基于移动闭塞的重载列车追踪间隔模型研究

目前我国重载铁路普遍采用固定闭塞,列车追踪间隔较长且基本达到当前闭塞制式下的极限,而移动闭塞可以大幅度缩短列车追踪间隔,提高线路运输能力。因此根据我国重载列车运行特点,结合道路车辆跟驰理论,从工况选择的角度,分析建立基于移动闭塞的重载列车追踪间隔模型,并借助AnyLogic软件进行仿真研究。结果表明模型合理可行;出站和到站的列车运行最小追踪间隔时间大于区间内的列车运行最小追踪间隔时间;在考虑列车工况选择时,若前后列车均采取常用制动则最小追踪间隔时间更短。本次研究为缩短列车追踪间隔时间,提高重载铁路运输能力提供理论思考,也可为基于移动闭塞系统的重载列车自动驾驶做出理论探索。

面向3min追踪间隔的400 km/h高速列车追踪过程仿真分析

将高速铁路运营速度提高至400km/h有利于提升旅行速度和旅客运输效率。但速度提高会影响追踪间隔,导致能力降低。在梳理高速铁路列车追踪间隔影响因素的基础上,构建了基于距离步长的高速铁路列车追踪运行多智能体仿真模型。通过仿真实验,计算了不同目标速度下的追踪间隔,并分析了各种追踪间隔随目标速度变化的趋势,以及出发及到达追踪间隔对列车牵引制动性能提升的响应情况。实验结果表明,在目标速度400km/h和采用中国标准动车组为基础模拟的牵引制动性能的仿真场景下,列车的区间追踪间隔在3min以内,而出发追踪间隔和到达追踪间隔均大于3min;若提升列车牵引加速度与制动减速度,则可以使列车出发及到达追踪间隔控制在3min以内。

基于CTCS2+ATO的市域铁路列车追踪间隔时间研究

基于CTCS2+ATO的市域铁路,综合考虑列车长度、运行速度、列车类型、道岔限速、到发线布置、信号系统、车载ATP控车模型、车站作业时间等因素影响,对列车区间追踪间隔、车站追踪间隔和折返追踪间隔进行研究计算,为系统设计能力指标、相关工程行车组织设计和列车运行图编制提供理论研究支撑。

基于列车追踪器的TACS列车身份管理方法

为降低基于车车通信的列车自主运行系统(TACS)通信负载,进一步提高系统的可用性,通过分析既有TACS共享轨道区段资源列车之间通信链接的建立机制,提出基于列车追踪器的TACS列车身份管理办法。研究了基于列车追踪器的TACS架构和信息交互机制;在列车处于主模式或非主模式下,分别提出通过轨道区段资源初始化、申请、释放,以及列车筛选等,实现共享轨道区段资源列车身份管理的方法;基于实际线路数据,对既有TACS和基于列车追踪器的TACS进行列车折返性能仿真测试和压力仿真测试。结果表明,基于列车追踪器的TACS车车通信链接数量较少,有效降低了通信负载,也提高了共享轨道区段资源列车故障场景下TACS的系统可用性。

列车追踪间隔时间的分解及影响分析

综合考虑列车性能、线路条件、信号系统、运输作业等影响列车追踪间隔时间的因素,深入分析列车追踪间隔时间的构成,将其分解为列车性能运行时间、线路条件附加运行时间、信号附加运行时间和其他附加运行时间,给出各运行时间及其对列车追踪间隔时间贡献率的定义。以CR400BF型动车组及其运行参数为例,采用仿真计算软件计算不同运行速度、不同坡度、不同闭塞分区长度等组合条件下各运行时间对列车追踪间隔时间的贡献率,定量分析各因素及其组合对不同列车追踪间隔时间的影响。对于区间追踪间隔时间和通过追踪间隔时间,运行速度较低时主导因素为信号系统,运行速度较高时主导因素为列车性能;对于出发追踪间隔时间和到达追踪间隔时间,主导因素为线路条件。

高速铁路列车追踪间隔时间研究

高速铁路列车追踪间隔时间计算方法完全不同于普速铁路。根据高速铁路CTCS-2/CTCS-3级列控系统和CTC的技术特点,遵循我国高速铁路行车组织规则,在不考虑延续进路条件下,分析确立高速列车追踪间隔时间的计算方法,提出计算公式中各参数的取值,检算我国高速铁路可实现的高速列车追踪间隔时间,分析影响高速列车追踪间隔时间的因素,并提出改进建议。

