基于CBTC的ATS数据结构分析与设计

论文摘要

基于通信的列车运行控制（Communication Based Train Control, CBTC）系统利用连续的车地双向数字通信,实现列车控制信息和列车状态信息传输,是今后城市轨道交通列车运行控制系统的发展趋势。列车自动监督系统ATS（Automatic Train Supervision）是用于城市轨道交通的列车自动控制系统ATC （Automatic Train Control）的一个子系统,通过与ATC系统中的列车自动防护ATP（Automatic Train Protection）和列车自动运行ATO（Automatic Train Operation）子系统的协调配合,完成对高密度城市轨道交通运输信号系统的自动化管理和全自动行车调度指挥控制。站场图是ATS最主要的显示界面,实时显示列车的运行状态。由于CBTC列车通信的连续性,基于CBTC的ATS提供了更加丰富的列车信息表示和查询手段。在基于CBTC的ATS系统中,用“边+偏移量”的方式表示列车的位置,把这种线路描述方式称作有向图描述方式,在传统的固定闭塞系统向移动闭塞系统转换过程中,需要对相关的线路数据进行相应的转换。本文结合作者在基于CBTC项目中的ATS站场图研发工作,并查阅大量相关文献,对所使用的数据进行了设计研究与构建。本文首先简要介绍了CBTC和ATS的系统结构；其次本文使用二叉树相关理论并结合城市轨道线路特点对ATS线路拓扑结构进行了研究与构建,最后,按照由通信得到的每一帧信息指定的有向图结构转换成与原数据结构相对应的有向图结构,测试表明该结构能够很好地满足系统仿真的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 闭塞技术的发展与研究现状
• 1.2.2 移动闭塞技术
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 基于CBTC的ATS系统
• 2.1 CBTC系统发展概述
• 2.1.1 CBTC系统的由来
• 2.1.2 CBTC系统的结构
• 2.1.3 CBTC系统的原理
• 2.2 基于CBTC的ATS系统
• 2.2.1 ATS系统概述
• 2.2.2 ATS系统结构
• 2.2.3 ATS系统功能
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于CBTC的ATS数据结构分析
• 3.1 ATS数据库分析
• 3.1.1 ATS数据库的存储信息
• 3.1.2 ATS站场图数据分析
• 3.2 基于CBTC的ATS线路拓扑结构
• 3.2.1 线路拓扑的主要功能及特点
• 3.2.2 应用二叉树构建ATS线路拓扑
• 3.2.3 ATS线路拓扑分析
• 3.3 基于CBTC的ATS线路搜索算法
• 3.3.1 二叉树遍历算法
• 3.3.2 ATS线路搜索算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于CBTC的ATS数据结构详细实现
• 4.1 数据结构转换设计
• 4.1.1 需求分析与软件开发环境
• 4.1.2 线路区段信息
• 4.1.3 列车位置信息
• 4.1.4 移动授权信息
• 4.2 对列车位置信息数据转换的实现
• 4.2.1 读取原始数据并转换成对应的有向图
• 4.2.2 获取列车中心点所在的边和偏移量
• 4.3 对列车移动授权信息数据转换的实现
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果