高速铁路列控系统CTC子系统仿真换线技术研究
客运专线列控中心仿真系统有源应答器报文及临时限速处理模块仿真与研究的开题报告
客运专线列控中心仿真系统有源应答器报文及临时限速处理模块仿真与研究的开题报告摘要随着中国高速铁路的不断发展，客运专线的建设和铁路交通的运营管理成为了一个非常重要的问题。
为了保证铁路的安全和高效运行，列控中心（CTC）的仿真系统和控制模块需要不断地优化和改进。
本文提出了一种基于客运专线列控中心仿真系统的有源应答器报文及临时限速处理模块仿真与研究方法。
本文的主要内容包括研究背景、研究目的、研究方法、主要研究内容、预期成果和研究意义等几个方面。
通过本文的研究与实验，旨在为客运专线的建设和运营管理提供更加有效的支持和指导。
关键词：客运专线，列控中心，仿真系统，有源应答器，临时限速1. 研究背景中国高速铁路的发展已处于全面提升和稳步发展的阶段。
客运专线的建设和铁路交通的运营管理成为了一个重要的问题，需要不断地进行优化和改进。
控制模块和仿真系统是客运专线的主要技术手段之一，需要进一步提高其效率和精度。
2. 研究目的本研究旨在提出一种基于客运专线列控中心仿真系统的有源应答器报文及临时限速处理模块仿真与研究方法。
通过模拟和分析客运专线的运营情况，提高仿真系统和控制模块的准确度和反应速度，优化客运专线的运营管理。
3. 研究方法本研究主要采用仿真和实验的方法。
首先，对客运专线的运营情况进行分析和建模，并组建仿真系统和控制模块。
其次，进行有源应答器报文及临时限速处理模块仿真与研究，通过对系统的调试和测试，提高其准确度和反应速度。
最后，通过实际操作和实验，对系统的性能和效果进行验证和评估。
4. 主要研究内容本研究的主要研究内容包括客运专线运营情况分析与建模、基于仿真系统的有源应答器报文仿真与研究、基于仿真系统的临时限速处理模块仿真与研究等几个方面。
通过这些研究内容，提高仿真系统和控制模块的准确度和反应速度，优化客运专线的运营管理。
5. 预期成果本研究预期的成果包括：(1) 提出了一种基于客运专线列控中心仿真系统的有源应答器报文及临时限速处理模块仿真与研究方法；(2) 通过模拟和分析客运专线的运营情况，提高仿真系统和控制模块的准确度和反应速度；(3) 优化客运专线的运营管理，提高其效率和安全性；(4) 为客运专线的建设和运营管理提供了更加有效的支持和指导。
CTCS-2级列控系统地面设备的仿真与研究
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ＣＴＣＳ一２级列控系统的信号设计是一个复杂过程，需要通过不断的试 验进行完善。目前已施工建成的胶济线，沪昆线２００ｋｍ／ｈ的信号系统设计 都是通过不断的现场跑车来修缮。这样既给铁路运输带来不便，又耗费大 量的人力、物力及巨额的试验费用。仿真作为一门综合性学科已有５０多
了行之有效的手段。目前，我国在列车运行仿真的研究方面已做出不少成
西南交通大学硕士研究生学位论文
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果，根据仿真研究成果，提升了铁路运输的整体运输能力和管理水平。但
在ＣＴＣＳ２方面的仿真研究都只局限于设备测试，而没有建立起一个完全模 拟ＣＴＣＳ２的功能性仿真，本文在此背景下根据胶济线２００ｋｍ／ｈ提速设计过程
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学位论文作者签名：壤名丝
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西南交通大学学位论文创新性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工 作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个
ｐｒｏｄｕｃｅｄ．ＴＩｌｉｓ
ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌ∞ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｓｅｃｔｉｏｎ ｂａｌｉｓｅ ｍｏｄｕｌｅ， ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ ｂａｌｉｓｅ
