【摘要】：隨著我國城鎮(zhèn)化水平的不斷提升以及私家車保有量的逐年上升,城市交通擁堵問題已經成為廣受社會各界關注的熱點問題。而這一問題的客觀存在,已經給人們的出行帶來了越來越多的困擾。在這樣的背景下,大力發(fā)展地鐵和輕軌交通為主的城市軌道交通方式,成為了解決目前城市交通堵塞問題的最行之有效的方法。在軌道交通不斷的發(fā)展的背景下,城市軌道交通已經由原來的“線條式軌道交通”的建設轉向了“網絡狀軌道交通”的規(guī)模,這樣的規(guī)模就需要利用智能化與信息技術來輔助管理以完成軌道交通正常運轉的管理。本論文主要致力于針對軌道運行的自動化控制與智能化系統(tǒng)的研究;系統(tǒng)設計基于計算機技術,網絡技術,信號傳輸技術的成熟運用,為軌道列車智能控制系統(tǒng)的提供了良好的技術保證。本論文主要研究的是軌道交通主要使用列車指揮自動控制系統(tǒng)(ATC)以及基于通信的列車自動控制系統(tǒng)(CBTC)。論文在設計的自動控制系統(tǒng),主要根據本單位的實際需要設計了,包括是列車自動監(jiān)控系統(tǒng)模塊,列車自動防護系統(tǒng)模塊,以及列車自動運行系統(tǒng)模塊,數(shù)據通信模塊,數(shù)據存儲模塊五大部分組成。論文設計,首先從軌道交通的實際需求出發(fā),結合運行控制實際的應用,然后針對軌道交通的自動化智能系統(tǒng)進行了模塊化設計,再是結合系統(tǒng)的模塊化設計進行了軟件程序實現(xiàn)設計,最后是針對系統(tǒng)設計的仿真測試。本論文設計的鐵道交通運行智能化控制系統(tǒng),在研究與設計內容上,都是基于目前國際上最流行的技術作為研究的理論依據的,并充分的考慮了軌道客車項目實際的需求,理論聯(lián)系實際,最后將各項技術整合在一起,設計并最終實現(xiàn)了鐵道交通運行智能控制的一整套系統(tǒng);目前整個系統(tǒng)已經上線運行,并已經在鐵道交通運行控制中取得不錯的實際效果。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP273.5;U284.48
【圖文】：

這類系統(tǒng)在實際的應用過程中，表現(xiàn)出穩(wěn)定性高、技術成熟等一系列優(yōu)勢。然而，由于整體性能和功能上有著先天的劣勢，因此已經無法適應鐵路的大規(guī)模發(fā)展[17]上世紀八十年代，由于信息技術、通信技術、互聯(lián)網技術以及編碼技術的不斷成熟，包括日本在內的發(fā)達西方資本主義國家開始大規(guī)模探索 CBTC（Communications-BaseTrain Control）系統(tǒng)。而發(fā)展至今，CBTC 已經成為城市軌道交通領域使用頻率最高的系統(tǒng)，在各國鐵路系統(tǒng)中都有大規(guī)模的應用[18]。作為一種典型的連續(xù)自動列車控制系統(tǒng)，CBTC 系統(tǒng)在實際的應用過程中，對軌道電路的依賴性非常小，同時由于采用車地雙向數(shù)據通信，因此可以極大的提升通信的穩(wěn)定性和可靠性，保證了信息傳輸?shù)恼w效果，為列車動態(tài)跟蹤提供了可能[19]。以該系統(tǒng)為基礎，控制中心列車自動監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的掌握行車姿態(tài)信息，并根據預設的行車時刻表，對列車的運行間隔、運行速度進行針對性的調整。這套系統(tǒng)不僅可以有效的縮短列車間隔、提升鐵路資源的利用效率，而且對于列車控制靈活性的提升上也有一定的優(yōu)勢。一套完整的 CBTC 系統(tǒng)，包括區(qū)域控制器（ZC）、車載控制器（VOBC）數(shù)據存儲單元（DSU）以及最為關鍵的中心自動監(jiān)控系統(tǒng)幾大部分[20]，具體系統(tǒng)結構情況如圖 2.1 所示。

圖 2.2 ATC 系統(tǒng)原理圖 運行智能化控制系統(tǒng)概述運行智能化控制系統(tǒng)在實際的應用過程中，主要功能在于及時監(jiān)控列車的運可提供集中監(jiān)視、時刻表自動生成、進路自動排列、運行軌跡記錄、集中監(jiān)數(shù)據統(tǒng)計并生成相應報表等[25]，對于減輕調度人員工作強度有著重要的現(xiàn)實意（1）運行智能化控制系統(tǒng)主要是通過控制信號機、道岔、列車實時運行狀態(tài)控，為調度人員提供全面的列車運行信息，并輔助調度人員對運行圖進行全和管理；（2）運行智能化控制系統(tǒng)在實際的運行過程中，可利用 ATO 系統(tǒng)和自動防塊的幫助下，按照運行時刻表對列車運行的全過程進行自動化監(jiān)控，并對關進路情況進行及時的通報[26]。減輕調度員的工作強度；（3）運行智能化控制系統(tǒng)還可提供列車運行監(jiān)視、自動排列進路、自動編輯自動調整列車運行狀態(tài)等方面的功能支持；

6圖 2.2 ATC 系統(tǒng)原理圖2.3 運行智能化控制系統(tǒng)概述運行智能化控制系統(tǒng)在實際的應用過程中，主要功能在于及時監(jiān)控列車的運行狀況。可提供集中監(jiān)視、時刻表自動生成、進路自動排列、運行軌跡記錄、集中監(jiān)視、自動數(shù)據統(tǒng)計并生成相應報表等[25]，對于減輕調度人員工作強度有著重要的現(xiàn)實意義。（1）運行智能化控制系統(tǒng)主要是通過控制信號機、道岔、列車實時運行狀態(tài)的有效監(jiān)控，為調度人員提供全面的列車運行信息，并輔助調度人員對運行圖進行全面的監(jiān)視和管理；（2）運行智能化控制系統(tǒng)在實際的運行過程中，可利用 ATO 系統(tǒng)和自動防護系統(tǒng)模塊的幫助下，按照運行時刻表對列車運行的全過程進行自動化監(jiān)控，并對關鍵線路的進路情況進行及時的通報[26]。減輕調度員的工作強度；（3）運行智能化控制系統(tǒng)還可提供列車運行監(jiān)視、自動排列進路、自動編輯時刻表、自動調整列車運行狀態(tài)等方面的功能支持；（4）運行智能化控制系統(tǒng)采用分散控制、集中管理的運行方式；（5）運行智能化控制系統(tǒng)可以和連鎖設備、自動防護系統(tǒng)聯(lián)動，并且提供旅客導向系統(tǒng)等外部系統(tǒng)的接口[26]；（6）運行智能化控制系統(tǒng)為列車的運行提供監(jiān)控支持，本身并不是一種安全系統(tǒng)。運行智能化控制系統(tǒng)運行原理為：無論是自動監(jiān)控還是人工監(jiān)控，都會對區(qū)間內的列車運行狀態(tài)加以針對性的監(jiān)控，所有的列車在系統(tǒng)中都表現(xiàn)為自己的車次號。當列車進入正線運行之后，系統(tǒng)將會根據預先設定的時刻表，賦予該列車以唯一的識別號。然后以自連鎖設備所提供的信息為基礎，實時跟蹤列車在不同軌道區(qū)段的運行情況，調度員可以根據車次號窗內的識別號確定具體的列車[27]。進入的過程中

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