基于通信的司机控制平台仿真软件的设计与实现

发布时间：2020-11-17 09:04

　　 基于通信的列车控制系统分为多个子系统,针对实际工程项目中的CBTC系统,综合分析ATS列车自动监控系统、ZC区域控制器和计算机联锁等子系统的功能,铁道科学研究院通信信号基地建立了一个模拟真实环境的列车运行控制的仿真测试平台,该仿真平台是一个软、硬件相结合的列车仿真测试平台。司机控制平台是司机与列车的交互接口,基于通信的司机控制平台的仿真软件有助于提供完备的列车驾驶操作仿真和测试环境,提高了仿真系统的可操作性,同时,提高了使用人员的对整个CBTC系统的理解。应用于项目测试,提出了一个司机控制平台仿真软件的研究方案。该软件按照功能划分,可以分为三大功能:司机驾驶操作仿真功能,多传感器测速功能,子系统通信功能。根据以上功能,仿真软件的程序设计分为四个模块进行了详细的分析:列车运行仿真软件的界面设计模块,仿真模型建立模块,数据传输模块,数据计算处理模块,这几个模块共同实施仿真软件的主要功能。在仿真软件中,测试人员首先建立列车、线路模型,输入列车和线路的配置信息,选择列车的驾驶模式,设置列车的目标速度;然后进行列车的启动、牵引和制动等操作,完成仿真软件的正常运行,在司机界面中实时观察运行状态信息。仿真服务器对车载机柜和测速系统传送的数据进行解析,得到列车的速度信息和测速传感器信息,在仿真软件上界面上显示。同时,可以观察车载设备各个子系统的通信功能。本软件基于Microsoft Visual Studio 2010系统开发平台使用C++程序语言开发实现,并具体阐述各模块的设计和实现过程,给出了部分关键代码。在实验室环境下对司机控制平台软件进行系统联调,验证了仿真软件的有效性。最后,针对测试仿真结果,分析了仿真误差,并进行了一些误差的分析研究。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U284.48;TP311.52;TP273
【部分图文】：

有大量的驾驶模式转换开关、折返操作以及仪表和一些列车状态的指示灯，为司??机和测试人员提供了有效的操作控制。??司机控制平台系统总体架构如图２．２所示，整个司机控制平台系统可以抽象分??为六层：逻辑控制层、数据通信层、数据处理层、设备层、总线驱动层、硬件物??理层。??１１??

?速度传感器、雷达测速传感器（ＲＤ）、人机显示界面（仿真服务器ＤＭＩ）构成。??多传感器测速系统结构如图２－３所示。??ｋ仿真服务器?仿真服务器???＾??中姓控单元?丨中駐控单元??Ｉ——ｆ?ｙｙａ?——（ｖｖｇ??ｉ?ｍ?ｉ?１??ｉ?ｍ?ｉ?????Ｉ??应答器Ｉ?Ｉ魅传鶊１?｜应答器ｌ丨速度传勰??图２－３多传感器测速系统结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ２－３?Ｍｕｌｔｉ?ｓｅｎｓｏｒ?ｓｐｅｅｄ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??中央主控单元（ＣＰＵ）负责完成速度计算和位置信息的安全处理，以及三个??传感器运行状态的监测。速度传感器包含了列车速度处理单元（ＳＰＵ），负责对速??度传感器所测量的列车运动状态信息的进行原始处理。多普勒雷达通过发送报文??给仿真服务器，直接得到列车的速度信息。应答器处理单元ＢＰＵ?（Ｂａｌｉｓｅ?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ??Ｕｎｉｔ）通过与其连接的ＢＰＵ天线进行无线通信获取地面应答器的信息，根据应答??器的报文信息来确定列车的速度和位置，辅助ＣＰＵ完成列车精确速度和位置的确??定。司机界面ＤＭＩ用于显示车载子系统的运行状态和通信状态，车载系统ＶＯＢＣ??机柜和司机界面ＤＭＩ其通过以太网与仿真服务器ＣＰＵ相连。ＣＰＵ通过通信总线??分别与两端的速度传感器信息处理单元，应答器信息处理单元和多普勒雷达连接。??速度传感器通过测量列车车轴的转动速率得到的相关原始数据

图２４车载子系统的通信结构图??Ｆｉｇｕｒｅ２－４?Ｔｈｅ?ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ??司机控制平台仿真软件的子系统通信模块的主要实现功能为：??（１）通过以太网络接收来自车载ＡＴＰ的状态信息，显示仿真服务器与Ａ统通信状态，输出车载ＡＴＰ设备的通信状态信息，报警信息，列车的运行状线路信息等，程序内部解析报文，得到列车运行的最大速度，目标速度、目等信息，指导测试人员进行驾驶仿真，通过列车的ＤＭＩ?（司机界面）和仿文本框显示ＡＴＰ模块信息。??（２）通过以太网络接收来自车载ＡＴＯ的状态信息，显示仿真服务器与ＡＴ通信状态，输出指示列车的牵引、制动具体描述，列车常用制动状态具体，车门模式信息，跳停、扣车，显示发车命令，通过ＤＭＩ?（司机界面）和仿文本框显示。??（３）通过以太网络接收来自车载ＬＣＵ?（Ｌｏｃａｌ?Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?Ｕｎｉｔ）本地元的状态息，显示仿真服务器与轨旁ＬＣＵ系统通信状态，通过ＤＭＩ?（司
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本文编号：2887317