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ａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｒｏｕｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
CTCS-3级列控系统仿真测试平台—CTC总机仿真子系统的研究的开题报告
CTCS-3级列控系统仿真测试平台—CTC总机仿真子系统的研究的开题报告一、选题背景和意义铁路列控系统是实现铁路自动化的核心技术之一。
CTCS-3级列控系统是中国铁路当前最新的高速铁路列控系统，具有较强的自动化、智能化和安全性能。
仿真测试是铁路列控系统开发、设计、改进和验证的重要手段，可以减少投入成本、提高设备和系统的可靠性、降低风险和便于故障排除。
本文选取CTCS-3级列控系统中的CTC（Centralized Traffic Control）总机仿真子系统，通过对命令、状态、数据流等关键信息进行仿真测试，评估系统的稳定性、性能和安全性，同时提高开发和维护人员的技能和能力，具有重要的理论和应用价值。
二、主要研究内容和目标本文的主要研究内容是基于CTCS-3级列控系统的CTC总机仿真子系统，实现系统数据流、状态信息的可视化、监控和分析，建立基于虚拟运行环境的仿真测试平台，通过对仿真测试数据的分析，评估系统的功能、性能、可靠性和安全性，并实现一定程度的自动化测试和故障诊断。
本文的主要研究目标包括：1. 设计并实现CTC总机仿真子系统，包括仿真控制软件、仿真数据采集和处理模块、仿真界面和数据存储模块等。
2. 建立基于虚拟运行环境的仿真测试平台，模拟不同场景下的操作和运行，收集、处理、分析仿真测试数据，评估系统性能指标。
3. 实现一定程度的自动化测试和故障诊断，通过自动化脚本和算法实现对系统的异常行为和问题的识别、分析和报告。
4. 完成系统的测试、评估和验证，提出改进方案并实现改进。
三、研究方法和技术路线本文采取基于虚拟运行环境和仿真技术实现CTC总机仿真子系统的方法，主要技术路线包括：1. 设计和实现仿真控制软件、仿真数据采集和处理模块、仿真界面和数据存储模块等，完成CTC总机仿真子系统的构建。
2. 建立基于虚拟运行环境的仿真测试平台，包括虚拟列车、虚拟设备和虚拟信号控制系统等，实现不同场景的仿真测试。
高速铁路智能CTC多区段列车运行协同调整方法研究
技术装备高速铁路智能CTC多区段列车运行协同调整方法研究王振东1，赵宏涛1，王心浩2，潘帅3（1.中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，北京100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司北京华铁信息技术有限公司，北京100081；3.北京交通大学交通运输学院，北京100044）摘要：为破解调度集中系统（CTC）在多区段调整方面的技术瓶颈，支撑智能高铁2.0时代多线成网运营的智能化行车调度运用场景，梳理并分析现阶段CTC智能调整方面的研究成果及问题，明确了调度管理边界及CTC系统边界将长期存在的客观性，从模型构建、动态协同联盟定界机制、求解算法等方面对多区段调整方法进行探讨。
立足于CTC系统现状及规划实施的智能化技术路线，从多区段调整业务主体、信息存储、相关信息综合利用技术、动态信道分配等方面，分析CTC承载多区段调整业务的可行性及技术研究路线。
分析研究结果表明：基于智能CTC的多区段列车运行协同调整方法研究具有较强的可行性和紧迫性。
分析过程及相关结论对大范围智能行车调度的深入研究具有参考价值。
关键词：高速铁路；智能CTC；行车调度；协同调整；多区段；调整模型中图分类号：U29-39 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2024）03-0038-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.12.05.0020 引言近年来，国家铁路局、中国国家铁路集团有限公司（简称国铁集团）公布的规划文件，均对智能铁路发展进行了详细论述［1-2］。
作为支撑智能运营的重要技术装备，智能CTC自2017年科研立项以来，经历了京沈高铁综合试验段的技术验收、京张高铁智能CTC1.0的装备运用［3］，当前正按照技术条件明确的第2阶段目标进行功能优化和技术储备，即研发以列车运行自动调整为关键技术特征的智能CTC2.0系统［4-5］。
实现列车运行自动调整是CTC逐步超越“工具型”系统定位，由典型信号系统向运营调度管理业务进行基金项目：国家自然科学基金项目（62203468）；中国铁道科学研究院集团有限公司青年专项基金项目（2023YJ211）第一作者：王振东（1984—），男，副研究员。
