CN112164272A - 一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***和模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***和模拟方法，涉及轨道交通模拟仿真技术领域，包括联锁子***模块、平交路口信号控制子***模块、车辆子***模块、车辆段联锁子***模块和模拟培训模块；信号仿真模拟***采用安全的通信协议与有轨电车信号***进行数据交互，是一种配合信号***研发、测试以及模拟各种行车业务场景，为列车运行提供运营指挥和安全防护、支持实现现代有轨电车信号***的仿真模拟***和模拟方法。

Description

一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***和模拟方法

技术领域

本发明涉及轨道交通模拟仿真技术领域，确切地说涉及一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***和模拟方法。

背景技术

现代有轨电车作为新一代绿色可持续发展的交通工具，其运能介于城市公共汽车和地铁之间，建设成本和难度低于地铁、且能与公共交通共享路权，已经逐渐成为改善城市交通压力的有效途径，而且也非常适合承担我国中小型城市的骨干公交或大型城市周边的郊区接驳功能，我国很多城市已经在逐渐建设现代有轨电车项目。

有轨电车信号***是保证有轨电车安全、准点行车的重要基础，因此，支持实现有轨电车信号***的仿真模拟***作为信号***的重要组成部分，是配合信号***研发、测试以及各种场景模拟的基础和关键，实现有轨电车行车业务需求，进而为列车运行提供运营指挥和安全防护。而目前绝大多数针对有轨电车信号***的仿真测试仅基于交通流仿真软件中的有轨电车模块。

比如现有技术中，公开号为CN209607149U，公开时间为2019年11月8日，名称为“一种基于混合路权的有轨电车通讯信号及控制***”的中国实用新型专利文献，公开了一种基于混合路权的有轨电车通讯信号及控制***，其主要包括以下内容：（1）概括了此***包括的各个子***和布设的车站范围；（2）在平交路口实现了一体化管理的通讯信号***，能考虑有轨电车的优先通行；（3）此***能协同相邻城市道路道口协调红绿灯动作，可减少有轨电车优先通行对城市道路交通的影响。

再如现有技术中，公开号为CN109191835A，公开时间为2019年1月11日，名称为“一种有轨电车运行的控制方法和***”的中国发明专利文献，公开了一种有轨电车运行的控制方法和***，其主要步骤包括以下内容：（1）首先获取基本参数，其中包括有轨电车经过的交叉口个数、某个交叉口有轨电车载客人数及平均载客人数等数据；（2）根据基本参数计算决策变量；（3）应用决策变量，设计有轨电车沿线信号灯的布设位置，进而提高有轨电车全线通过的效率和提升服务水平。

但是这些现有技术中，交通流仿真软件不能集成的模拟轨旁的各个子***，不能把有轨电车项目的联锁子***、平交路口信号控制子***、车辆子***、车辆段联锁子***集成在一起完成整个线路控制中心信号***的测试和迭代研发，故对于有轨电车产品的研发和发展产生很大的消极影响。

基于此，搭建完善的有轨电车信号***的仿真测试平台，模拟实现联锁子***、平交路口信号控制子***、车辆子***、车辆段联锁子***的仿真功能，实现有轨电车的业务需求就尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足、克服现有技术的缺点，提供一种配合信号***研发、测试以及模拟各种行车业务场景，为列车运行提供运营指挥和安全防护、支持实现现代有轨电车信号***的仿真模拟***和模拟方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***，其特征在于：包括联锁子***模块、平交路口信号控制子***模块、车辆子***模块、车辆段联锁子***模块和模拟培训模块；信号仿真模拟***采用安全的通信协议与有轨电车信号***进行数据交互；

所述联锁子***模块用于仿真模拟联锁逻辑，有轨电车信号***根据当前的行车计划下发对联锁设备的控制命令，所述联锁子***模块根据控制命令对相应设备状态进行检查并在其联锁码位模拟界面模拟改变单个或多个联锁设备的码位，并将该码位的变化数据发送给有轨电车信号***以模拟各个联锁设备的操作。在不运行列车的情况下，联锁子***模块也可以在联锁码位模拟界面手动改变单个或多个联锁设备的码位，并把变化数据发送给有轨电车信号***。有轨电车信号***中的联锁设备码位表和仿真模拟***中的码位表是一样的，在仿真模拟***中改变设备的码位后，把变化数据发给信号***，则信号***就检查到该设备的状态变化了，码位表包含了整个项目所有的设备码位，例如设备的故障注入、永久进路办理等操作；所述联锁子***模块在发送联锁设备状态信息的同时接受有轨电车信号***的控制命令，模拟轨旁联锁设备的操作，触发联锁逻辑，改变相应的联锁设备状态，为模拟列车的安全运行准备条件；例如监视管理次级检测设备的状态信息、道岔设备的位置信息和进路的状态信息等。

