城市轨道交通车站行车调度仿真研究.doc

1、城市轨道交通车站行车调度仿真研究摘 要在分析城市轨道交通车站行车调度系统特性的基础上，选用单片机为核心驱动，结合城市轨道交通的运行特点，对 ATS 仿真系统进行教学模拟。城市轨道交通车站行车调度仿真系统以加强实践性教学环节和提高职业技能为目标，是对现有教学体系的拓展与提升的同时，简化系统，降低成本，通过该仿真系统的模拟训练，可以有效提高职业技能，加强培训效果。 关键词城市轨道交通；行车调度；仿真；单片机 中图分类号：U292.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0262-01 1 选题背景 针对目前城市轨道交通人才需求大，培训系统复杂，训练成本较高等问题，提出设计

2、城市轨道交通车站行车调度仿真系统创新项目。旨在通过创新，简化和改进调度仿真系统。仿真训练时，不必需要计算机机房和大型服务器的支持，通过手持式设备进行简单的操作即可完成调度系统的基本功能。 2 方案论证 地铁列车运行系统能够确保列车安全、畅通运行，但是它从设计、施工到系统试运行是一个系统的过程，涉及工程量大、投资高、系统复杂，而仅仅凭借经验，难以迅速发现掌握问题。我们把虚拟仿真技术和地铁列车运行系统结合起来进行研究，在计算机上仿真一个真实的地铁运行环境，可用于列车运行控制策略、系统集成方案分析、关键子系统测试以及驾驶培训等。具有可控性、安全性、可重复性和经济性等特点，对于城市交通发展有着重要意义

3、。 而本文中主要是靠单片机技术来实现，所以接下来介绍一下单片机的相关内容： 单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪 80 年代，由当时的 4 位、8 位单片机，发展到现在的 300M 的高速单片机。 单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导

4、航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型” ，如智能型洗衣机等。 电子技术中单片机的应用： （1）在家用电器领域的应用 现在在家用电器的更新、市场开拓等方面，单片机的应用越来越广泛，比如电子玩具或者高级的电视游戏机中，会应用单片机实现其控制功能；而洗衣机可以利用单片机识别衣服的种类与脏污程度，从而自动选择洗涤强度与洗涤时间；在冰箱冷柜中采用单片机控制可以识别食物的种类与保鲜程度，实现冷藏温度与冷藏时间的自动选择；微波炉也可以通过单片机识别食物种类从而自动确定加热温度与加热时间等等，这些家用电器在应用单片机技术后，无论是性能还是

5、功能，与传统技术相比均有长足的进步。 （2）在医用设备领域的应用 现代医疗条件越来越发达，人们对医疗灭菌消毒技术也越来越重视，但是一些偏远地区的小医院、小诊所其消毒灭菌设备还十分简陋，无法有效的控制消毒质量。随着单片机技术的发展，其体积较小、功能强大、具有灵活的扩展性、应用方便的特点也越来越突出，因此在医用呼吸机、分析仪与监护仪、超声诊断设备、病床呼叫系统等设备中得到了广泛的应用。 （3）在工业控制领域的应用 其实最早的单片机正是从工业领域开始兴起的，至今其在工业控制领域的应用仍然十分广泛，利用单片机技术构成多种多样的数据采集系统与智能控制系统，比如工厂流水线的智能化管理、智能化电梯、报警系统

6、等等，均是通过单片机技术与计算机联网构成二级控制系统。 （4）在仪器仪表领域的应用 上文中也谈到单片机具备集成度高、体积小、较强的控制功能与扩展的灵活性等特点，并且处理速度快，具有较高的可靠性，所以在智能仪器仪表领域其应用也十分广泛。从某种程度而言，单片机带动了传统测量、控制仪器仪表技术的一项革命，通过单片机技术实现了仪器仪表技术的数字化、智能化、综合化以及多功能化，与传统的电子电路或者数字电路相比，其功能更强大，综合性更突出。 3 研究方法 行车调度仿真系统由数个手持终端组成，每个终端间通过无线组网连接。每个终端模拟一个城市轨道交通车站，该车站调度员可以根据情况模拟接车、发车、扣车、折返等操

7、作。各个终端可以独立运行，也可以通过无线连接组网运行，使得整个系统模拟列车在正线运行时多个站点能够互动操作，提高仿真程度。 城市轨道交通车站行车调度仿真系统设计具有如下功能： （1）终端模拟调度操作台与其他分机连接，模拟调度员操作台。 （2）总机作为列调控制机，监控各个分机调度情况，并可以设置模拟各类故障。 （3）仿真系统提供半自动闭塞调度集中模式、自动闭塞调度监督模式，供教学培训和日常训练。 行车调度仿真系统由多个手持式终端组成，按照功能分为学员端和教师端，终端间采用无线通信的模式，各个终端的运行相互独立、互不干扰，在完成每个终端的行车安排之后通过无线连接将各个终端行车安排发送至控制中心（教

8、师终端） ，控制中心将各个终端发送的行车安排整合形成完整线路的行车安排，并在屏幕上显示完整的行车路线（图 1） 。 每个终端对应实际线路的每个车站，每个终端按照实际线路上车站的功能（以地铁 9 号线为例） ，可以分别实现正线收车、加开备车、载客通过、列车反向运行、改变运行交路、运行图倒接、线路封站等调度类型。 4 结语 本文给出了一个城市轨道交通车站行车调度仿真教学系统的设计方案。该系统利用以单片机为核心的系统，分别模拟列车运行、进行教学培训。利用此方案对职工进行培训是对现有教学体系的拓展与提升，与此同时同时也可以简化系统，降低成本，通过该仿真系统的模拟训练，可以有效提高职业技能，加强培训效果。 参考文献 1 赵矿英，冯俊杰.铁路行车组织与管理M.中国铁道出版社，2004，95-103. 2 苗建瑞，蒋熙等.铁路车站（场）列车到发与调车作业过程仿真的研究J.北方交通大学学报.2000，24（3）：50-54. 3 兰州铁道学院运输系.列车调度员工作M.北京：中国铁道出版社，1999. 4 彭其渊，王慈光.铁路行车组织M.北京：中国铁道出版社，2007：418-423. 作者简介 张阳，上海工程技术大学城市轨道交通学院，研究方向：电子信息工程（城市轨道交通通信信号） ，上海，201620。