基于车长的CBTC的车载ATP安全制动模型研究与仿真

【摘要】基于通信的列车控制系统(CommunicationBasedTrainControlSystem,CBTC)是目前世界上比较先进的列车控制系统,也是城市轨道交通列车控制系统未来发展的方向,目前该系统广泛应用在我国许多城市地铁项目中。列车自动防护(AutomaticTrainProtection,ATP)系统是城市轨道交通CBTC系统的关键子系统,是一种在高速条件下保障列车运行安全的和提高运输效率的重要子系统,是确保列车运行安全的关键,主要完成与列车安全相关的各种任务。车载ATP子系统的功能较多,而且又与安全相关,目前我国对其的研究还很有限。所以,对车载ATP进行研究具有重要意义。本文在实现车载ATP安全制动模型仿真平台的过程中考虑了列车长度对安全制动模型的影响及增加了ATP预测控制系统。重点进行了以下四方面研究：(1)车长对牵引制动模型的影响,主要体现在列车附加阻力；(2)车长因素对整个安全制动模型的影响；(3)在列车实时运行过程中加入了ATP预测控制系统,预测列车运行状态,提高了安全性；(4)基于车长的牵引制动模型对常用制动曲线、紧急制动触发曲线及紧急制动曲线的影响。车长对牵引制动模型的影响,主要体现在列车附加阻力,列车在运行过程中所受阻力主要包括基本阻力、坡道附加阻力、线路曲线附加阻力,其中坡道附加阻力、线路曲线附加阻力受到车长影响较大。模型的设计考虑了列车性能、线路状态及牵引制动、制动过程中可能受到的阻力等,在坡度、曲线度变化的线路上对列车的紧急制动曲线,常规制动曲线、紧急制动触发曲线进行定量的研究和分析,分别给出了安全制动模型的常用制动曲线、紧急制动曲线、紧急制动触发曲线的计算公式和实现算法,最后运用MATLB搭建GUI界面对系统进行了仿真,通过采用同一模型不同线路数据和不同模型相同线路数据的仿真,界面实时的计算不同模型的制动距离以、制动时间及防护速度,通过仿真结果分析仿真结果验证了模型的有效性及优越性。通过仿真平台的仿真结果直观的展示车长因素在制动过程中的影响。基于车长的CBTC车载ATP安全制动曲线模型通过建立符合标准的列车动力学模型和列车控制模型,设计系统各个阶段的计算模型并进行分析。仿真系统能够对线路条件、信号设备、车辆参数等各方面要素进行设置,通过精确地仿真计算,输出仿真曲线,用于分析系统性能并确定影响系统整体性能的关键点,为系统优化提供理论依据。
【作者】汪领领；
【导师】吴赟；
【作者基本信息】东华大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】CBTC；ATP；紧急制动曲；

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