本,不過(guò)超負(fù)荷工作。2.4.2格拉段運(yùn)輸瓶頸分析格拉段運(yùn)輸能力的不足,最根本的原因在于,采用自動(dòng)站間閉塞的方式指揮列車運(yùn)行時(shí),每?jī)绍囌局g只允許一輛車進(jìn)入,導(dǎo)致平圖能力低下、運(yùn)行周期長(zhǎng),格拉段運(yùn)行情況如圖2.2所示。圖2.2自動(dòng)站間閉塞方式下列車運(yùn)行情況
蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-13-圖2.3準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式下列車運(yùn)行情況2.4.4基于運(yùn)行圖分析擴(kuò)能原理從運(yùn)行圖的角度分析擴(kuò)能原理,使用準(zhǔn)移動(dòng)閉塞行車時(shí),采用追蹤運(yùn)行圖,相同方向的列車可通過(guò)目標(biāo)距離控制列車,相隔若干個(gè)虛擬閉塞分區(qū)行車,兩列車相隔的時(shí)間為追蹤列車間隔時(shí)間I追,它與列車長(zhǎng)度、制動(dòng)距離、安全防護(hù)距離、運(yùn)行速度、接受指令時(shí)間有關(guān)。目前格拉段采用非平行運(yùn)行圖組織行車,列車占用區(qū)間時(shí)間為T列。在一般情況下,I追遠(yuǎn)小于T列,并且列車在青藏高原上運(yùn)行時(shí),速度無(wú)法達(dá)到較高水平,故追蹤時(shí)間間隔也會(huì)因此降低,I追與T列的相差也會(huì)變得更大,在鋪畫運(yùn)行圖時(shí),同方向鋪畫的追蹤列車數(shù)也隨之增多。因此,在格拉段采用準(zhǔn)移動(dòng)閉塞,可較大幅度地提高區(qū)間通過(guò)能力。2.5擴(kuò)能方案存在的技術(shù)壁壘及解決措施基于閉塞制式改變的擴(kuò)能方案,對(duì)格拉段既有設(shè)備、運(yùn)輸組織都提出了新的要求,主要存在以下3個(gè)技術(shù)壁壘。2.5.1列控系統(tǒng)的更新(1)格拉段列車定位中存在的問(wèn)題準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式的列控系統(tǒng)采用目標(biāo)距離控制模式,此時(shí)對(duì)于列車位置的獲取至關(guān)重要,由于格拉段未設(shè)置軌道電路以及信號(hào)機(jī),列車的定位需要使用衛(wèi)星定位為主速度傳感器為輔的方式,但是由于GPS衛(wèi)星分布狀態(tài)不良,并且存在人為精度調(diào)低的情況,格拉段實(shí)際運(yùn)行中,在小南川等站已發(fā)生由于定位精度不足而導(dǎo)致的事故[44],直接影響到行車安全,同時(shí)GPS知識(shí)產(chǎn)權(quán)在美國(guó),每年青藏鐵路公司所需要支付的運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)方面的費(fèi)用高昂,故障元件的周轉(zhuǎn)期長(zhǎng)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北黑鐵路龍鎮(zhèn)至黑河段升級(jí)改造方案研究[J]. 逯紅兵. 鐵道勘察. 2020(04)
[2]青藏鐵路低密度列車運(yùn)行控制系統(tǒng)方案研究[J]. 趙東旭,程劍鋒,岳林,劉聰. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2020(05)
[3]北安至黑河地方鐵路升級(jí)改造探討[J]. 張翔,耿耿. 鐵道貨運(yùn). 2020(02)
[4]基于移動(dòng)閉塞的單線鐵路擴(kuò)能方案研究[J]. 童有超,趙鵬,張進(jìn)川,宋文波. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2020(02)
[5]焦柳鐵路超限坡區(qū)間擴(kuò)能改造方案研究[J]. 張國(guó)虎. 鐵道貨運(yùn). 2020(01)
[6]單線鐵路網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行智能調(diào)度仿真研究[J]. 朱子軒,魯工圓,何必勝,彭其淵. 計(jì)算機(jī)仿真. 2019(05)
[7]基于閉塞制式改變的青藏鐵路格拉段擴(kuò)能方案可行性研究[J]. 錢勇生,王雪鑫,曾俊偉,廣曉平. 蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[8]鐵路列車運(yùn)行沖突檢測(cè)與消解理論研究綜述[J]. 文超,楊雄,黃平,李忠燦,唐優(yōu)華. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[9]中國(guó)鐵路列控系統(tǒng)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探討[J]. 韓利鋒. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù). 2018(10)
