一种基于云平台的WebCBTC仿真系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于云平台的WebCBTC仿真系统。该系统包括：前端Web模块、WebSocket接口模块和后端联锁模块，前端Web模块通过WebSocket接口与后端联锁模块连接；前端Web模块，用于读取服务器数据库中的站场信息，根据站场信息利用SVG绘制站场图和运行图，将站场图和运行图通过WebSocket接口发送给后端联锁模块；WebSocket接口，用于为前端和后端的数据交换提供通信格式转换；后端联锁模块，用于为每个用户提供独立的、完整的联锁关系服务。本发明专利技术在云平台上部署CBTC仿真系统，将联锁子系统部署到云端服务器，采用动态多线程调度技术，建立多个并发的联锁线程，在系统安装、调试、维护、更新、升级全周期过程中，都可以在云平台上完成，有效地提高了工作效率，降低了系统维护成本。统维护成本。统维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云平台的WebCBTC仿真系统


[0001]本专利技术涉及列车自动控制
，尤其涉及一种基于云平台的WebCBTC仿真系统。

技术介绍

[0002]CBTC(基于通信的列车自动控制系统，Communication Based Train Control System)仿真系统通过仿真技术模拟实际CBTC系统的显示界面、操作流程、控制逻辑等，仿真模拟的部件包括：信号机、道岔、计轴、应答器、AP(Access Point，无线通信接入点)等轨旁设备，车站LATS、ZC(Zone Controller，区域控制器)、车站联锁CI等车站级设备，中央控制中心设备CATS，DCS骨干通信网，车载控制器CC等，主要用于轨道交通相关专业教育教学、轨道交通相关企业培训考核、轨道交通相关高校实验实训等。
[0003]CBTC仿真系统以计算机虚拟仿真为主要技术手段，采用计算机控制技术、总线技术和网络技术，完全模拟ATS(Automatic Train Supervision，列车自动监控系统)操作终端的显示界面与操作方法，做到与现场一致，达到兼顾教学、培训、操作和考核的目的。
[0004]通过站场图界面形象生动直观地展示轨道交通列车的运行控制全过程，实现列车自动监视、列车自动防护和列车自动运行等功能演示，演绎多种列车运行模式以及模式之间的切换，并能与仿真信号设备连接。通过虚拟仿真技术，模拟调度控制中心和车站控制中心，实现列车运行的实时显示、区段占用情况、车次创建及跟踪、列车按计划自动或人工排列进路、行车计划与调度命令等功能，模拟演示信号故障，演绎行车规则。
[0005]CBTC仿真系统配有：调度中心ATS系统、车站级ATS系统、计算机联锁CI子系统、区域控制ZC子系统、ATP仿真子系统、ATO仿真子系统和教师机子系统等。
[0006]调度中心ATS系统，能够显示任何一个车站的列车运行与控制过程，并通过DCS网路控制各个下级车站。调度中心能完成自动办理进路、运行图调整、时刻表调整、车次追踪、时刻表的编制及运行图绘制等功能。
[0007]车站级ATS系统，能够实时采集轨旁设备状态，并通过无线系统接收车载ATP提供的列车位置状态进行列车运行状态以及信号设备等控制，并监督列车的运行状态；根据联锁表、计划运行图及列车实时位置，生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分；识别跟踪列车；能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，给出设备故障报警及故障源提示。
[0008]教师机系统能够对学生机系统下达行车调度命令并进行实时控制和设置各种信号设备故障，实时监控任一学生机的操作过程。同时，能够记录、复示和回放学生机的操作过程。
[0009]计算机联锁CI系统将控制范围内的信号机、列车占用检测装置及道岔等信号设备构成一种既相互联系又相互制约的关系，主要通过进路空着列车的运行。CI与ATS系统和区域控制ZC配合，实现对列车的安全控制。
[0010]CI是由具有层次结构的故障
‑
安全系统，可分为人机交互层、安全运算层和执行表
示层。人机交互层由操作显示设备和系统诊断维护设备组成，对各种操作进行处理，形成有响应的操作命令，并在屏幕上给出相应的显示，以便使操作人员确认自己的操作；完成接受区域联锁ZC系统的命令和数据；实时显示站场上的有关信息，使操作人员随时监督现场设备的运行情况；对信号设备的故障状态，及时地给出特殊显示，以便迅速、准确地定位和排除故障。安全运算层是系统的核心，是联锁逻辑运算的中心，完成进路控制中道岔控制、检查选排一致、锁闭进路、开放信号、进路解锁(进路正常解锁、进路非正常解锁)、进路引导等功能。执行表示层由采集驱动设备组成，根据联锁的逻辑产生的控制命令完成对道岔和信号机的控制，同时采集道岔、信号和计轴设备的状态信息，为联锁运算提供数据支持。CI系统通过人机界面接到ATS系统的操作命令后进行逻辑判断，然后在将指令传送给ZC系统控制相应的设备进行操作。
[0011]区域控制器ZC接收其控制范围内所有列车车载控制器(CC)发出的即时位置信息和ATS发出的临时限速(TSR)指令，并结合线路数据库进行移动授权计算，将计算结果发送给车载控制器CC，ZC是列车超速防护子系统ATP的核心组成部分，也是CBTC系统实现联锁控制、完成移动授权的核心部分。
[0012]现有技术的一种方案描述了一种CBTC仿真系统，该CBTC仿真系统具有很高的实用性，通过ATS功能测试，能提高ATS的稳定性，减少ATS现场调试的时间，也为CBTC列车自动控制系统的国产化提供思路。同时，可作为培训行车调度员的软件及测试行车计划员编制运行图的可行性。
[0013]现有技术的另一种方案采用虚实结合方式研发了一种由车载培训系统、轨旁控制培训系统和ATS调度培训系统组成的CBTC仿真教学系统，不但实现真实CBTC系统的所有功能，且通过线路行车仿真系统和场景数据服务器，可模拟各种正线列车行驶环境。
[0014]现有技术的另一种方案提供了一种CBTC信号系统仿真测试平台，包括：信号总线；以及通过信号总线互相连接的仿真车载及仿真车辆系统、仿真车站、仿真轨旁系统、三维视景系统和测试平台管理系统。可以对包含车辆、调度及信号系统在内的整体解决方案进行验证和演示；可以在室内对信号系统进行功能和性能测试，还可以在室内进行各种现场无法模拟的故障注入条件，丰富测试手段，提高系统的安全性；能够通过多车条件下的仿真验证，深入探索线路运营能力分析方法，可为信号设备的布置提供参考。
[0015]上述现有技术的CBTC仿真系统的缺点包括：采用C/S的软件架构，需要在客户端设备上安装专用客户端软件，软件维护、更新、升级比较麻烦。每次软件维护都需要在每个客户端重新安装，适合于线下局域网内在实验室内使用。
[0016]需要设置主控制中心模块与云中心模块连接，主控中心模块列车管理方案发送至所述云中心模块，云中心将云服务方案反馈至地面模块及主控制中心模块，利用的只是云中心的计算功能，不能实现多用户同时登录和多联锁独立运行的仿真培训功能。

