轨旁仿真方法及系统的制作方法

文档序号:6525791阅读:521来源:国知局
轨旁仿真方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种轨旁仿真方法及系统,具体包括:采集包括信号机和道岔转辙机的实际设备的实际状态信号,模拟采集虚拟设备的虚拟状态信号;结合实际状态信号和虚拟状态信号更新模拟线路运行状态,包括结合信号机和道岔转辙机的实际状态信号更新模拟线路中的进路状态和道岔状态;将所述模拟线路运行状态以图形界面向用户输出;根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号;根据所述设备控制信号对所述虚拟设备的数学模型进行相应的模拟控制操作;根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作,包括根据所述设备控制信号控制信号机的显示状态和道岔的正反位状态。本发明可以实现轨旁系统的半实物仿真,有助于设备测试和运营人员的培训。
【专利说明】轨旁仿真方法及系统【技术领域】
[0001]本发明涉及交通运输领域,具体涉及一种轨旁仿真方法及系统。
【背景技术】
[0002]国产 CBTC 系统(Communication Based Train Control System,基于无线通信的列车控制系统)是一种列车自动控制系统,基于移动闭塞列车间隔的原理,实现对列车的控制,主要适用于地铁、轻轨系统。国产CBTC系统中的系统控制等级支持多种控制模式,从基于半自动闭塞的站间闭塞到基于固定闭塞原理和应答器的点式控制等级,再到使用高精度列车定位、车地连续双向通讯的CBTC控制等级。能够允许覆盖同一个信号系统下不同自动化等级的运行、不同性质列车的混运及多种驾驶模式的应用,也使系统具备后备模式的运行可能。
[0003]为了使地铁运营人员熟悉CBTC系统的操作方式及故障情况下的处理方式(比如调度员、站务员对运营行车指挥设备进行操作),需要对运营人员进行培训,以往这类培训都在实际线路上,使用实际的轨旁设备进行培训,这样可以让运营人员了解实际设备的正常运行流程,快速地熟悉实际设备。
[0004]但实际系统中的信号都是实际的列车运行信号,难以向人展示其信号接口的具体情况;而且实际的设备中也不允许进行故障的注入,不能让人了解设备故障时的具体情形以及对应的处理流程;另外,使用实际设备进行测试和培训会对实际的线路运营造成影响,实际进行的成本相当高。

【发明内容】

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足,本发明提供一种轨旁仿真方法及系统,可以实现轨旁系统的半实物仿真,有助于设备测试和运营人员的培训。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
[0009]一种轨旁仿真方法,其特征在于,该方法包括:
[0010]采集包括信号机和道岔转辙机的实际设备的实际状态信号;
[0011]加载模拟线路上虚拟设备的数学模型,并采集这些虚拟设备的虚拟状态信号;
[0012]结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态,包括结合信号机和道岔转辙机的实际状态信号更新模拟线路中的进路状态和道岔状态;
[0013]将所述模拟线路运行状态以图形界面向用户输出;
[0014]根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号;
[0015]根据所述设备控制信号对所述虚拟设备的数学模型进行相应的模拟控制操作;
[0016]根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作,包括根据所述设备控制信号控制信号机的显示状态和道岔的正反位状态。[0017]优选地,所述采集这些虚拟设备的虚拟状态信号包括采集虚拟计轴输出的列车位置信号;结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态包括结合所述列车位置信号更新模拟线路中各列车的位置。
[0018]优选地,所述实际状态信号包括车门开关信号;所述根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作包括根据车门开关控制信号进行相应地车门开关操作。
[0019]优选地,所述实际状态信号包括屏蔽门开关信号;所述根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作包括根据屏蔽门开关控制信号进行相应地屏蔽门开关操作。