CTCS-3级列控系统虚拟仿真与网络安全测试平台的设计与实现
2019年8月第55卷第8期August2019Vol.55No.8铁道通信信号RAILWAY SIGNALLING&COMMUNICATIONCTCS-3级列控系统虚拟仿真与网络安全测试平台的设计与实现刘军李洪赭李赛飞摘要：为了测试验证网络威胁对高速铁路CTCS-3级列控系统功能的影响，设计实现了高速铁路CTCS-3级列控系统虚拟仿真及网络安全测试平台。
该平台采用了软件定义网络、网络功能虚拟化和云计算等技术，并使用主流的网络安全威胁手段对高速铁路CTCS-3级列控仿真系统进行测试验证。
关键词：列控系统；软件定义网络；云计算；虚拟化技术；网络安全Abstract:In order to test and verify the effects of network threats on the CTCS Level-3train control system for high-speed railway,a high-speed railway signal control system and a virtual simulation and network security testing platform are designed and implemented.The SDN,NFV and cloud computing technologies are integrated in the designed platform.Meanwhile,the test platform also uses some popular network security threats to test CTCS Level-3train control simulation system for high-speed railway.Key words:Train control system；SDN；Cloud computing；Virtualization technology;Network securityDOI：10.13879/j.issnl000-745&2019-08.19141目前，我国高速铁路建设的进程不断加快，CTCS-3级列控系统作为高速铁路控车的关键系统之一，其安全性直接影响着行车安全。
基于CTCS-3级列车控制场景下的CTC仿真系统设计分析
其中在RBC系统中，它能够接收到地面信息，以此对列 车的运营方向以及安全性予以把控，以免受传统技术设备的影 响，导致列车面临较高的安全风险。因此，在CTCS-3级列车 中，可借助先进的控制系统实现列车生命周期的安全性评估， 最终凭借系统反馈的信息掌握列车动态。
其二，运行图数据库，在该仿真系统中，还可对列车运行 轨迹予以记录，以便及时将列车的行驶信息告知列车站台，最 终可根据运行图数据达到列车报站的目的，进而制定科学的列 车行驶计划。
其三，调度命令数据库，列车调度是保障列车行驶安全的 重要依托。故而在仿真系统设计阶段需设立完善的调度命令数 据库，促使列车在出现设备故障或线路维修等现象时，能够及 时获取调度命令，保证列车的畅通无阻。
2 基于CTCS-3级列车控制场景下的CTC仿真系统设计要点 2.1 建立数据库子系统 在设计CTC仿真系统时，需要建立对应的数据库子系统，
以便合理存储列车行驶信息。在CTC仿真系统中应当包含下述 三个方面的内容：
其一，用户数据库。由于CTCS-3级列车控制系统常涉及多 个用户对其进行不同的操作步骤，为了避免出现交叉现象，需 设立单独的用户数据库，以便根据不同工种要求与操作权限提 供适合的数据信息。其中应按照规范的用户数据保管形式实现 用户工号等信息的记录。如六位数中，前两位代表工种类别， 中间一位或两位表示权限差别，之后的两位数字可用于实现用 户编号的计取，以便通过数据库中的不同编号信息了解工种特 征[1]。
前言 CTCS-3级列车控制系统结合了CTCS-2级列车控制系统的
我国铁路CTC系统的应用现状研究分析李阳
我国铁路CTC系统的应用现状研究分析李阳发布时间：2021-08-16T01:35:40.786Z 来源：《防护工程》2021年12期作者：李阳[导读] 我国铁路的指挥模式是根据“控制分散、信息集中”的理论实施的，大部分都应用的是车站分散式的体系结构，由于我国铁路每个车站之间是单独设置的连锁，沿线的每一个车站都设有一套CTC设备，同时也配备了应急值班人员和行车值班人员。
