基于CBTC的ATS的站场图的研究与实现

论文摘要

基于无线通信的列车控制(Communication Based Train Control, CBTC)的列车自动监督(Automatic Train Supervision, ATS)系统主要实现对列车运行的监视与控制功能,通过ATS的人机界面辅助行车调度员对全线的列车运行进行管理。站场图是ATS最主要的人机接口,能够实时的反映列车的精确位置、列车类型、驾驶模式、列车运行方向等信息,并对运行的列车进行调整。本论文概述了CBTC的国内外技术现状和发展趋势、系统结构、系统原理,同时对基于CBTC的ATS系统的系统结构进行了分析,研究并给出人性化的站场图。首先在论文中阐述了站场图的设计原理；其次对站场图的组成以及数据结构设计、接口设计、站场图的绘制进行分析和设计；再次介绍站场图中列车运行线路、列车定位、专用人机会话的后台服务支持,具体包含如下：1、通过深度优先搜索算法和广度优先搜索算法对站场图进行线路搜索,完成列车运行的路径信息数据；2、通过接收ATS系统中监控设备类库的实时数据信息,刷新站场图的信号设备状态,实现列车定位、列车识别号的显示；3、站场图提供专用的人机会话,人工调整站场图中各信号设备状态以及列车运行状态；4、通过模拟列车的运行,验证站场图基本功能的实现。最后对本文的工作进行了总结,并对下一步工作中应该解决的问题作出了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外技术现状和发展趋势
• 1.3 本文主要研究工作和内容安排
• 第二章 基于CBTC的ATS系统概述
• 2.1 CBTC系统概述
• 2.1.1 CBTC系统结构
• 2.1.2 CBTC系统原理
• 2.2 基于CBTC的ATS系统
• 2.2.1 ATS系统概述
• 2.2.2 ATS系统功能
• 2.2.3 ATS系统数据和命令流
• 2.3 本章小结
• 第三章 站场图的总体设计
• 3.1 站场图概述
• 3.2 站场图设计原理
• 3.3 站场图的组成
• 3.3.1 站场图中的信号设备
• 3.3.2 车次窗
• 3.3.3 专用人机会话
• 3.4 站场图数据结构设计
• 3.4.1 静态数据
• 3.4.2 动态数据
• 3.5 接口设计
• 3.6 站场图的绘制
• 3.7 本章小结
• 第四章 站场图的详细设计与实现
• 4.1 软件开发环境
• 4.2 站场图图元的数据结构
• 4.2.1 轨道区段的数据结构
• 4.2.2 道岔的数据结构
• 4.2.3 信号机的数据结构
• 4.2.4 站台的数据结构
• 4.2.5 连接器的数据结构
• 4.2.6 车次窗的数据结构
• 4.3 站场图的线路搜索
• 4.3.1 站场图的DFS算法
• 4.3.2 站场图的BFS算法
• 4.4 列车定位
• 4.4.1 标准步进
• 4.4.2 CBTC下的步进
• 4.5 列车识别号的显示
• 4.6 专用人机会话
• 4.6.1 人工进路控制会话
• 4.6.2 列车信息管理会话
• 4.6.3 人工列车调整会话
• 4.6.4 列车运行模拟
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 总结
• 5.2 存在的不足
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间完成的论文和参与的科研工作