检索结果-内蒙古大学图书馆

基于SimEvents/Stateflow的CTCS-3级列控系统车地无线通信子系统建模与分析

中国铁道科学 2015年第4期36卷 115-121页

作者：赵会兵李毅全宏宇北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

根据CTCS-3级列控系统中无线通信子系统的分层结构和其具有随机性的特点,采用Matlab软件中SimEvents与Stateflow相结合的方式实现车地无线通信过程的建模与仿真,分析安全连接建立时间和不同长度无线应用消息传输延迟时间。结果表明:无... 详细信息

根据CTCS-3级列控系统中无线通信子系统的分层结构和其具有随机性的特点,采用Matlab软件中SimEvents与Stateflow相结合的方式实现车地无线通信过程的建模与仿真,分析安全连接建立时间和不同长度无线应用消息传输延迟时间。结果表明:无线通信子系统安全连接建立时间符合《CTCS-3级列控系统GSMR网络需求规范》的要求,并且具有一定的安全余量;仿真得到不同长度的无线应用消息传输延迟时间,可为列控系统车地无线通信的实时性分析提供参考;建模方法简洁高效,模型能够较好地描述系统特性,仿真结果可为列控系统车地无线通信技术规范的完善、系统的设计与实现提供数据支持。

关键词：列车控制系统车地无线通信系统安全连接建立时间无线应用消息传输延迟时间

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CTCS-3级列控系统地车安全信息传输子系统的建模与分析

CTCS-3级列控系统地车安全信息传输子系统的建模与分析

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作者：全宏宇北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：为了满足铁路运输高速度、高密度的需求,需要列车运行控制系统(简称列控系统)来对列车进行速度和间隔控制,以保证行车安全和运营效率。由于无线通信具有实时、双向、大容量等优点,CTCS-3级列控系统采用GSM-R进行地面设备和车载设... 详细信息

摘要：为了满足铁路运输高速度、高密度的需求,需要列车运行控制系统(简称列控系统)来对列车进行速度和间隔控制,以保证行车安全和运营效率。由于无线通信具有实时、双向、大容量等优点,CTCS-3级列控系统采用GSM-R进行地面设备和车载设备之间的信息交互,实现了基于通信的列车控制。无线通信比有线通信的可靠性要低,而列控系统地车信息传输的性能影响行车安全和运营效率,因此很有必要对CTCS-3级地车安全信息传输系统进行建模和分析,为解决铁路安全通信的实际应用问题提供理论依据,从而有助于减少铁路信号安全事故和提高铁路运营效率。本文在深入了解CTCS-3级列控系统地车信息传输子系统结构和功能的基础上,针对其的分布式、随机性、实时性等特点,采用仿真与模型检验相结合的方法对地车通信系统进行建模和分析。仿真方法可以更好地模拟系统的行为,形式化方法可以严格地分析系统的性能,仿真与模型检验相结合的方法综合了仿真方法和形式化方法的优势。论文的主要工作如下： (1)介绍CTCS-3级地车通信系统的分层模型及通信流程,分析了地车通信系统对行车安全和运营效率的影响。 (2)综述了通信系统建模和分析方法,提出了仿真与模型检验相结合的地车通信系统进行建模和分析方法,比较并选取了仿真和形式化建模工具,介绍了离散事件仿真和概率模型检验的基础知识。 (3)利用matlab SimEvents对地车通信进行建模和分析,研究了地车通信系统SimEvents建模实现,清晰地模拟了地车通信系统的信息交互流程,并统计分析了通信协议的安全连接建立时间以及不同长度无线消息传输延迟时间。 (4)针对仿真方法不能严格地验证系统的性能,利用概率模型检验方法对地车通信进行建模,基于概率模型检验工具PRISM分析了通信协议的安全连接建立时间以及不同长度无线消息传输延迟时间概率分布,并与SimEvents方法进行比较。(5)在地车通信系统模型的基础上,采用SimEvents和PRISM分别对列控系统应变时间进行分析,得到了列控系统发送位置报告到接收MA的应变时间及其概率分布,表明了方法具有很好的扩展性和应用价值。基于SimEvents和PRISM的CTCS-3级地车通信系统的建模与分析,实现了地车通信系统的仿真和形式化验证分析,地车通信系统的建模与分析方法以及得到的结果可以进一步应用到列控系统性能分析。

关键词： CTCS-3级地车安全通信 SimEvents 概率模型检验安全连接建立传输延迟时间

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CTCS-3(中国列车运行控制系统3级)在市域铁路中的应用分析

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城市轨道交通研究 2024年第9期27卷 260-263,268页