[0020]优选地,根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号包括:
[0021]在用户指令包括自动控制功能开启时,按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定。
[0022]一种轨旁仿真系统,其特征在于,该系统包括:
[0023]实际信号采集模块,用于采集包括信号机和道岔转辙机的实际设备的实际状态信号;
[0024]虚拟信号采集模块,用于加载模拟线路上虚拟设备的数学模型,并采集这些虚拟设备的虚拟状态信号;
[0025]模拟线路运行状态更新模块,用于结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态;
[0026]所述模拟线路运行状态更新模块包括进路状态更新单元,用于结合信号机的实际状态信号更新模拟线路中的进路状态;
[0027]所述模拟线路运行状态更新模块还包括道岔状态更新单元,用于结合道岔转辙机的实际状态信号更新模拟线路中的道岔状态;
[0028]用户输出模块,用于将所述模拟线路运行状态以图形界面向用户输出;
[0029]设备控制信号输出模块,用于根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制
信号;
[0030]虚拟控制操作模块,用于根据所述设备控制信号对所述虚拟设备的数学模型进行相应的模拟控制操作;
[0031]实际控制操作模块,用于根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作;
[0032]所述实际控制操作模块包括信号机控制操作单元,用于根据所述设备控制信号控制信号机的显示状态;
[0033]所述实际控制操作模块还包括道岔控制操作单元,用于根据所述设备控制道岔的正反位状态。
[0034]优选地,所述实际信号采集模块包括列车位置信号采集单元,用于采集虚拟计轴输出的列车位置信号;
[0035]所述模拟线路运行状态更新模块还包括列车位置更新单元,用于结合所述列车位置信号更新模拟线路中各列车的位置。[0036]优选地,所述实际信号采集模块包括车门开关信号采集单元,用于采集车门的车门开关信号;
[0037]所述实际控制操作模块还包括车门开关控制操作单元,用于采集车门的车门开关信号。
[0038]优选地,所述实际信号采集模块包括屏蔽门开关信号采集单元,用于采集屏蔽门的屏蔽门开关信号;
[0039]所述实际控制操作模块还包括屏蔽门开关控制操作单元,用于根据屏蔽门开关控制信号进行相应地屏蔽门开关操作。
[0040]优选地,所述设备控制信号输出模块包括自动控制单元,用于在用户指令包括自动控制功能开启时,按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定。
[0041](三)有益效果
[0042]本发明至少具有如下的有益效果:
[0043]本发明在一条模拟线路上设置了实际设备和由计算机模拟的虚拟设备,并在这些设备的基础上完成了对用户的模拟线路运行状态的图形输出,和用户对这些设备发送控制指令的用户输入,构建了有实际设备参与的轨旁仿真系统。相比较【背景技术】而言,本发明可以模拟出各个数据接口、逻辑接口和电气接口的连接传输状态,让用户可以感知到更多轨旁设备的实际处理流程中的具体信息。还可以实现各种故障的注入,让用户可以具体了解故障的形成、症状和处理流程。另外本发明所需要的具体装置少而简单,可以大大降低测试和培训成本。
[0044]而且,相比较完全虚拟的轨旁仿真方法而言,本发明由于使用了实际装置,可以更直观地向用户展现实际的线路运行流程,不仅可靠程度更高,还可以方便地基于实际装置进行实际应用调试,应用面更广。
[0045]当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【专利附图】

【附图说明】
[0046]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1是本发明一个实施例中一种轨旁仿真方法的流程图;
[0048]图2是本发明一个实施例中具体装置的连接关系示意图;
[0049]图3是本发明一个实施例中的软件界面示意图;
[0050]图4是本发明一个实施例中一种轨旁仿真系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0051]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0052]实施例1