技术实现思路

[0017]本专利技术的实施例提供了一种基于云平台的WebCBTC仿真系统，以实现有效地通过仿真技术模拟实际CBTC系统。
[0018]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。
[0019]一种基于云平台的WebCBTC仿真系统，包括：前端Web模块、WebSocket接口模块和
后端联锁模块，前端Web模块通过WebSocket接口与后端联锁模块连接；
[0020]所述的前端Web模块，用于读取服务器数据库中的站场信息，根据站场信息利用SVG绘制站场图和运行图，将站场图和运行图的操作信息通过WebSocket接口发送给后端联锁模块；
[0021]所述的WebSocket接口，用于为前端和后端的数据交换提供通信格式转换；
[0022]所述的后端联锁模块，用于为每个用户提供独立的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云平台的WebCBTC仿真系统，其特征在于，包括：前端Web模块、WebSocket接口模块和后端联锁模块，前端Web模块通过WebSocket接口与后端联锁模块连接；所述的前端Web模块，用于读取服务器数据库中的站场信息，根据站场信息利用SVG绘制站场图和运行图，将站场图和运行图的操作信息通过WebSocket接口发送给后端联锁模块；所述的WebSocket接口，用于为前端和后端的数据交换提供通信格式转换；所述的后端联锁模块，用于为每个用户提供独立的、完整的联锁关系服务。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前端Web模块包括：WebATS模块和运行图模块；所述WebATS模块，用于读取服务器数据库站场信息，利用SVG绘制站场图，在Web端实现中心CATS和车站LATS的所有功能，包括：轨旁设备仿真模块和故障仿真模块，仿真的轨旁设备包括：道岔、信号机、计轴、应答器、站台屏蔽门和紧急停车按钮，仿真的故障包括：信号机故障、道岔故障、计轴故障和站台屏蔽门故障；所述运行图模块，用于在浏览器上以SVG矢量图形式绘制列车运行图曲线，为WebATS提供操作规划，并提供与运行图数据同步的时刻表功能。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后端联锁模块部署在服务器上，包括：单个车站的联锁CI和区域联锁ZC；所述单个车站的联锁CI，用于采用基于平均时间的线程动态调度策略，解决请求堆积及线程池大小动态配置问题。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄赞武，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：