作者：全宏宇中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

[目的]目前,我国市域铁路仍没有应用CTCS-3(中国列车运行控制系统3级)的案例。为扩展CTCS(中国列车运行控制系统)在市域铁路中的应用,应对CTCS-3在市域铁路的应用进行探讨。[方法]分析了现有市域铁路的特点及CTCS制式在市域铁路应用的现... 详细信息

[目的]目前,我国市域铁路仍没有应用CTCS-3(中国列车运行控制系统3级)的案例。为扩展CTCS(中国列车运行控制系统)在市域铁路中的应用,应对CTCS-3在市域铁路的应用进行探讨。[方法]分析了现有市域铁路的特点及CTCS制式在市域铁路应用的现状,提出了CTCS-3在市域铁路应用的技术方案。分析了CTCS-3在市域铁路的适应性,对应用于市域铁路的CTCS-3的技术方案提出了优化建议。[结果及结论]与CTCS-2(中国列车运行控制系统2级)相比,CTCS-3(不以CTCS-2为后备)在市域铁路中具有更好的适应性,其在牵引供电制式适应性、保护区段设置方式、与其他轨道交通制式互联互通等方面均具有优势,信号工程成本也较低。

关键词：市域铁路列车控制系统中国列车运行控制系统3级技术方案优化

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应答器上行链路信号自适应解调方法

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交通运输工程学报 2013年第6期13卷 107-112,118页

作者：赵会兵全宏宇梁迪北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

分析了应答器上行链路信号特点,提出一种自适应解调方法对上行链路信号进行信号解调。采用自适应LMS算法跟踪上行链路信号的频率,计算跟踪误差,并根据跟踪误差进行信号解调。按照欧洲应答器测试规范对其解调性能进行仿真验证,并与过零... 详细信息

分析了应答器上行链路信号特点,提出一种自适应解调方法对上行链路信号进行信号解调。采用自适应LMS算法跟踪上行链路信号的频率,计算跟踪误差,并根据跟踪误差进行信号解调。按照欧洲应答器测试规范对其解调性能进行仿真验证,并与过零检测法和非相干解调法进行了比较。仿真结果表明:自适应解调方法在上行链路信号参数存在极端偏移时同样能够满足解调性能要求;当信噪比为7dB时,自适应解调方法的误码率接近0,而过零检测法和非相干解调法的误码率分别为0.163、0.001。自适应解调方法实现简单且具有较强的抗干扰能力,为应答器在电磁环境相对恶劣的场所中可靠应用提供基础。

关键词：铁路信号列车运行控制系统应答器上行链路信号自适应解调抗干扰

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基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

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北京交通大学学报 2014年第2期38卷 37-41页

作者：全宏宇赵会兵北京交通大学电子信息工程学院北京100044

CTCS_3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM_R网络的QoS要求,建立了无线通信... 详细信息

CTCS_3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM_R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降.

关键词： CTCS-3级无线通信概率模型检验建模可靠性分析

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基于Kalman滤波的应答器上行链路信号处理的研究

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铁道学报 2016年第11期38卷 64-68页

作者：吕城锦赵会兵朱林富全宏宇北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

应答器是列控系统中不可或缺的地-车信息传输设备。本文在分析上行链路信号特征以及建立上行链路信号处理流程的基础上,采用AR模型对噪声特性进行估计,然后采用Kalman滤波算法对上行链路信号进行处理,其中Kalman滤波算法相关参数依据上... 详细信息

应答器是列控系统中不可或缺的地-车信息传输设备。本文在分析上行链路信号特征以及建立上行链路信号处理流程的基础上,采用AR模型对噪声特性进行估计,然后采用Kalman滤波算法对上行链路信号进行处理,其中Kalman滤波算法相关参数依据上行链路信号特征以及噪声特性推导,最终得到处理后的上行链路信号。随机选取京津城际应答器报文进行测试验证,由测试可得：采用Kalman滤波算法能使上行链路信号信噪比提高25-35dB,误码率降低了两个数量级,对于保证应答器上行链路信号传输可靠性、提高列车运行效率有重要意义。

关键词：应答器上行链路信号 AR模型 Kalman滤波

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CTCS-2+ATO列控系统对短站坪长度需求适应性研究

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铁道工程学报 2024年第2期41卷 74-79页

作者：张敏慧张伟刘长波宋睿全宏宇中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 北京全路通信号研究设计院集团有限公司北京100070

研究目的:对于有地下线路的铁路工程,由于开挖土方等方面的问题,要求站坪长度尽量缩短,以节省工程投资。现有CTCS-2+ATO列控系统因其安全防护距离设置位置、车载设备安装位置、适应的运行速度较高等原因,对站坪长度要求较CBTC列控系统长... 详细信息