基于动态间隔时间的列车追踪策略研究

基于追踪控制的实时性需求,提出列车追踪动态间隔时间指标,并对列车追踪运行时该指标的变化情况进行分析。根据分析结果提出一种在满足列车间实时通信的情况下,对追踪运行的2列车进行整体考虑的列车追踪方案。该方案先通过改变追踪策略,达到在追踪列车减速进限速区的过程中,间隔距离减小的同时后车速度也逐渐减小,减缓追踪间隔时间实时的变化情况,从而增大最小追踪动态间隔时间,降低列车追踪运行的安全风险;在保证安全运行的前提下,通过适当减小图定追踪间隔时间,提高效率。针对该运行方案,进一步设计模糊决策预测控制的分层控制器进行仿真,仿真结果与理论分析一致,达到预期目的。

虚拟重联条件下地铁列车追踪运行性能衡量

虚拟重联是一种使列车以编队方式在轨道上追踪运行的技术,从而提高城市轨道交通运营的灵活性和提升线路的通过能力.本文围绕虚拟重联运行仿真和性能衡量,探讨了虚拟重联技术需要的安全制动模型,针对车站瓶颈区域提出了虚拟重联模型和车站追踪改进模型.通过数值计算和计算机仿真建模的方法,对提出的模型进行了仿真验算,结果表明:车站追踪改进模型与相对移动闭塞通过能力相当,虚拟重联模型通过能力最大;系统受到初始延误后,虚拟重联模型的延误恢复能力最强.

基于列车追踪间隔时间的高速动车组制动能力计算方法

分析由列车区间追踪间隔时间、车站通过间隔时间和车站到达间隔时间确定的列车追踪间隔时间对高速动车组制动能力的要求,以六段式参数配置优化模型(TDE0模型)设定的列车运行控制系统制动减速度曲线为基础,提出以满足客运专线高速动车组最高运行速度和追踪间隔时间要求为目标、按TDE0模型算法逆步骤计算高速动车组制动能力的方法;并对计算结果用紧急制动距离、黏着、减速度和热负荷指标进行校核,用算例进行验证。结果表明:在运行速度等级和列车追踪间隔时间相同的条件下,车站到达间隔时间对高速动车组制动能力的要求更高,即车站到达间隔时间是限制全线列车追踪间隔时间的主要因素;建议在相关标准中,对不同速度等级高速动车组的最大常用制动能力做出统一规定。

CBTC系统列车追踪间隔计算及优化

针对城市轨道交通系统在某些情形下,列车在车站区域的追踪间隔过大,导致系统整体性能降低的问题,对已有基于通信的列车控制(CBTC)系统列车追踪间隔算法进行了分析,提出了一种基于站台限速值和限速区域参数调整的正线列车追踪间隔的优化方法.该方法通过系统仿真得到站台限速设置、列车追踪间隔和列车旅行速度的关系,从而获得优化的设置方案.在西南交通大学CBTC系统仿真与性能分析平台上对该方法进行了仿真测试,详细描述了测试案例中将96 s追踪间隔优化为90 s的过程.结果表明,所提出的方法能够优化系统关键区域的列车追踪间隔,提高系统性能.

考虑列车追踪的自动驾驶控制算法

为了研究追踪列车安全、平稳的操纵策略,在分析列车间相互纵向动力学关系的基础上,提出了列车追踪模型.列车在不同情况下控制目标有所不同:单独运行模式下以最优速度模式曲线运行,追踪运行模式下保证安全追踪间隔运行.为了实现不同的控制目标,采用模型预测控制的分层结构,结合二次型优化算法实现最优列车速度控制.以CRH2型列车、武广线为例验证该模型的有效性.仿真结果表明,本文方法可使追踪列车安全性得到有效提高,且当使加速度控制在-0.75～0.5 m/s2之间,加加速度控制在-0.5～0.5 m/s3之间时,乘车舒适性得到了有效的保障.

基于多智能体理论的列车追踪运行建模与仿真

针对CTCS-4下列车运行的特点,研究了移动闭塞条件下列车追踪运行问题。以多智能体(Multi-Agent)理论为基础,建立了一种移动闭塞条件下的多列车追踪运行多智能体系统(MAS)模型,提出了列车与无线闭塞中心(RBC)之间的MAS交互机制,实现了实时车地通信及多列车追踪运行的安全距离控制。仿真研究了列车追踪运行过程中速度变化关系、不同线路初始化密度对线路交通的影响,得到了相应的定量分析结论。仿真结果表明,该MAS模型能够较好地实现列车控制系统中静态环境与动态环境的复杂系统形式化描述,可以准确地描述CTCS-4列车追踪运行机理,所提方法具有较强的适用性和应用性。

高速铁路列车追踪间隔分析与仿真研究

由于受到很多条件变化的影响,目前铁路通过能力的计算方法在很多时候很难准确反映实际情况,因而利用仿真技术从微观角度分析高速铁路上动车组列车对线路的时空占用过程。在给定研究边界的基础上,分析列车单点占用、闭塞分区和接发车进路占用、安全占用及追踪占用的过程和计算公式,最后使用Open Track软件对不同编组形式动车组列车的单点占用、不同线路参数下的列车占用、列车安全占用及追踪占用过程进行仿真和分析,得出动车组列车在各种组合工况下的追踪间隔,以及低等级列车对高等级列车运行的影响程度。