[0053]本发明实施例提出了一种轨旁仿真方法,参见图1,该方法包括:
[0054]步骤101:采集包括信号机和道岔转辙机的实际设备的实际状态信号;
[0055]步骤102:加载模拟线路上虚拟设备的数学模型,并采集这些虚拟设备的虚拟状态信号;
[0056]步骤103:结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态,包括结合信号机和道岔转辙机的实际状态信号更新模拟线路中的进路状态和道岔状态;
[0057]步骤104:将所述模拟线路运行状态以图形界面向用户输出;
[0058]步骤105:根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号;
[0059]步骤106:根据所述设备控制信号对所述虚拟设备的数学模型进行相应的模拟控制操作;
[0060]步骤107:根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作,包括根据所述设备控制信号控制信号机的显示状态和道岔的正反位状态。
[0061]所述采集这些虚拟设备的虚拟状态信号包括采集虚拟计轴输出的列车位置信号;结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态包括结合所述列车位置信号更新模拟线路中各列车的位置。
[0062]所述实际状态信号包括车门开关信号;所述根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作包括根据车门开关控制信号进行相应地车门开关操作。
[0063]所述实际状态信号包括屏蔽门开关信号;所述根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作包括根据屏蔽门开关控制信号进行相应地屏蔽门开关操作。
[0064]根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号包括:在用户指令包括自动控制功能开启时,按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定。
[0065]大致来说,本方法在一条模拟线路上设置了实际设备和由计算机模拟的虚拟设备,并在这些设备的基础上完成了对用户的模拟线路运行状态的图形输出,和用户对这些设备发送控制指令的用户输入。
[0066]具体来说,本方法先找到了 一条模拟线路,这条模拟线路通常会根据某个具体的地铁线路来设定,模拟线路上已规定了具体线路、道岔的形状和对区段的划分,从而确定整个轨旁仿真的具体情景。
[0067]然后在信号系统的连接关系上,在模拟线路上设置了实际设备和由计算机模拟的虚拟设备。其中的实际设备都是参照实际运营设备的标准来设置的,而虚拟设备则是由计算机程序来实现的。在具体的实验室环境下,通常的做法是取一个区段的一整套轨旁设备(不包括列车和与列车运行相关联的传感器及处理设备)构成实际设备,而将剩余区段的所有设备都由计算机程序以数学模型的形式来模拟,其可以实现各个实际设备在信号关系上的对应输入输出。
[0068]接下来的流程主要是在用户输出和用户输入两个部分。用户输出主要指的是根据实际和虚拟状态信号,将模拟线路的状态进行更新,然后把更新后的状态信息以图形界面的形式输出给用户。模拟线路状态信息包括信号机的显示状态和道岔的正反位状态,还有各个区段的进路状态,其具体的更新处理过程与实际运营设备的处理流程相同,显示上则可以根据用户需求设定具体的图形界面。
[0069]用户输入主要指的是将用户指令执行到虚拟装置和实际装置上。虚拟装置方面,直接将用户指令输入到对应的数学模型即可,也就是前文所说的模拟控制操作。而对于实际装置,则需要按照实际运营设备的控制方法对应地进行信号控制流程,也就是前文所说的实际控制操作。
[0070]结合一定刷新频率下的用户输入和输出,就可以通过图形界面动态地向用户展示对虚拟设备和实际设备的控制操作,包括对进路状态的管理,对道岔正反位的转换,和对信号机显示状态的转换等等。
[0071]另外,计轴作为模拟线路中的列车位置传感器,在本方法中作为虚拟设备加载,其输入信号来源于装置外部的列车位置输入,输出为列车位置信号,结合列车位置信号可以更新模拟线路中各列车的位置。由于计轴本质为获取信号的传感器,所以没有用户控制操作部分。
[0072]车门和屏蔽门作为实际设备设置在模拟线路上,其开关信号可以被采集,并可以由设备控制信号控制其开关状态。