[10]基于北斗導(dǎo)航的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 開祥寶,張淼,高媛,宋志丹. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2018(10)
博士論文
[1]數(shù)字軌道地圖輔助的北斗/INS深組合列車定位方法研究[D]. 安毅.北京交通大學(xué) 2015
[2]網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單線列車運(yùn)行圖編制的優(yōu)化算法研究[D]. 李峰.北京交通大學(xué) 2010
碩士論文
[1]CTCS-3級(jí)列控機(jī)制下軌道交通流并行仿真研究[D]. 彭俊欽.北京交通大學(xué) 2019
[2]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在青藏鐵路列車定位中的應(yīng)用研究[D]. 張樹.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2017
[3]青藏鐵路格拉段擴(kuò)能改造方案研究[D]. 姜磊.北京交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):3353875
【文章來(lái)源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
格拉段貨運(yùn)量趨勢(shì)
蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-11-2.3.4設(shè)備改造此種方式主要是完善設(shè)備的硬件條件,其優(yōu)點(diǎn)為投資較工程改造較小,并且合理的設(shè)備改造不僅可以大幅提高通過(guò)能力,并且在運(yùn)輸安全性上也有較大的改進(jìn)。綜上所述,現(xiàn)有的擴(kuò)能措施或是由于地理因素不適用于格拉段,或是擴(kuò)能的效果不好。格拉段的擴(kuò)能需要首先明確擴(kuò)能的基本原則,再此基礎(chǔ)上對(duì)運(yùn)輸瓶頸進(jìn)行分析,最后針對(duì)運(yùn)輸瓶頸提出適用于格拉段的擴(kuò)能方案。2.4格拉段擴(kuò)能方案分析格拉段具有不鋪設(shè)軌道電路,列車的位置信息由衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定,運(yùn)營(yíng)環(huán)境復(fù)雜多變、上下行運(yùn)量極其不平衡等特點(diǎn),因此在選擇擴(kuò)能改造措施時(shí),需要從新的角度出發(fā)。2.4.1擴(kuò)能設(shè)計(jì)的基本原則針對(duì)格拉段的特點(diǎn),應(yīng)采用以人為本的基本原則,在鐵路實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,習(xí)慣采用工程改造的方法進(jìn)行擴(kuò)能,通過(guò)增加中間站數(shù)目、部分區(qū)段修建雙線來(lái)緩解區(qū)段通過(guò)能力緊張的問(wèn)題,但青藏鐵路具有海拔高、空氣稀薄等特點(diǎn),旅客以及行車人員不宜長(zhǎng)時(shí)間在高原上停留,因此在擴(kuò)能時(shí)也需要以人為本,不過(guò)超負(fù)荷工作。2.4.2格拉段運(yùn)輸瓶頸分析格拉段運(yùn)輸能力的不足,最根本的原因在于,采用自動(dòng)站間閉塞的方式指揮列車運(yùn)行時(shí),每?jī)绍囌局g只允許一輛車進(jìn)入,導(dǎo)致平圖能力低下、運(yùn)行周期長(zhǎng),格拉段運(yùn)行情況如圖2.2所示。圖2.2自動(dòng)站間閉塞方式下列車運(yùn)行情況
蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-13-圖2.3準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式下列車運(yùn)行情況2.4.4基于運(yùn)行圖分析擴(kuò)能原理從運(yùn)行圖的角度分析擴(kuò)能原理,使用準(zhǔn)移動(dòng)閉塞行車時(shí),采用追蹤運(yùn)行圖,相同方向的列車可通過(guò)目標(biāo)距離控制列車,相隔若干個(gè)虛擬閉塞分區(qū)行車,兩列車相隔的時(shí)間為追蹤列車間隔時(shí)間I追,它與列車長(zhǎng)度、制動(dòng)距離、安全防護(hù)距離、運(yùn)行速度、接受指令時(shí)間有關(guān)。目前格拉段采用非平行運(yùn)行圖組織行車,列車占用區(qū)間時(shí)間為T列。在一般情況下,I追遠(yuǎn)小于T列,并且列車在青藏高原上運(yùn)行時(shí),速度無(wú)法達(dá)到較高水平,故追蹤時(shí)間間隔也會(huì)因此降低,I追與T列的相差也會(huì)變得更大,在鋪畫運(yùn)行圖時(shí),同方向鋪畫的追蹤列車數(shù)也隨之增多。