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1、精品学习资源磁悬浮列车运行掌握系统仿真环境讨论摘 要： 本文对磁悬浮列车运行掌握系统仿真环境进行了讨论，在此基础上，设计软硬件实现了磁悬浮列车运行掌握系统的仿真测试平台，为进一步开展磁悬浮列车运行掌握系统的讨论奠定了基础；关键词： 磁悬浮列车运行掌握系统环境仿真客运交通进展的历史是一个运行速度不断提高的历史2 ，每一种新型交通工具的显现都相伴着速度的显著提高；随着我国国民经济的连续、快速进展，迫切需要建设和进展与高速客运相适应的、可连续发展的地面高速客运交通体系；高速磁悬浮列车是当今惟一能达到500km/h 运营速度的地面交通工具；作为一种安全、快速、舒服、环保的交通工具，磁悬浮列车将得到不断
2、的进展和普及，我国的磁浮交通事业也将进入一个前所未有的进展阶段；磁浮交通系统包括线路、道岔系统，列车掌握系统，供电、驱动系统和运行掌握系统四个部分；其中运行掌握系统是整个磁浮交通系统的“大脑”，它涉及检测、有线和无 线通信、数据处理、自动掌握等各种高新技术；运行掌握系统通过运算机掌握、运算机网络、通信及信息 处理等先进技术与磁浮交通系统的车辆、安全防护、自动运行及调度治理等任务相连，完成对列车运行的 掌握、安全防护、自动运行及调度治理等任务3 ；运行掌握系统在整个磁浮交通系统中对列车运行进行自动掌握与安全防护起核心作用；磁悬浮列车运行掌握系统OCS是一个安全性要求很高的系统，其安全牢靠性直接关
3、系到磁浮列车的安全稳固运行；为了使磁悬浮列车运行掌握系统达到相关的安全性标准，对其进行安全性测试是非常必要的；要进行安全性测试，就必需要有一个仿真环境对运行掌握系统的实际运行条件进行模拟；仿真环境要求尽可能地反映真实情形，依据真实环境可能显现的各种故障进行模拟；目前，我国在 OCS安全性测试方面所做的工作仍比较少；笔者依据国内对OCS的讨论现状对运行掌握系统的环境仿真绽开讨论，并构建了OCS的仿真环境，为OCS的安全性测试供应了软硬平台；1 OCS外部环境分析 1.1 OCS外部环境功能描述OCS由中心掌握子系统、分区掌握子系统和车载掌握子系统三层结构组成；运行掌握系统的外部环境包括道岔测控系
4、统、分区牵引掌握系统、分区牵引供电系统和列车悬浮导向及定位系统； OCS及外部环境结构如图1 所示；道岔测控系统主要用于掌握道岔的位置，通过接收分区掌握子系统的掌握命令来移动并锁闭道岔，并把采集到的道岔位置信息传送给分区掌握子系统；牵引掌握系统依据分区掌握子系统发出的掌握命令和设定值完全自动运行，主要用于列车牵引的开、闭环掌握和状态的监控；牵引供电系统为磁悬浮列车的运行欢迎下载精品学习资源供应动力，它通过大功率变流系统对输出的电压和电流进行调剂，从而实现对磁悬浮列车牵引力的有效控制；列车悬浮导向及定位系统主要实现列车的悬浮、定位以及车辆横向稳固掌握并跟踪导轨；1.2 OCS外部接口分析由图 1
5、 可以看出，运行掌握系统与道岔测控系统、牵引掌握系统、牵引供电系统、列车悬浮导向及定位系统都有接口上的连接；OCS与道岔测控系统的接口 如图 1 中所示）包括串行接口和数字接口；在上海磁浮示范线中，串行接口用于传送道岔掌握命令及位置信息；数字接口用于启动、关闭道岔测控系统的供电；OCS与牵引掌握系统的接口 如图 1 中所示）为以太网接口；在上海磁浮示范线中，通过此接口向牵引供电掌握系统传送列车运行的速度曲线数据和参数，从而实现对列车运行的掌握； OCS与牵引供电系统的接口 如图 1 中所示）为数字接口；在上海磁浮示范线中，此数字接口用于对牵引供电系统的切断和切断命令执行后电流的回读；OCS与列
