CTCS-3级列控系统RBC设置及容量计算方法研究

论文摘要

RBC（Radio Block Centre,无线闭塞中心）系统是我国CTCS-3（Chinese Train Control System）级列车控制系统的核心地面子系统。随着CTCS-3级客运专线的飞速建设,有关RBC的工程设计不仅是高速铁路建设的有效理论依据,而且也是列车运行安全性的重要保证。但因为RBC设备的造价极高,而且其设置及容量的计算也只是靠经验,目前仍没有一个规范和标准,所以,针对RBC设置及容量的计算方法研究是非常有必要的。本文通过对RBC容量参数的分析,提出了一种新的RBC设置及容量的计算方法,并进行了仿真验证。在阐述RBC系统结构及功能的基础上,通过对不同公司所生产RBC的对比分析,提出了一种新的基于GSM-R（GSM for Railways）网络技术的RBC容量参数选取方法,并利用选取出的参数来解决RBC设置问题。通过对RBC控制对象,控制范围以及系统参数的分析,提出了以RBC的接口能力,控制能力和维护适用性三个方面为基本原则的计算方法研究。Petri网是一种网状信息流模型,它不仅能用图形符号表示事件的原因和结果之间的关系,而且能表示系统的动态行为。所以,在分析接口能力时,利用Petri网技术,对RBC与各个接口的通信过程进行简化,并构建网络模型,得出了关联矩阵和系统的交互时间。通过对交互能力的仿真分析,结果表明设计的模型可以有效利用交互时间计算出RBC的接口能力。为了便于维护和管理,RBC采用集中设置的原则。但是在远端RBC切换和大站的RBC设置等问题上,仍不能保证RBC设置的准确性。所以针对以上问题,提出了一线多站与一站多场的RBC设置方案。通过对RBC控制能力等相关因素的分析,给出了RBC控车能力的计算公式,公式可以针对实际线路数据计算出RBC的控车数量。最后,以实际郑西和武广客运专线的数据对RBC控车能力的计算方法进行了仿真验证,结果证明该方法的有效性和可行性。以RBC自身的系统容量为基础,通过对接口能力中交互时间以及控制能力中列车数量的计算,应用本文提出的新的计算方法可以有效的解决RBC的设置问题,为工程设计提供了有效依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文的选题背景和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2 RBC系统概述
• 2.1 RBC的系统结构与功能
• 2.1.1 RBC系统结构与组成
• 2.1.2 RBC的系统功能
• 2.2 RBC的接口功能
• 2.2.1 RBC的主要接口
• 2.2.2 RBC接口的交互信息
• 3 基于GSM-R网络的RBC容量参数分析
• 3.1 GSM-R技术原理
• 3.1.1 GSM-R网络的无线覆盖
• 3.1.2 GSM-R网络的越区切换
• 3.2 RBC的设置方法
• 3.2.1 RBC容量的计算原则
• 3.2.2 RBC的基本设置方案
• 3.3 基于GSM-R网络的RBC容量参数选择分析
• 3.3.1 RBC容量参数
• 3.3.2 基于GSM-R网络的RBC容量参数分析及选择
• 3.4 安萨尔多公司与庞巴迪公司RBC设备参数对比分析
• 4 RBC接口能力模型及仿真
• 4.1 Petri网技术
• 4.2 RBC接口交互时的Petri网模型转换
• 4.3 RBC接口能力的Petri网模型
• 4.3.1 RBC的接口能力分析
• 4.3.2 RBC接口能力模型的建立及分析
• 4.3.3 RBC接口能力计算方法
• 4.4 RBC接口能力的仿真
• 4.4.1 RBC与各系统的交互时间仿真
• 4.4.2 RBC接口的交互能力仿真
• 5 RBC设置及容量计算方法改进及仿真
• 5.1 RBC设置计算方法改进
• 5.1.1 维护适用性下的RBC系统的设置原则
• 5.1.2 RBC控制范围的设置方案
• 5.1.3 RBC设置计算方法改进
• 5.1.4 RBC控制能力计算方法
• 5.2 RBC控制能力的模型分析
• 5.2.1 正线列车运行控制计算模块
• 5.2.2 列车运行间隔控制计算模块
• 5.3 仿真结果及分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果