中国铁路哈尔滨局集团有限公司哈尔滨站黑龙江哈尔滨 150000摘要：现阶段分散自律的铁路CTC系统在我国的应用较为广泛，其大幅度的提升了我国铁路运输速度，但是受到我过铁路条件和调度管理历史遗留问题等影响，其在技术保障、管理模式和建设模式方面存在一定的问题，针对这一现状，相关专家和学者应当对存在问题的根本原因进行深入分析，不断完善，才能实现提升运输效率，降低运营成本的目的。
关键词：铁路；CTC系统；应用本文针对CTC 系统运行过程中存在的问题进行深入的分析，随后在结合实际问题基础上采用了针对性的有效措施，希望促进国内的铁路行业得到更进一步的发展。
一、铁路CTC系统在我国的应用现状1.成本较高我国铁路的指挥模式是根据“控制分散、信息集中”的理论实施的，大部分都应用的是车站分散式的体系结构，由于我国铁路每个车站之间是单独设置的连锁，沿线的每一个车站都设有一套CTC设备，同时也配备了应急值班人员和行车值班人员。
如此，入股某条铁路沿线共有车站10个，那么该铁路沿线就必须配备10套连锁、10套CTC设备和应急值班人员、行车值班人员，设备投资和人员配置较大，进而导致运营成本增加，降低了经济效益。
2.调度集中控制功能有待完善我国现阶段的既有线CTC调度集中控制功能还存在一定的问题，可以将其概括为以下几点：（1）由于调车作业较多，因此不能缺少车站值班人员，因此不利于实现减员增效；（2）目前只有车站的值班人员将作业单输入以后才能够进路，且存在调车作业在进路排列有交叉执行，自动化程度较低；（3）技术不足和配套设备不足等问题导致部分已经开通CTC系统，但是只应用了系统中的部分功能，资源浪费。
面向高速铁路的列车控制系统仿真分析研究
面向高速铁路的列车控制系统仿真分析研究近年来，高速铁路的发展速度非常迅猛，使得铁路运输的效率和速度得到了很大的提升。
高速铁路采用的是全新的技术与设备，其中列车控制系统是实现高速和安全的关键技术之一。
而列车控制系统仿真分析研究，正是保证列车行驶安全、稳定性和高效性的有效手段之一。
本文将介绍面向高速铁路的列车控制系统仿真分析研究的基本概念、研究方法和应用。
一、面向高速铁路的列车控制系统仿真概述在高速铁路中，列车控制系统是一种通过电子技术来控制列车行驶的系统。
列车控制系统包括多个子系统，如信号系统、接口系统、安全系统、速度控制系统、制动系统等。
这些子系统相互协调，共同保证列车行驶的安全性和高效性。
列车控制系统仿真分析研究是通过计算机技术建立模型来模拟列车控制系统的各个子系统之间的互动关系和性能，判断和评估列车控制系统的性能指标，如信号传输、速度匹配、控制时间、应急制动等。
通过仿真结果，可以提出改进方案和优化控制系统，进一步提高列车的行驶安全性和高效性。
二、面向高速铁路的列车控制系统仿真方法分析在列车控制系统的仿真分析研究中，常用的方法包括系统动力学仿真方法、仿真平台法、电子计算机仿真技术、混合系统仿真技术等。
1、系统动力学仿真方法系统动力学仿真方法是运用系统动力学原理建立数学模型，由计算机对模型进行仿真运算，模拟系统的动力学特性和行为，分析列车运行中发生的变化和影响。
系统动力学仿真方法不仅能分析系统的静态稳定性和动态特性，还能揭示系统中隐含的非线性规律和拓扑结构等。
但是系统动力学仿真方法通常需要建立复杂的数学模型，计算量较大，需要高超的数学和计算机技术，因此适应性较差。
2、仿真平台法仿真平台法是利用仿真平台搭建仿真模型，对列车控制系统进行仿真试验的方法。
仿真平台法主要由仿真软件和仿真硬件两部分构成，能够模拟列车控制系统的各部分设备和互动关系。
仿真平台法的优点是能够全面、真实地模拟列车控制系统的各个子系统的行为，取得丰富的仿真数据，对控制系统的性能评估有较高的精度。
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２ １ 年 ９月 ０１ 第４ ７卷 第 ９期
铁 道 通 信 信 号
ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｉ Ｓ ＧＮＡＬＬＩ ＮＧ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡｒ１ Ｉ ０Ｎ Ｔ
Ｓ ｐｅ ｂ ｒ２ ｅ ｔｍ ｅ ０１ ｌ
Ｖｏ． Ｎｏ ９ １４７ ．
高速 铁 路 列控 系 统 Ｃ Ｃ子系 统仿 真换 线技 术 研 究 Ｔ
目前 ，国 内针对 高 速铁路列 车运 行控制 系统仿
高 速 铁 路 列 车 运 行 控 制 系 统 仿 真平 台是 基 于 ＨＬ ／ Ｔ 底层 通 信 搭 建 的 ，各 设 备 模 块 均 能 很 好 Ａ ＲＩ