[0073]而且,为简化用户操作,这里设置有自动控制功能,可以在用户指定开启的情况下按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定,在现有技术中已经有详细的叙述。
[0074]本方法除具有上文叙述过的有益效果外,还可以通过计轴实现列车位置的输入、通过车门和屏蔽门地设置完成对车门屏蔽门开关的仿真,而且通过自动控制可以向用户展示正常的轨旁系统的运行过程,也可以在用户手动控制时简化用户的具体操作。
[0075]综上所述,本方法可以实现轨旁系统的半实物仿真,有助于设备测试和运营人员的培训。
[0076]更具体地,这里通过一个结合具体装置的软件系统来说明本发明实施例提出的方法。
[0077]使用集成测试线缆将实际运营中使用的轨旁电子单元、继电器组合架、联锁和现地工作站连接在一起。当轨旁设备状态发生变化时,如信号机的灯位变化、区段占用空闲,道岔的移动会改变继电器的状态,联锁软件会采集继电器状态,当采集的状态发生变化时更新联锁上位机。当指令从现地工作站下达到联锁软件后,联锁软件会驱动继电器组合架,这时轨旁电子单元就会执行相应的动作。
[0078]上面提到的各部分装置功能如下:
[0079]I)集成测试线缆,作为现地工作站、联锁、继电器组合架、轨旁电子单元之间的桥梁,负责数据的传输。
[0080]2)轨旁电子单元,包括具体的实际轨旁设备(真实信号机、真实道岔转辙机等),并设置有信号采集装置可以采集设备状态。
[0081]3)继电器组合架,采集轨旁电子单元中设备的状态。将轨旁电子设备的状态发送给联锁,将联锁的命令发送给轨旁电子单元。[0082]4)联锁,实际运营中使用的联锁系统,以计算机为主要技术手段实现联锁关系的信号系统。计算机联锁能满足各种车辆段、停车场的规模和运输作业的需要,可以保证行车安全,提高运输效率,改善劳动条件,具备大信息量处理能力并且可以联网。
[0083]5)现地工作站,联锁的上位机,操作人员可以在现地工作站看到模拟线路的运行状态,并可以对其输入指令以进行控制操作。
[0084]其具体的连接关系参见图2,按照信号的上下位关系由上至下依次为现地工作站、联锁、继电器组合架和轨旁电子单元。
[0085]其具体的软件界面参见图3,软件界面的菜单、时间等信息均为常用软件界面,实现属于现有技术,在此不再赘述。图中的图形部分即为所述的图形界面,其中包含了模拟轨道形状、区段划分、信号机显示状态和道岔正反位状态等信息。软件大致的模块构造和功能对应于上面叙述过的轨旁仿真方法,已经在技术方案中的轨旁仿真系统中叙述过。此外,实际操作中软件会在启动时对硬件系统进行初始化操作,其都属于实际运营设备的已知操作,不再赘述。
[0086]具体功能的实现上,基于上面叙述过的控制操作过程之上,软件可以设计一定的逻辑判断关系实现对进路状态、道岔状态和信号机状态等等设备状态的自动控制,这一逻辑判断关系具体涉及实际线路运行的控制操作方法,在现有技术中已经有详细的叙述。自动控制可以向用户展示正常的轨旁系统的运行过程,也可以在用户手动控制时简化用户的具体操作。
[0087]在此基础上,软件还设计有用户的手动控制接口,以菜单命令或按钮命令等常用手段完成对用户指令的采集,并按照指令可以设定有一些具体的控制操作。比如结合上面的具体装置,可以人工地对某一区段的进路状态进行锁定(联锁功能)。经过这一操作过后,该区段的进路状态就不能被改变了,直到对其进行相应的解锁操作。这一过程视具体情况可能会造成模拟线路的运行故障,按照软件的自动控制过程,就可以模拟出这一故障发生时的具体情景,也可以让被培训的运营人员来试着找到这一故障来源并进行故障排除,完成这一部分的培训过程。
[0088]可见,本方法的信号系统是实验室中的测试设备,可以从中提取出各个数据接口、逻辑接口和电气接口的连接传输状态,让用户可以感知到更多轨旁设备的实际处理流程中的具体信息。还可以实现各种故障的注入,让用户可以具体了解故障的形成、症状和处理流程。另外本发明所需要的具体装置少而简单,可以大大降低测试和培训成本。所以本方法可以实现轨旁系统的半实物仿真,有助于设备测试和运营人员的培训。
[0089]实施例2
[0090]本发明实施例提出了一种轨旁仿真系统,参见图4,该系统包括:
[0091]实际信号采集模块41,用于采集包括信号机和道岔转辙机的实际设备的实际状态信号;
[0092]虚拟信号采集模块42,用于加载模拟线路上虚拟设备的数学模型,并采集这些虚拟设备的虚拟状态信号;
[0093]模拟线路运行状态更新模块43,用于结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态;