因此,在格拉段采用準(zhǔn)移動(dòng)閉塞,可較大幅度地提高區(qū)間通過(guò)能力。2.5擴(kuò)能方案存在的技術(shù)壁壘及解決措施基于閉塞制式改變的擴(kuò)能方案,對(duì)格拉段既有設(shè)備、運(yùn)輸組織都提出了新的要求,主要存在以下3個(gè)技術(shù)壁壘。2.5.1列控系統(tǒng)的更新(1)格拉段列車定位中存在的問(wèn)題準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式的列控系統(tǒng)采用目標(biāo)距離控制模式,此時(shí)對(duì)于列車位置的獲取至關(guān)重要,由于格拉段未設(shè)置軌道電路以及信號(hào)機(jī),列車的定位需要使用衛(wèi)星定位為主速度傳感器為輔的方式,但是由于GPS衛(wèi)星分布狀態(tài)不良,并且存在人為精度調(diào)低的情況,格拉段實(shí)際運(yùn)行中,在小南川等站已發(fā)生由于定位精度不足而導(dǎo)致的事故[44],直接影響到行車安全,同時(shí)GPS知識(shí)產(chǎn)權(quán)在美國(guó),每年青藏鐵路公司所需要支付的運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)方面的費(fèi)用高昂,故障元件的周轉(zhuǎn)期長(zhǎng)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北黑鐵路龍鎮(zhèn)至黑河段升級(jí)改造方案研究[J]. 逯紅兵. 鐵道勘察. 2020(04)
[2]青藏鐵路低密度列車運(yùn)行控制系統(tǒng)方案研究[J]. 趙東旭,程劍鋒,岳林,劉聰. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2020(05)
[3]北安至黑河地方鐵路升級(jí)改造探討[J]. 張翔,耿耿. 鐵道貨運(yùn). 2020(02)
[4]基于移動(dòng)閉塞的單線鐵路擴(kuò)能方案研究[J]. 童有超,趙鵬,張進(jìn)川,宋文波. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2020(02)
[5]焦柳鐵路超限坡區(qū)間擴(kuò)能改造方案研究[J]. 張國(guó)虎. 鐵道貨運(yùn). 2020(01)
[6]單線鐵路網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行智能調(diào)度仿真研究[J]. 朱子軒,魯工圓,何必勝,彭其淵. 計(jì)算機(jī)仿真. 2019(05)
[7]基于閉塞制式改變的青藏鐵路格拉段擴(kuò)能方案可行性研究[J]. 錢勇生,王雪鑫,曾俊偉,廣曉平. 蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[8]鐵路列車運(yùn)行沖突檢測(cè)與消解理論研究綜述[J]. 文超,楊雄,黃平,李忠燦,唐優(yōu)華. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[9]中國(guó)鐵路列控系統(tǒng)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探討[J]. 韓利鋒. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù). 2018(10)
[10]基于北斗導(dǎo)航的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 開祥寶,張淼,高媛,宋志丹. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2018(10)
博士論文
[1]數(shù)字軌道地圖輔助的北斗/INS深組合列車定位方法研究[D]. 安毅.北京交通大學(xué) 2015
[2]網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單線列車運(yùn)行圖編制的優(yōu)化算法研究[D]. 李峰.北京交通大學(xué) 2010
碩士論文
[1]CTCS-3級(jí)列控機(jī)制下軌道交通流并行仿真研究[D]. 彭俊欽.北京交通大學(xué) 2019
[2]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在青藏鐵路列車定位中的應(yīng)用研究[D]. 張樹.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2017
[3]青藏鐵路格拉段擴(kuò)能改造方案研究[D]. 姜磊.北京交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):3353875
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