地 实现其 仿真 功 能 ，是一 个 功 能 完善 的软 件 系统 。
真 已经 进行 了较多 的研究 ，但 多数是 针对具体 线路
证 ， 实验 结果表 明 ，应 用 Ｃ Ｃ代 理 器能够 快速地 实现 Ｃ Ｃ子 系统 自动 换 线 ，以提 高平 台的 重复 Ｔ Ｔ
可用性 。
关键 词 ：高速铁路 列 车运行控 制 系统 ；仿 真平 台 ； 自动 换 线技 术 ；Ｃ Ｃ代理 器 Ｔ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ： Ｔｈ ｅ ｅ ａ ｔｕ ｔ ｒ ｆｓｍｕｌｔｏ ｌ ｔ ｒ ｆ ｒｔ ｅ ｈ ｇ ｐ ｅ ｒｉ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｈ ｅ ｓｒ ｃ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌｓｒ ｃｕ ｅ ｏ ｉ ａｉｎ ｐ ａｆ ｍ ｏ ｈ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｔａｎ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅ Ｂ — ｏ ｃ ｓｉｙ ｏ ｕ ｏ ｔｃ ｌ ｈ ｎ ｉ ｏ ｔ ｓｉ ｈｅｍ ｕ ｔ－ｉｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｗｅ ｅ ａ ｌｚ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ Ｓ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓｔ ｆａ ｔｍａ ｉａ ｌ ｃ ａ ｇｎｇｒ ｕ ｅ ｎ ｔ ｌ ｌ ｉ ｌ ｔ ｒ ｎａｙ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｐ ｃｆ — ｙ ｉ ｎ ｏ ｉ
ｂ ｓａ ｌｓ ｅ ｏ ｈ ｕ ｓ ｓｅ ｏ ｅ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｆ ｒｔｅ ｓ ｂ—ｙ ｔ ｍ ｆＣＴＣ ｔ ｅ ｌｚ ｕ ｏ ｔｃ ｃ ａ ｇ ｏ ｅ ｏ ｔ ｓ ｏ ｒ ａｉｅａ ｔｍａｉ ｈ ｎ ｅ ｖ ｒｒ ｕ ｅ ．Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ
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中 国高速铁 路正处 于快 速发展 的 阶段 ，确保 列 车 的运 行安 全 、满足运 输效率 ，搭 建高速 铁路列 控
系统仿 真平 台 ，已经成 为高速铁 路列 控 系统试验 和
测试 的必要环 节 。
具有 较高 的重复可 概 述
１ １ 仿真 平 台系统 结构 ．
ｗ ｙａ ｄｔｅＢ ｉｎ － Ｓ ａ ｇａ Ｒ ｉ ａ ．Ｔ ｓ ｒｓｌ ｈｗ ａ Ｃ Ｃ ｐｏｙｍ ｄ ｌ ａ ｅｅｔ ｌ ｈｄ ａ ｎ ｅ ｉｇ ｈ ｎｈ ｉ ａ ｗ ｙ ｅｔ ｅｕｔ ｓｏ ｓｔ ｔ Ｔ ｒｘ ｏ ｕｅ ｃｎ ｂ ｓ ｂｉ ｅ ｈ ｊ ｌ ｓ ｈ ｓ ａ ｓ
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贾庆东 王
摘
剑
祝 陶美 上官伟 ”
要 ：探 讨 了高速铁 路 列控 系统仿真 平 台的整体 结构和进 行 多线路仿 真 自动换 线的必要 性 ；针
对 Ｃ Ｃ子 系统 多线路仿 真和 自动换 线技 术 进行 深入研 究 ，提 出采 用代 理 的 思 想 以实现 Ｃ Ｃ子 系 Ｔ Ｔ
统在 仿真 平 台 中 自动换 线 的方 法。在 此基 础上 ，采 用武广和 京 沪线路 数 据对该 方 法进 行 了仿 真验
对 象 的 ，不能 实现 多线路 切换仿 真 ，不 具备重 复 可 用 性 ；有些虽 可 以实现 多线路仿 真但 也无法 实现 自 动切换 ，必须 借助人 工辅 助实现 ，不 能保证 时间 同
ｍ ｕ ｔ ｒ ｕｅ ｓｍ ｕａ ｉｎ ａ ｄ ａ ｔｍ ａｉ ｈ ｎ ｅ ｖ ｒｒ ｕ ｅ ． Ｉ ｉ ｔｆ ｒ ｒ ｈ ｔＣＴＣ ｐ ｏ ｙ ｍｏ ｕ ｅ ａ ｌ ｉ— ｏ ｔ ｉ ｌｔｏ ｎ ｕ ｏ ｔｃ ｃ ａ ｇ ｏ ｅ ｏ ｔ ｓ ｔ ｓ ｐｕ ｏ ｗａ ｄ ｔａ ｒ ｘ ｄ ｌｓ ｃ ｎ