一种铁路信号综合系统实验平台技术方案

本发明专利技术涉及交通运输铁路信号自动控制系统技术领域，尤其是涉及一种基于模拟仿真技术的铁路信号综合系统实验平台。其特征是包括中心设备子系统、车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统；各子系统间采用局域网来实现各个系统组成部分之间的数据通信，中心设备子系统及其相关设备采用单独的局域网实现数据交互通信，车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统采用一套局域网实现信号各个子系统之间的数据交互通信。其采用虚拟仿真与实物相结合的方式，组建一套学习、研究和开发中国列车运行控制系统的综合、专业的平台，满足专业教学、培训操作、科研实践、技术交流和技术合作要求。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路信号综合系统实验平台
本专利技术涉及交通运输铁路信号自动控制系统
，尤其是涉及一种基于模拟仿真技术的铁路信号综合系统实验平台。
技术介绍
近十年，我国掀起了高速铁路建设的热潮，高铁发展迅速。一大批300km/h高铁线路的建成需要大量的专业人员从事维护工作，还有一大批在建和将建的300km/h高铁线路，使铁路设计院、工程局、信号设备制造商、院校等用人单位也需要大量的专业人才。300km/h高铁线路的控制系统采用的是制式3列控系统。制式3列控系统是一套保证行车安全，提高运输效率的复杂系统，无论是设计、维护、设备制造、安装都需要专业人才才能胜任，人才需求量很大。轨道交通信号控制专业承担了该专业人才的培养任务，在这种形式下毕业生供不应求，就业形势一片大好。但是，目前在交通运输铁路信号自动控制系统技术人员培训过程中，缺少相应的试验平台，作为轨道交通信号与控制为我校国家级特色专业，计算机联锁、区间信号自动控制、列车运行自动控制和调度集中控制系统是信号专业最重要的理论与实践并重的专业必修课程。而这些设备都是高速铁路现场必不可少的控制设备，是本专业学生今后从事专业工作必须接触到的设备，需要对这些设备的作用、结构、原理、使用和维护有基本的认识，因此迫切需要建设一个多种制式的列车运行控制系统的信号综合系统实验平台。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术的缺陷而提供一种铁路信号综合系统实验平台，有效解决了现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：所述的一种铁路信号综合系统实验平台，其特点是包括中心设备子系统、车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统；各子系统间采用局域网来实现各个系统组成部分之间的数据通信，中心设备子系统及其相关设备采用单独的局域网实现数据交互通信，车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统采用一套局域网实现信号各个子系统之间的数据交互通信。所述的中心设备子系统包含铁路调度集中控制系统、无线闭塞中心设备、车地无线通信模块和临时限速服务器，所述的铁路调度集中控制系统包括采用仿真软件实现调度集中控制系统的相关功能连接的数据/应用/通信/服务器、列车调度工作站、综合调度工作站、系统维护工作站、系统培训工作站和值班主任工作站，铁路调度集中控制系统与车站地面设备子系统中的车站分散自律调度集中控制系统组成整个方案的一个整体的调度集中控制系统，具有列车运行计划调整和车站层分散自律功能，车站分散自律调度集中控制系统负责接收并显示中心的调度集中控制系统下达的调度命令，并根据运行图生成的进路命令，通过与联锁的通信接口，实现按照运行图排列列车进路的功能，在中心的调度集中控制系统指挥台上显示线路的运行状态，接收来自中心的调度集中控制系统的临时限速命令，并显示相应的限速区段；实时的显示列车的车次号信息；所述的无线闭塞中心设备设置为两台，无线闭塞中心设备与车地无线通信模块共同由一台工控机来模拟控制，一台无线闭塞中心设备与铁路综合数字移动通信系统结合，无线闭塞中心设备给车站制式3的车载设备提供移动授权，车站制式3的车载设备计算速度列车超速防护系统曲线，经由铁路综合数字移动通信系统的仿真系统传送到车载设备，铁路综合数字移动通信系统由基于802.11的WiFi无线局域网与相应的车地通信模块来仿真代替，另外一台无线闭塞中心设备用来模拟车站制式3线路越区切换功能，具体为根据所在线路的情况自动切换至相对应的控制模式，如列车运行在制式3的区段，车载设备自动切换至制式3控制模式；如运行在制式2区段，车载设备自动切换至制式2控制模式；如运行在制式1区段，车载设备自动切换至制式1控制模式，临时限速服务器系统，由一台服务器模拟实现。所述的车站地面设备子系统包括根据列车运行控制系统的三种制式分别设置了3种类型的车站：车站1(制式1)、车站2(制式2)和车站3(制式3)，还包括车站之间的区间和单独的一个制式2中继站，区间选型为双线四显示自动闭塞区段，车站1、车站2、中继站、车站3以及站与站之间的区间形成一个环形区域，能够实现三种制式运行模式的切换；车站1采用工控机仿真控制设置一套车站联锁系统和车站分散自律调度集中控制系统，车站2设置有一套车站联锁系统、车站分散自律调度集中控制系统、列车运行控制系统、轨旁电子单元、有源应答器和移频轨道电路系统，车站联锁系统采用双机热备全电子计算机联锁系统的真实设备，轨旁电子单元、有源应答器和移频轨道电路系统采用真实设备实现，其他系统均采用工控机仿真实现；车站3设置有一套车站联锁系统、车站分散自律调度集中控制系统、列车运行控制系统，该站的车站联锁系统由一台工控机来模拟实现双机热备功能，车站自律机和列车运行控制系统分别由一台工控机来仿真实现，中继站设置一套列车运行控制系统，采用工控机仿真实现；车站分散自律调度集中控制系统包括由一台工控机实现软件模拟仿真控制的车务终端与调车员工作站，电务维修机由一台工控机模拟，车务终端每台工作站连接两台显示器，分别显示站场信息与报表信息。