6、车悬浮导向及定位系统的接口如图 1 中所示）包括串行接口和数字接口；在上海磁浮示范线中，通过此串行接口传送列车定位信息及运行显示信息；数字接口用于对列车的浮起/ 放下、开启涡流制动、开关车门等；2 OCS仿真环境的设计与实现 2.1 OCS仿真环境的建立通过对 OCS外部环境及外部接口的分析可知，环境仿真机可以分别实现对牵引供电系统、道岔系统、列车掌握系统的模拟，外部接口也不外乎以太网、串行口和数字接口三种情况；另外，从磁浮列车运行的安全性方面考虑，以太网和串行通路采纳双路冗余方式，数字信号采纳动态输入输出方式；由此，可以建立如图2 所示的 OCS的仿真环境，分区掌握运算机与牵引供电系统环境仿
7、真机之间有数字信号输 入输出通路；分区道岔模块DSM与道岔系统环境仿真机之间有两条冗余RS232 串行通路和数字信号输入输出通路；车载安全运算机 牵引供电系统环境仿真机中的软件结构依据故障 - 安全的原就，当车地之间的通信中断，列车的速度超过最大答应速度或低于最小答应速度时，必需对牵引供电系统进行安全牵引切断；分区牵引切断的动作通过电子切断和电气切断来实现；DPS向牵引供电系统环境仿真机发送一个电子切断信号，环境仿真机执行切断命令并回读电流值给 DPS；假如回读的电流值超过了限定值，就引发电气切断；安全牵引切断大事的软件结构流程如图 3 所示；2 列车掌握系统环境仿真机中的软件结构列车掌握系统
8、环境仿真机主要接收来自VSC的掌握命令并执行相应的操作；环境仿真机每执行一个掌握命令就对应着一个功能模块，主要包括列车的启动及停止、紧急停车治理、转变运行模式、列车悬浮、帮助掌握面板、涡流制动、监督车辆掌握装置、车门监督等；本文仅给出了环境仿真机中的列车悬浮功能模块结构流程图；列车的悬浮必需满意三个条件：有足够的安全定位信息，没有紧急停车信号和分区掌握子系统工作正常；列车悬浮功能模块的结构流程如图4 所示；欢迎下载精品学习资源3 道岔系统环境仿真机中的软件结构道岔系统环境仿真机收到DSM的道岔移动命令后开头移动道岔并将执行后的结果发送给DSM；道岔移动大事的软件结构流程如图5 所示；3 结 论
9、本文分析了 OCS的外部环境及外部接口，包括以太网接口、串行接口和数字接口三种模式；基于上述分析，建立了磁悬浮列车运行掌握系统的仿真环境，给出了磁悬浮列车运行掌握系统仿真环境的硬件结构和软件处理流程；系统采纳一般的PC机作为环境仿真机，通过通信链路的双路冗余方式以及数欢迎下载精品学习资源字信号的动态输入输出方式提高磁悬浮列车运行的安全性，并得出以下结论：1 以太网和串行通信本身不具备安全性，应用到运行掌握系统中必需实行特别的安全措施以保证数据传输的安全；本实现方案实行了增加冗余通道和对报文进行安全处理等方法来保证磁悬浮列车运行掌握系统通信链路的安全性；2 采纳动态的输入输出信号，防止电子器件发
10、生故障时导致的固定的“0”或“ 1”输出对系统安全性的影响，保证了信号传输和系统掌握的安全性；3 仿真环境中牵引供电系统环境仿真机、道岔系统环境仿真机和列车掌握系统环境仿真机的硬件可采纳一般的PC机来实现，其接口满意环境仿真的需要； 4 各环境仿真机的软件结构设置应尽量反映真实环境的情形；在设计中综合考虑了系统的安全处理，采取相应的安全措施，使得整个系统满意高安全性的要求；参考文献 1吴祥明 . 磁浮列车 . 上海：上海科学技术出版社， 20032潘嘹亮 . 运行掌握系统技术构成分析. 磁浮交通， 2004；113Yan L G.Development of the Maglev Transportation inChina In：Maglev 2004 Proceedings， 20044Zhai W M.Dynamic Simulation of the EMS Maglev Vehicle-Guideway-Controller CouplingSystem.In ：Maglev 2004Proceedings，20045Otto W.System Safety Verification of the Shanghai MaglevLine.In：Maglev 2004 Proceedings， 2004欢迎下载