基于CTCS-3級列車控制場景下的CTC仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

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前言

CTCS-3級列車控制系統(tǒng)結(jié)合了CTCS-2級列車控制系統(tǒng)的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，促使該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行期間能夠達(dá)到高達(dá)300km/h的線路運(yùn)營條件，由此為列車的高速運(yùn)行帶來了新的發(fā)展方向。據(jù)此，應(yīng)合理設(shè)計(jì)CTC仿真系統(tǒng)，以便為鐵路調(diào)度工作的順利開展提供參考依據(jù)，最終促進(jìn)鐵路事業(yè)的興旺發(fā)展。

1 CTCS-3級列車控制系統(tǒng)的內(nèi)涵

CTCS-3級列車控制系統(tǒng)是列車行駛期間重要的安全保障，作為一種先進(jìn)的控制技術(shù)，它能夠?yàn)闀r速在250km/h到300km/h的列車提供有效控制，以此保證列車行駛的安全性。在該系統(tǒng)中包含了ATP系統(tǒng)、RBC系統(tǒng)等。為了促使該系統(tǒng)在列車安全防護(hù)中展現(xiàn)出真正價值，需借助仿真平臺對其實(shí)際運(yùn)行效果予以檢測。

其中在RBC系統(tǒng)中，它能夠接收到地面信息，以此對列車的運(yùn)營方向以及安全性予以把控，以免受傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)備的影響，導(dǎo)致列車面臨較高的安全風(fēng)險。因此，在CTCS-3級列車中，可借助先進(jìn)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車生命周期的安全性評估，最終憑借系統(tǒng)反饋的信息掌握列車動態(tài)。

2 基于CTCS-3級列車控制場景下的CTC仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 建立數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)CTC仿真系統(tǒng)時，需要建立對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)，以便合理存儲列車行駛信息。在CTC仿真系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)包含下述三個方面的內(nèi)容：

其一，用戶數(shù)據(jù)庫。由于CTCS-3級列車控制系統(tǒng)常涉及多個用戶對其進(jìn)行不同的操作步驟，為了避免出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，需設(shè)立單獨(dú)的用戶數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)不同工種要求與操作權(quán)限提供適合的數(shù)據(jù)信息。其中應(yīng)按照規(guī)范的用戶數(shù)據(jù)保管形式實(shí)現(xiàn)用戶工號等信息的記錄。如六位數(shù)中，前兩位代表工種類別，中間一位或兩位表示權(quán)限差別，之后的兩位數(shù)字可用于實(shí)現(xiàn)用戶編號的計(jì)取，以便通過數(shù)據(jù)庫中的不同編號信息了解工種特征[1]。

其二，運(yùn)行圖數(shù)據(jù)庫，在該仿真系統(tǒng)中，還可對列車運(yùn)行軌跡予以記錄，以便及時將列車的行駛信息告知列車站臺，最終可根據(jù)運(yùn)行圖數(shù)據(jù)達(dá)到列車報站的目的，進(jìn)而制定科學(xué)的列車行駛計(jì)劃。

其三，調(diào)度命令數(shù)據(jù)庫，列車調(diào)度是保障列車行駛安全的重要依托。故而在仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段需設(shè)立完善的調(diào)度命令數(shù)據(jù)庫，促使列車在出現(xiàn)設(shè)備故障或線路維修等現(xiàn)象時，能夠及時獲取調(diào)度命令，保證列車的暢通無阻。

2.2 設(shè)置查詢終端模塊

在CTC仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主要包括仿真調(diào)度模塊、CTC控制中心等部分。為了保證仿真系統(tǒng)在CTCS-3級列車控制場景中產(chǎn)生較強(qiáng)的適應(yīng)性，還應(yīng)具備突出的查詢功能，以此為列車調(diào)度工作提供可靠保障。一般而言，在查詢終端模塊的設(shè)計(jì)中，除了需要滿足上述通信模塊信息的查詢需求外，還應(yīng)提供站點(diǎn)信息的有效獲取，以此為鐵路調(diào)度與列車車務(wù)起到輔助協(xié)調(diào)作用。比如在京廣等高鐵鐵路中，CTC仿真系統(tǒng)可通過查詢終端模塊中提供的信息掌控列車的進(jìn)路動態(tài)，進(jìn)而達(dá)到自動化控制效果，以免列車在行駛期間遇到障礙物降低進(jìn)路順暢度。

此外，還可在查詢終端模塊設(shè)計(jì)車站軌道控件，依據(jù)“PictureBox”控件，采用不同顏色的畫筆繪制軌道占用狀態(tài)，之后可選擇不同粗細(xì)程度的線條描述軌道的實(shí)際尺寸。經(jīng)由仿真系統(tǒng)操作后可實(shí)現(xiàn)軌道線路的仿真操作，促使CTCS-3級列車保持良好的通信狀態(tài)。因此，在設(shè)計(jì)CTC仿真系統(tǒng)時，需依據(jù)CTCS-3級列車控制系統(tǒng)中的具體要求提出科學(xué)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，以此應(yīng)對不同控制場景[2]。

2.3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)通信接口

在設(shè)計(jì)CTC仿真系統(tǒng)時，還需要針對通信接口進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。其中需為車站自律機(jī)以及通信服務(wù)器提供專屬通信接口。由于每個通信設(shè)備與通信系統(tǒng)所要求的接口條件不一致，故而可按照“數(shù)據(jù)幀”分類方式對其進(jìn)行區(qū)別存儲，之后可將同等類別的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行整合處理，借助數(shù)據(jù)包的傳輸形式傳遞給列車調(diào)度部門。這樣一來，列車可通過模擬運(yùn)行狀態(tài)的列車判斷站點(diǎn)到達(dá)時間，以此科學(xué)制定調(diào)度規(guī)劃，保證列車行駛的安全性與規(guī)范性。

同時，在仿真系統(tǒng)中還需要設(shè)置信號設(shè)備的監(jiān)控功能。比如可借助MDI仿真軟件提供信號設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，之后可參照監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)調(diào)整列車線路的具體部署規(guī)劃，包括是否下達(dá)臨時限速指令等，以免列車超出額定標(biāo)準(zhǔn)而影響運(yùn)行狀態(tài)。在臨時限速模塊的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可通過“顏色標(biāo)記”的方式，對臨時限速狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分，好比在其呈現(xiàn)灰色時，代表現(xiàn)已擬定臨時限速指令。若更改為綠色表示正處于激活動態(tài)，之后可利用紅色、黃色指代執(zhí)行進(jìn)度。在這期間，設(shè)計(jì)者還應(yīng)當(dāng)結(jié)合CTCS-3級列車的限速要求提供不同的臨時限速指令，最終確保列車在行駛期間能夠依靠仿真系統(tǒng)預(yù)判列車是否需要執(zhí)行臨時限速命令。

3 結(jié)束語

綜上所述，基于CTCS-3級列車控制場景設(shè)計(jì)CTC仿真系統(tǒng)，可通過對列車行駛狀態(tài)、信號設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的有效模擬了解CTCS-3級列車控制系統(tǒng)的實(shí)用性。據(jù)此，應(yīng)從數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、查詢終端模塊、系統(tǒng)通信接口等方面著手，確保CTCS-3級列車控制系統(tǒng)發(fā)揮出真正效用。