所述的现场数据模拟设备子系统均采用工控机模拟控制，车站1室外现场设备由一台工控机模拟控制，车站2系统控制室外现场设备包括一台四线制直流电动转辙机、一架进站信号机、一架出站信号、一架调车信号机，两台四线制直流电动转辙机模拟箱和三台交流转辙机模拟箱，车站3室外现场设备由单独一台工控机模拟控制，区间设备由一台工控机模拟控制，模拟应答器和区间移频轨道电路。所述的车载设备子系统包含制式1/2车载列车自动防护系统一套和制式2/3车载列车自动防护系统两套，制式1/2车载列车自动防护系统由一套应答器传输单元天线带应答器传输单元模块和一台模拟工控机组成，模拟实现制式2的列车运行监控记录装置、客专线路以及普速线路车载设备功能，一套制式2/3车载列车自动防护系统，由一台工控机模拟，来实现高铁线路及客专线路车载列车自动防护系统的功能，另一套制式2/3车载列车自动防护系统列车运行仿真设备，以实现在制式2和制式3区段列车追踪运行的功能。本专利技术的有益效果是：所述的一种铁路信号综合系统实验平台，其将中国列车运行控制系统(CTCS)的三种制式：制式1(CTCS-C0)、制式2(CTCS-C2)和制式3(CTCS-C3)结合起来，采用虚拟仿真与实物相结合的方式，组建一套学习、研究和开发中国列车运行控制系统的综合、专业的平台，具备如下效果：(1)可完成铁路信号专业4门骨干专业课实验教学任务，提供计算机联锁、区间信号自动控制、列车运行自动控制和调度集中控制系统等方面的各种实验项目。(2)信号专业毕业生大部分都选择与联锁、区间、列控、调度集中控制系统相关的工程设计毕业选题，该平台能为毕业设计提供实验平台。由于联锁、区间和列控是涉及行车安全的核心设备，学生实习只能参观，无法实际操作，该平台可提供学学生实际动手操作的实验条件。(3)该实验平台是一个较完整的信号控制系统，所以可以满足室外信号设备、联锁、区间和列控方面的各种实验条件，可为研究生、教师在一些前沿技术方向提供系统科研实践平台。(4)可承担铁路现场信号设备维护工程师及技术人员的培训工作，为培训工作提供良好的教学实验平台，将会带来很大的社会效益。(5)将在各个学校信号专业建设，为各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路信号综合系统实验平台，其特征是包括中心设备子系统、车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统；各子系统间采用局域网来实现各个系统组成部分之间的数据通信，中心设备子系统及其相关设备采用单独的局域网实现数据交互通信，车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统采用一套局域网实现信号各个子系统之间的数据交互通信。

【技术特征摘要】
1.一种铁路信号综合系统实验平台，其特征是包括中心设备子系统、车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统；各子系统间采用局域网来实现各个系统组成部分之间的数据通信，中心设备子系统及其相关设备采用单独的局域网实现数据交互通信，车站地面设备子系统、现场数据模拟设备子系统和车载设备子系统采用一套局域网实现信号各个子系统之间的数据交互通信。2.如权利要求1所述的一种铁路信号综合系统实验平台，其特征在于：所述的中心设备子系统包含铁路调度集中控制系统、无线闭塞中心设备、车地无线通信模块和临时限速服务器，所述的铁路调度集中控制系统包括采用仿真软件实现调度集中控制系统的相关功能连接的数据/应用/通信/服务器、列车调度工作站、综合调度工作站、系统维护工作站、系统培训工作站和值班主任工作站，铁路调度集中控制系统与车站地面设备子系统中的车站分散自律调度集中控制系统组成整个方案的一个整体的调度集中控制系统，具有列车运行计划调整和车站层分散自律功能，车站分散自律调度集中控制系统负责接收并显示中心的调度集中控制系统下达的调度命令，并根据运行图生成的进路命令，通过与联锁的通信接口，实现按照运行图排列列车进路的功能，在中心的调度集中控制系统指挥台上显示线路的运行状态，接收来自中心的调度集中控制系统的临时限速命令，并显示相应的限速区段；实时的显示列车的车次号信息；所述的无线闭塞中心设备设置为两台，无线闭塞中心设备与车地无线通信模块共同由一台工控机来模拟控制，一台无线闭塞中心设备与铁路综合数字移动通信系统结合，无线闭塞中心设备给车站制式3的车载设备提供移动授权，车站制式3的车载设备计算速度列车超速防护系统曲线，经由铁路综合数字移动通信系统的仿真系统传送到车载设备，铁路综合数字移动通信系统由基于802.11的WiFi无线局域网与相应的车地通信模块来仿真代替，另外一台无线闭塞中心设备用来模拟车站制式3线路越区切换功能，具体为根据所在线路的情况自动切换至相对应的控制模式，如列车运行在制式3的区段，车载设备自动切换至制式3控制模式；如运行在制式2区段，车载设备自动切换至制式2控制模式；如运行在制式1区段，车载设备自动切换至制式1控制模式，临时限速服务器系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷文珍，李强，皇甫兰兰，苏琛，张锐，何涛，
申请(专利权)人：兰州安信铁路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62