[0094]所述模拟线路运行状态更新模块包括进路状态更新单元431,用于结合信号机的实际状态信号更新模拟线路中的进路状态;
[0095]所述模拟线路运行状态更新模块还包括道岔状态更新单元432,用于结合道岔转辙机的实际状态信号更新模拟线路中的道岔状态;
[0096]用户输出模块44,用于将所述模拟线路运行状态以图形界面向用户输出;
[0097]设备控制信号输出模块45,用于根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号;
[0098]虚拟控制操作模块46,用于根据所述设备控制信号对所述虚拟设备的数学模型进行相应的模拟控制操作;
[0099]实际控制操作模块47,用于根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作;
[0100]所述实际控制操作模块包括信号机控制操作单元471,用于根据所述设备控制信号控制信号机的显示状态;
[0101]所述实际控制操作模块还包括道岔控制操作单元472,用于根据所述设备控制道岔的正反位状态。
[0102]其中,所述实际信号采集模块包括列车位置信号采集单元,用于采集虚拟计轴输出的列车位置信号;所述模拟线路运行状态更新模块还包括列车位置更新单元,用于结合所述列车位置信号更新模拟线路中各列车的位置。
[0103]所述实际信号采集模块包括车门开关信号采集单元,用于采集车门的车门开关信号;所述实际控制操作模块还包括车门开关控制操作单元,用于采集车门的车门开关信号。
[0104]所述实际信号采集模块包括屏蔽门开关信号采集单元,用于采集屏蔽门的屏蔽门开关信号;所述实际控制操作模块还包括屏蔽门开关控制操作单元,用于根据屏蔽门开关控制信号进行相应地屏蔽门开关操作。
[0105]所述设备控制信号输出模块包括自动控制单元,用于在用户指令包括自动控制功能开启时,按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定。
[0106]大致来说,本系统在一条模拟线路上设置了实际设备和由计算机模拟的虚拟设备,并在这些设备的基础上完成了对用户的模拟线路运行状态的图形输出,和用户对这些设备发送控制指令的用户输入。
[0107]具体来说,本系统先设置了一条模拟线路,这条模拟线路通常会根据某个具体的地铁线路来设定,模拟线路上已规定了具体线路、道岔的形状和对区段的划分,从而确定整个轨旁仿真的具体情景。
[0108]然后在信号系统的连接关系上,在模拟线路上设置了实际设备和由计算机模拟的虚拟设备。其中的实际设备都是参照实际运营设备的标准来设置的,而虚拟设备则是由计算机程序来实现的。在具体的实验室环境下,通常的做法是取一个区段的一整套轨旁设备(不包括列车和与列车运行相关联的传感器及处理设备)构成实际设备,而将剩余区段的所有设备都由计算机程序以数学模型的形式来模拟,其可以实现各个实际设备在信号关系上的对应输入输出。
[0109]接下来的流程主要是在用户输出和用户输入两个部分。用户输出主要指的是根据实际和虚拟状态信号,将模拟线路的状态进行更新,然后把更新后的状态信息以图形界面的形式输出给用户。模拟线路状态信息包括信号机的显示状态和道岔的正反位状态,还有各个区段的进路状态,其具体的更新处理过程与实际运营设备的处理流程相同,显示上则可以根据用户需求设定具体的图形界面。
[0110]用户输入主要指的是将用户指令执行到虚拟装置和实际装置上。虚拟装置方面,直接将用户指令输入到对应的数学模型即可,也就是前文所说的模拟控制操作。而对于实际装置,则需要按照实际运营设备的控制方法对应地进行信号控制流程,也就是前文所说的实际控制操作。
[0111]结合一定刷新频率下的用户输入和输出,就可以通过图形界面动态地向用户展示对虚拟设备和实际设备的控制操作,包括对进路状态的管理,对道岔正反位的转换,和对信号机显示状态的转换等等。
[0112]另外,计轴作为模拟线路中的列车位置传感器,在本系统中作为虚拟设备加载,其输入信号来源于装置外部的列车位置输入,输出为列车位置信号,结合列车位置信号可以更新模拟线路中各列车的位置。由于计轴本质为获取信号的传感器,所以没有用户控制操作部分。
[0113]车门和屏蔽门作为实际设备设置在模拟线路上,其开关信号可以被采集,并可以由设备控制信号控制其开关状态。
[0114]而且,为简化用户操作,这里设置有自动控制功能,可以在用户指定开启的情况下按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定,在现有技术中已经有详细的叙述。