研究目的:对于有地下线路的铁路工程,由于开挖土方等方面的问题,要求站坪长度尽量缩短,以节省工程投资。现有CTCS-2+ATO列控系统因其安全防护距离设置位置、车载设备安装位置、适应的运行速度较高等原因,对站坪长度要求较CBTC列控系统长,成为在市域铁路运用时的不利因素,需要对其进行短站坪长度需求的适应性分析并提出适宜的解决方法,提升系统的竞争力。研究结论:(1)侧线股道增设安全线,基于列车停稳信息及时解锁过走防护区段、利用应答器报文增加过走防护区段信息、及时回缩列控移动授权范围等配套方法,将安全距离、附加距离设于目标点信号机的内方,利用安全线及咽喉区线路缩短股道区线路长度;(2)合理约束车载应答器接收天线安装位置,根据市域列车运行速度计算、确定可靠解析出报文所需要的应答器距离信号机距离,以及应答器组间最小距离要求,最终确定股道出站应答器安装位置最小长度需求;(3)经折返线道岔侧向的进路不发低频码,轨道电路长度仅考虑轨道占用检查时间,进一步缩短折返道岔区段长度要求;(4)本研究成果在市域铁路中有广阔的运用前景。

关键词： CTCS-2+ATO 短站坪长度安全距离设置位置

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应答器报文优选及快速编码方法的研究

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铁道学报 2015年第2期37卷 52-57页

作者：张艳宁赵会兵全宏宇张菊北京交通大学电子信息工程学院北京100044

应答器是列控系统中用于地-车信息传输的关键设备。本文从降低传输误码率的角度提出连"0/1"个数评分、报文码逻辑"0"和"1"切换频率、同步偏离解析条件、欠采样条件4个报文优选指标,以实现应答器传输报文... 详细信息

应答器是列控系统中用于地-车信息传输的关键设备。本文从降低传输误码率的角度提出连"0/1"个数评分、报文码逻辑"0"和"1"切换频率、同步偏离解析条件、欠采样条件4个报文优选指标,以实现应答器传输报文的优选。通过构造反向查询的字母表、减少检查字母表条件的字数、优选指标与整形约束条件检查同时进行的方式,进一步实现优选报文的快速编码。随机选取武广客运专线真实应答器用户报文进行测试验证。结果表明:根据优选指标能够实现应答器传输报文的优选,采用所提出的快速编码算法生成优选报文的速度比规范定义编码方法提高了97%左右,优选合法报文的误码率明显低于常规合法报文的误码率,满足报文编码的实时性和可靠性的要求。

关键词：应答器报文优选快速编码误码率

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应答器传输系统的电磁耦合机理及工程安装优化研究

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铁道学报 2014年第5期36卷 64-70页

作者：梁迪赵会兵全宏宇张艳宁北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

应答器传输系统是一种基于电磁耦合机理的自动识别系统,目前已广泛应用于国内外的高速铁路及城市轨道交通系统。为了解决应答器传输系统在工程应用中存在的问题(如安装模式优化、系统可靠性等),有必要对该系统的电磁耦合机理做深入的研... 详细信息

应答器传输系统是一种基于电磁耦合机理的自动识别系统,目前已广泛应用于国内外的高速铁路及城市轨道交通系统。为了解决应答器传输系统在工程应用中存在的问题(如安装模式优化、系统可靠性等),有必要对该系统的电磁耦合机理做深入的研究,探究其蕴含磁现象的物理本质。本文深入分析了车载天线与地面应答器之间能量和数据的传输过程,建立了应答器I/O特性、射频磁场分布、信号辐射模式等理论模型,给出了计算应答器作用距离的一般步骤;并在此基础上,研究了地面应答器横向、纵向2种安装模式的本质差异,评估了2种安装模式对不同安装高度、横向偏移的适应性,给出了2种安装模式的优化参数。实测数据与理论分析相符,表明该理论分析方法能够有效地分析应答器系统的物理本质,对于应答器系统的优化、工程安装模式的选择具有一定的指导意义。

关键词：应答器电磁耦合安装模式参数优化

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金华南线路所信号显示方案研究

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铁路通信信号工程技术 2016年第5期13卷 86-88页

作者：全宏宇中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

对金温铁路金华南线路所信号系统设计中的引导信号、红灯重复、反向运行特殊信号问题进行分析和总结,为后续工程设计工作提供参考。

关键词：高铁信号系统设计引导信号信号显示

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