基于改进Event-B建模的高速列车追踪运行仿真研究

针对铁路移动闭塞系统中高速列车间隔动态实时变化的特征,结合Agent理论对Event-B方法中Machine动态属性进行改进,提出一种基于Event-B建模方法的高速列车追踪运行模型。给出高速列车追踪运行形式化控制策略,研究运行过程中速度变化关系、不同发车间隔时间对高速铁路运营的影响,得到相应的定量与定性分析。仿真结果表明,该模型能够准确描述高速列车追踪运行机理,有助于列车间隔动态控制,具有较强的适用性。

多维并行遗传算法在列车追踪运行节能优化中的应用

为了研究先行列车与追踪列车在移动闭塞信号系统控制下进行追踪运行时的综合节能优化控制问题,构建了以能耗与运行时间误差为目标的列车节能控制模型。该模型以列车的操纵手柄级位与列车的工况转换点(即操纵手柄级位改变时,列车的位置)为控制变量。在此基础上,提出了静态与动态速度约束条件(即线路的静态速度约束与先行列车的运行状态对其后的追踪列车所产生的动态速度约束),结合外部惩罚函数,利用多维并行遗传算法对该问题进行了求解。求解时,根据GA的进化代数动态的调整交叉与变异概率,提高粗粒度搜索与细粒度搜索的效率。同时,采用了坡道三分法和实数编码法来缩短染色体长度,提高收敛速度。最后,在移动闭塞信号系统列车运行仿真平台上验证了该优化控制算法的正确性与有效性。

MAS下区间列车追踪的研究和仿真

介绍了一种在移动自动闭塞（ＭｏｖｉｎｇＡｕｔｏｂｌｏｃｋＳｙｓｔｅｍ，简称ＭＡＳ）条件下区间列车运行追踪仿真系统。文章简要介绍了ＭＡＳ仿真系统的构成，分析了ＭＡＳ条件下列车追踪运行的策略，导出了仿真的数学模型。

高速铁路运行试验列车追踪间隔测试体系研究

高速铁路列车追踪间隔测试是在联调联试及运行试验阶段,验证新建高速铁路是否满足线路通过能力设计的一个重要测试项目。借鉴以往追踪测试实践经验,剖析追踪测试场景设计的影响因素,分析采用TAX箱通讯卡和高精度GPS进行运行数据采集的有效性。从列车出发追踪间隔卡控、列车运行速度控制、列车区间追踪间隔调控、测试项点分析等方面,研究列车追踪间隔测试过程控制。在此基础上,研究二分查找与信号影响时间补偿相结合的测试分析方法,提出一套完整的高速铁路运行试验列车追踪间隔测试体系,为列车追踪测试提供参考和依据。

高速铁路列车追踪间隔影响因素及测试方法研究

列车追踪间隔是提升运行图通过能力的关键限制因素之一。为减小列车追踪间隔,在分析列车追踪间隔原理的基础上,对牵引制动性能、咽喉区长度、允许过岔速度等列车追踪间隔的关键影响因素进行理论解析,并利用Opentrack软件仿真验证各因素与列车追踪间隔的关系,由此提出减小列车追踪间隔、提升线路通过能力的优化建议。最后结合多条高速铁路测试经验,提出二分查找与信号影响时间补偿相结合的列车追踪间隔测试方法,以提高测试效率,降低试验成本。

基于长大干线的常导高速磁浮列车追踪间隔与控制系统的匹配性研究

上海磁浮列车示范运营线已开通运行多年,运营情况良好。但由于该线路较短,针对长大干线的追踪间隔和控制系统的匹配性研究仍较为缺乏。讨论了基于长大干线和常导高速磁浮列车在区间运行、出站运行、进站运行的追踪原理;结合追踪间隔模型,对常导高速磁浮追踪间隔和控制系统能力的匹配性进行分析,在追踪间隔一定的条件下,明确控制系统的管辖范围,为后续长大干线工程研究提供一定的参考。

高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统设计与实现

列车追踪间隔与高速铁路列车运营密切相关,通过列车追踪间隔仿真系统能够检验列车牵引特性、线路条件等因素对列车追踪间隔时间的影响,对研究列车追踪间隔时间优化及列车技术作业方案设计提供有效的帮助。文章介绍了高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统的设计,使用列车间隔时间标准化计算方法,结合列车牵引计算、车站以及线路等数据,通过原型系统的开发,实现了列车运行曲线与列车追踪间隔时间的计算与仿真。具体介绍了系统结构,功能设计及数据结构,以一个实际数据为例对系统的功能以及技术可行性进行了验证。实验输出数据基本符合我国实际情况,该系统能够作为列车追踪间隔相关研究的可靠工具。