[0115]本方法除具有上文叙述过的有益效果外,还可以通过计轴实现列车位置的输入、通过车门和屏蔽门地设置完成对车门屏蔽门开关的仿真,而且通过自动控制可以向用户展示正常的轨旁系统的运行过程,也可以在用户手动控制时简化用户的具体操作。
[0116]综上所述,本方法可以实现轨旁系统的半实物仿真,有助于设备测试和运营人员的培训。
[0117]更具体地,这里通过一个结合具体装置的软件系统来说明本发明实施例提出的系统(系统的各个模块几乎全部由软件系统实现)。
[0118]使用集成测试线缆将实际运营中使用的轨旁电子单元、继电器组合架、联锁和现地工作站连接在一起。当轨旁设备状态发生变化时,如信号机的灯位变化、区段占用空闲,道岔的移动会改变继电器的状态,联锁软件会采集继电器状态,当采集的状态发生变化时更新联锁上位机。当指令从现地工作站下达到联锁软件后,联锁软件会驱动继电器组合架,这时轨旁电子单元就会执行相应的动作。
[0119]上面提到的各部分装置功能如下:
[0120]I)集成测试线缆,作为现地工作站、联锁、继电器组合架、轨旁电子单元之间的桥梁,负责数据的传输。
[0121]2)轨旁电子单元,包括具体的实际轨旁设备(真实信号机、真实道岔转辙机等),并设置有信号采集装置可以采集设备状态。
[0122]3)继电器组合架,采集轨旁电子单元中设备的状态。将轨旁电子设备的状态发送给联锁,将联锁的命令发送给轨旁电子单元。[0123]4)联锁,实际运营中使用的联锁系统,以计算机为主要技术手段实现联锁关系的信号系统。计算机联锁能满足各种车辆段、停车场的规模和运输作业的需要,可以保证行车安全,提高运输效率,改善劳动条件,具备大信息量处理能力并且可以联网。
[0124]5)现地工作站,联锁的上位机,操作人员可以在现地工作站看到模拟线路的运行状态,并可以对其输入指令以进行控制操作。
[0125]其具体的连接关系参见图2,按照信号的上下位关系由上至下依次为现地工作站、联锁、继电器组合架和轨旁电子单元。
[0126]其具体的软件界面参见图3,软件界面的菜单、时间等信息均为常用软件界面,实现属于现有技术,在此不再赘述。图中的图形部分即为所述的图形界面,其中包含了模拟轨道形状、区段划分、信号机显示状态和道岔正反位状态等信息。软件大致的模块构造和功能对应于上面叙述过的轨旁仿真方法,已经在上面叙述过对应的结构。此外,实际操作中软件会在启动时对硬件系统进行初始化操作,其都属于实际运营设备的已知操作,不再赘述。
[0127]具体功能的实现上,基于上面叙述过的控制操作过程之上,软件可以设计一定的逻辑判断关系实现对进路状态、道岔状态和信号机状态等等设备状态的自动控制,这一逻辑判断关系具体涉 及实际线路运行的控制操作方法,在现有技术中已经有详细的叙述。自动控制可以向用户展示正常的轨旁系统的运行过程,也可以在用户手动控制时简化用户的具体操作。
[0128]在此基础上,软件还设计有用户的手动控制接口,以菜单命令或按钮命令等常用手段完成对用户指令的采集,并按照指令可以设定有一些具体的控制操作。比如结合上面的具体装置,可以人工地对某一区段的进路状态进行锁定(联锁功能)。经过这一操作过后,该区段的进路状态就不能被改变了,直到对其进行相应的解锁操作。这一过程视具体情况可能会造成模拟线路的运行故障,按照软件的自动控制过程,就可以模拟出这一故障发生时的具体情景,也可以让被培训的运营人员来试着找到这一故障来源并进行故障排除,完成这一部分的培训过程。
[0129]可见,本系统的信号系统是实验室中的测试设备,可以从中提取出各个数据接口、逻辑接口和电气接口的连接传输状态,让用户可以感知到更多轨旁设备的实际处理流程中的具体信息。还可以实现各种故障的注入,让用户可以具体了解故障的形成、症状和处理流程。另外本发明所需要的具体装置少而简单,可以大大降低测试和培训成本。所以本系统可以实现轨旁系统的半实物仿真,有助于设备测试和运营人员的培训。
[0130]需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0131]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种轨旁仿真方法,其特征在于,该方法包括: 采集包括信号机和道岔转辙机的实际设备的实际状态信号; 加载模拟线路上虚拟设备的数学模型,并采集这些虚拟设备的虚拟状态信号; 结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态,包括结合信号机和道岔转辙机的实际状态信号更新模拟线路中的进路状态和道岔状态; 将所述模拟线路运行状态以图形界面向用户输出; 根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号; 根据所述设备控制信号对所述虚拟设备的数学模型进行相应的模拟控制操作; 根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作,包括根据所述设备控制信号控制信号机的显示状态和道岔的正反位状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采集这些虚拟设备的虚拟状态信号包括采集虚拟计轴输出的列车位置信号;结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态包括结合所述列车位置信号更新模拟线路中各列车的位置。