所述平交路口信号控制子***模块用于模拟路口信号机和路口控制***，平交路口信号控制子***模块按照设定的时间间隔N接收有轨电车信号***发送的控制命令，按照控制命令模拟路口信号机的状态以及发送优先通过请求命令给路口控制***，路口控制***处理后改变路口信号机的指示灯，有轨电车按此优先通行，平交路口信号控制子***模块按固定周期将其模拟的所有平交路口信号机的状态及路口控制***的相关状态以码表形式一次性发送给有轨电车信号***，码表中的每一位均代表某个信号机的某种状态或***的某种状态。

所述车辆子***模块用于模拟行车逻辑，车辆子***模块根据列车当前允许速度、按照设定的时间间隔D更新列车的位置信息，模拟列车的精准定位和模糊定位，并把列车位置信息发送给有轨电车信号***来更新有轨电车信号***中调度工作站的列车位置，调度工作站是信号***其中的一个软件模块，显示站场图，显示运行的列车，且可以对联锁设备进行操作，模拟***模拟加车、计算列车位置、列车运行信息等，再把这些信息发送给信号***的调度工作站软件，此软件来显示车的具***置和运行状态；本方案的仿真模拟***是模拟与行车有关的逻辑，能同时支持200辆列车运行状态的监视管理、行车控制以及车辆实时位置信息的获取，并采用最短路径算法进行速度信息的计算进而发送给信号***，而且可以模拟正线加车的操作，车辆子***模块在模拟加车界面可以在停车服务区（车站）模拟增加多辆列车，信号***根据设置的运行模式，如计划模式，给列车赋予相应的服务号，列车就会按此服务包含的计划信息运行，模拟***计算并更新列车的位置，速度等信息再反馈给信号***，然后在调度工作站上更新列车位置，模拟列车的运行场景。

所述车辆段联锁子***模块用于对车辆段联锁设备进行监视管理，车辆段联锁子***模块以固定的周期时间把所有监视的联锁设备状态以码位表的形式发送给有轨电车信号***，有轨电车信号***根据码位表做出逻辑计算和判断并形成正确的行车控制指令；也可以供相关的运维人员查看联锁设备状态并进行维护；

所述模拟培训模块可以协助调度人员更加深入的了解有轨电车产品和行车相关的业务知识及操作流程，使调度人员和计划人员在操作真实在线的有轨电车***之前进行演练，掌握信号和城市轨道交通知识，提高自身的业务水平，提升突发状况下的应急故障处理能力。

所述联锁子***模块在接收到有轨电车信号***发送的进路办理请求后，轮询逐次检查次级检测设备和道岔的状态并结合车辆实时的位置信息判断是否满足建立前进进路的条件，若当前条件不满足，则轮询等待，直到满足进路办理的条件，再次办理进路，列车继续运行。

除此之外，所述联锁子***模块还能模拟道岔操作，包括定位、反位操作和锁闭、解锁等操作；模拟信号机的允许和限制状态以及不同开放方向的显示；模拟区段故障和恢复操作；远程计轴复位操作等。

所述车辆子***模块，当更新到列车到达一个停车服务区域时，会收到有轨电车信号***的行车控制命令，并检查列车下一个停车服务区与控制指令中的下一停车服务区是否一致，如果不一致则生成下一站台跳停信息，并在列车到达下一个停车服务区时处理这一站台的跳停信息。

所述处理这一站台的跳停信息，是指在调度工作站上设置列车跳停操作或列车扣车操作后，当所述车辆子***模块接收到行车控制命令后，进过匹配的逻辑计算并更新缓存中列车对象的数据信息，进而反馈给有轨电车信号***，完成此控制命令的执行。

所述平交路口信号控制子***模块按1秒的固定周期接受信号***发送的控制命令，如有轨电车优先通过平交路口的请求命令；所述平交路口信号控制子***模块并按固定周期将所有平交路口信号机的状态及路口控制***的相关状态以码表形式一次性发送给信号***，每一位代表某个信号机的某种状态或***的某种状态。

