CBTC论文：CBTC仿真系统的基础数据研究

1、CBTC论文：CBTC仿真系统的基础数据研究【中文摘要】随着城市化的加快,地铁由于其特有的优势成为解决城市交通压力的优秀选择,于是现在各个城市地铁建设开始加快。CBTC (Communication Based Train Control System基于通信的列车自动控制系统)由于其能够实现移动闭塞,可以大幅度的提高区间通过能力,灵活的组织双向运行和单向连续的发车,于是其代替轨道电路为基础的控制系统成为必然。随着CBTC在城市轨道交通中的应用,我们尝试开发和完善城市轨道交通CBTC仿真系统,建立城市轨道交通工程项计算机辅助设计平台。利用系统内嵌的列车动力学模型和列车控制模型等数学模型,为城市轨道交通项全过程设计提供定量分析的理论依据,便于在工程设计中通过对线路、行车组织和相关系统设备的配置进行精确的仿真计算,在确保安全的前提下实现土建和机电系统的优化配置。本文首先结合在CBTC仿真中的研发工作,首先详细的分析了图论,有向图的原理在组织线路基础数据中的应用。其中包括如何用有向图的方式来描述城市轨道交通的站场的方式；信号设备在基于有向图的站场中如何描述；线路信息在基于有向图的站场中如何描

2、述。分析了基于有向图的线路基础数据每个子项的详细数据结构定义,存储方式,线路基础数据在CBTC仿真系统中所处位置,与其他部分的接口。分析了什么是模拟仿真系统,模拟仿真系统的工作原理和优势。CBTC模拟仿真系统的系统结构,在这个系统中为什么要将基于公里标的线路基础数据与ATS(Automatic Train Supervision列车自动监控系统)显示进行映射,以及提出了两种数据映射的方法。最后详细的说明了线路基础数据管理软件的系统结构,仿真系统设计结果,以及对下一步工作的展望。【英文摘要】With the accelerating urbanization and the unique advantage, the subway has been became the excellent choice to solve urban traffic pressure. Now all urban subway constructions begin to pick up. And with the realization of the movable block, Communicati

3、on Based Train Control System (CBTC) can take place of the track circuit based control system, for its great improvement on carrying capacity of the block section, the flexible organization of two-way operation and one-way continuous departure. Also, the trend is inevitable.With the development of CBTC in the urban railway system, we try to develop and improve the urban rail transport CBTC simulation system, establishing the computer aided design platform for the project of the urban railway sys

4、tem. Because of the embedded train dynamics model and train control model, the system can provide the theoretical basis for the whole process design of urban rail transit projects, and can realize optimized configuration in the civil and electromechanical system through accurate calculation on the lines, traffic organization and related system in the premise of safety.Combined with the research and development of CBTC simulation, the author first analyzed the application of graph and directed gr

5、aph theory in the database of the lines in detail, including how to use a directed graph to describe a urban rail transit station; how to describe the signal equipment and the route information in the station-yard based on directed graph; and finally, how to search the route. This paper also analyzed the data structure definition and storage of each subentry in the line database, and the position of the line database in the CBTC simulation system, at last, the interfaces for other parts.The auth

6、or focused on what is the simulated/simulation system, and the working principles and advantages of the simulated/simulation system. And the paper emphasized the structure of CBTC analog/simulation system, why we need map the line database with the ATS show, and put forward two data mapping methods.Finally we introduced the structure of the management software for the line foundation database and the design results of the simulation system, at last the outlook of the next stage.【关键词】CBTC 数据结构 数据

7、映射【英文关键词】CBTC Data structure Data mapping【目录】CBTC仿真系统的基础数据研究摘要6-7Abstract7第1章 绪论11-151.1 研究背景及意义11-121.2 国内外研究现状12-131.3 论文的主要内容13-15第2章 CBTC仿真的系统结构描述15-202.1 CBTC仿真系统概述15-162.2 仿真系统的具体工作流程162.3 仿真系统子系统介绍16-20第3章 图论在CBTC仿真基础数据组织中的应用20-273.1 CBTC仿真对数据的需求203.2 CBTC仿真基础数据文件管理的内容20-213.3 CBTC仿真数据组织的难点213.4 图论的基本方法21-23 图21-22 有向图22-23 路径23 子图233.5 图论在CBTC仿真线路数据组织中的应用23-27 有向图的方式对站场的描述23-24 设备在有向图中的定义24-25 线路属性在有向图中的定义25 子图在仿真基础数据组织中的应用25-27第4章 CBTC仿真基础数据结构的详细设计与数据解析27-504.1 线路基础数据详细结构定义27-41 拓扑层27-2

8、9 信号数据29-36 线路数据36-414.2 信号参数41-434.3 车辆参数43-444.4 仿真数据44-45 设计仿真数据结构的必要性44-45 仿真数据结构建立原理454.5 数据解析45-49 仿真数据结构初始化的实现45-47 路径搜索的实现47-494.6 数据文件管理子系统外部接口设计49-50第5章 CBTC仿真线路数据与ATS屏幕坐标的映射50-585.1 映射的必要性分析50-51 模拟仿真系统概念50 CBTC模拟仿真系统工作原理50 CBTC模拟仿真系统的优势50 数据映射必要性50-515.2 ATS显示内容51-525.3 基于CBTC的ATS数据结构分析52-545.3.1 ATS站场显示数据组织方式535.3.2 ATS动态数据获得方式53-545.4 数据映射两种办法的研究54-58 方法一54-57 方法二57-58第6章 线路基础数据编辑工具的详细设计与实现58-646.1 系统开发环境介绍586.2 需求陈述58-596.3 系统功能模型59-606.4 程序框架设计60-62 系统类图60-61 类和对象61 确定类的属性61-626.5 系统具体功能设计与实现62-63 绘图功能62 数据录入功能62-636.6 将来工作扩展的可能性63-64第7章 软件实现64-677.1 仿真系统仿真结果647.2 性能分析结果示例64-657.3 线路基础数据编辑工具65-67结论与展望67-68致谢68-69参考文献69-72攻读硕士期间发表的论文及科研成果72

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