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述实际状态信号包括车门开关信号;所述根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作包括根据车门开关控制信号进行相应地车门开关操作。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述实际状态信号包括屏蔽门开关信号;所述根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作包括根据屏蔽门开关控制信号进行相应地屏蔽门开关操作。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号包括: 在用户指令包括自动控制功能开启时,按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定。
6.—种轨旁仿真系统,其特征在于,该系统包括: 实际信号采集模块,用于采集包括信号机和道岔转辙机的实际设备的实际状态信号;虚拟信号采集模块,用于加载模拟线路上虚拟设备的数学模型,并采集这些虚拟设备的虚拟状态信号; 模拟线路运行状态更新模块,用于结合所述实际状态信号和所述虚拟状态信号更新模拟线路运行状态; 所述模拟线路运行状态更新模块包括进路状态更新单元,用于结合信号机的实际状态信号更新模拟线路中的进路状态; 所述模拟线路运行状态更新模块还包括道岔状态更新单元,用于结合道岔转辙机的实际状态信号更新模拟线路中的道岔状态; 用户输出模块,用于将所述模拟线路运行状态以图形界面向用户输出; 设备控制信号输出模块,用于根据所述线路运行状态结合用户指令输出设备控制信号; 虚拟控制操作模块,用于根据所述设备控制信号对所述虚拟设备的数学模型进行相应的模拟控制操作;实际控制操作模块,用于根据所述设备控制信号对所述实际设备进行相应的实际控制操作; 所述实际控制操作模块包括信号机控制操作单元,用于根据所述设备控制信号控制信号机的显示状态; 所述实际控制操作模块还包括道岔控制操作单元,用于根据所述设备控制道岔的正反位状态。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述实际信号采集模块包括列车位置信号采集单元,用于采集虚拟计轴输出的列车位置信号; 所述模拟线路运行状态更新模块还包括列车位置更新单元,用于结合所述列车位置信号更新模拟线路中各列车的位置。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述实际信号采集模块包括车门开关信号采集单元,用于采集车门的车门开关信号; 所述实际控制操作模块还包括车门开关控制操作单元,用于采集车门的车门开关信号。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述实际信号采集模块包括屏蔽门开关信号采集单元,用于采集屏蔽门的屏蔽门开关信号; 所述实际控制操作模块还包括屏蔽门开关控制操作单元,用于根据屏蔽门开关控制信号进行相应地屏蔽门开关操作。
10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述设备控制信号输出模块包括自动控制单元,用于在用户指令包括自动控制功能开启时,按预定逻辑判断关系根据所述线路运行状态结合用户指令自动地输出设备控制信号,所述预定逻辑判断关系由实际线路运行中的轨旁操作控制方法确定。
【文档编号】G06F17/50GK103745630SQ201310731259
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】郭建兴, 张宏伟, 杨建山, 杜恒 申请人:北京交控科技有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1