具体的，所述车辆子***配置数据包括模拟车辆控制单元通信节点的地址和端口号。

所述平交路口信号控制子***配置数据包括正线所有平交路口通信节点的地址和端口号。

所述车辆段联锁子***配置数据包括正线车辆段和停车场联锁设备通信节点的地址和端口号。

联锁子***模块将模拟的车站分成若干个联锁集中站，每一个联锁集中站包括若干个车站，联锁设备的数据配置是按联锁集中站进行配置的，而并不是按车站配置的，所述联锁集中站配置数据包括正线联锁集中站通信节点的地址和端口号，***数据加载就按联锁集中站把所有联锁设备数据加载到模拟***缓存中。

对应上述***，本发明还提供了一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始化步骤，将仿真模拟***配置数据初始化，将准备模拟的实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***中联锁设备的配置数据读入***，并初始化为仿真模拟***中对应的各个联锁设备数据对象；将实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***中联锁设备的包含连接关系数据配置为仿真模拟***内联锁设备的包含连接关系对象；实际的有轨电车项目可以是即将要开通的项目路线，开通前通过这个***进行模拟，每个不同项目的***数据是不一样的，包括具体的设备也有差异，但是模拟***是可以通用的。联锁设备数据是真实项目的数据，包含连接关系也是真实的，将真实的数据和连接关系对应在***中进行实现，这样就能确定实际项目信号***的正确性了。

其中，所述包含连接关系包括进路的入口信号机和道岔、进路的长度、道岔在进路的位置等数据的包含关系，其中，道岔又包括道岔前、定位、反位等位置。

所述仿真模拟***配置数据包括列车初始长度、列车运行的初始速度、道岔扳动延时时间、进路解锁延时时间、联锁设备的初始化状态、轨道数据增长方向，以及仿真模拟***与要模拟的实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***之间的通信协议选择数据，和行车是否检查平交路口信号灯状态选择数据；联锁设备的初始化状态，联锁设备如信号机、道岔，初始化状态是联锁设备的实际状态，具体：有些进路是永久进路；有些道岔初始化在定位，则有些道岔初始化在反位。所述轨道数据具体的数据增长方向要根据实际有轨电车项目的***数据确定，例如有的项目轨道的增长方向是从右向左依次增加，有些则是从左向右依次增加，但是模拟***默认的方向是从右向左依次增加，若实际相反时，需要通过配置文件进行配置，例如0表示实际与模拟***一致，1表示相反。模拟***有安全协议和UDP协议两种数据通信协议，一般在实验室研发测试信号***时用UDP协议，在实际项目运行时用安全的数据通信协议，配置数据初始化就是配置该用哪种协议。实验室测试信号***时可以在路口检查平交路口信号灯的状态也可以不检查，也是在配置文件中配置选择的。如果选择检查平交路口信号灯状态：当列车到达平交路口时，就要判断是通行还是禁止；不检查时，只要进路办理成功，列车就通行。

联锁逻辑仿真模拟步骤，有轨电车信号***根据当前的行车计划下发对联锁设备的控制命令，联锁子***模块根据控制命令对相应设备状态进行检查并执行具体的设备状态转换操作，把操作信息反馈给有轨电车信号***，或者在所述仿真模拟***的联锁码位模拟界面单向的模拟改变一个联锁码位，并将该码位的变化数据发送给有轨电车信号***，来模拟各个联锁设备的操作，例如设备的故障注入、永久进路办理等操作。

所述联锁设备码位包括有轨电车信号***发送给所述仿真模拟***的联锁设备信号码位表和所述仿真模拟***发送给有轨电车信号***的联锁设备信号码位表。

平交路口信号模拟步骤，所有平交路口信号机及路口控制***按照设定的时间间隔N接收有轨电车信号***发送的控制命令，并按固定周期将相关状态以码表形式一次性发送给有轨电车信号***，码表中的每一位均代表某个信号机的某种状态或***的某种状态。

所述平交路口信号模拟步骤中，平交路口信号机的相关状态码表包括有轨电车信号***发送给所述仿真模拟***的平交路口信号灯码位表和所述仿真模拟***发送给有轨电车信号***的平交路口信号灯码位表。

列车定位步骤，根据列车当前允许速度、按照设定的时间间隔D更新列车的位置信息，模拟列车的精准定位和模糊定位，并把列车位置信息发送给有轨电车信号***来更新调度工作站的列车位置；本方案的仿真模拟***是模拟与行车有关的逻辑，能同时支持200辆列车运行状态的监视管理、行车控制以及车辆实时位置信息的获取，并采用最短路径算法进行速度信息的计算进而发送给信号***，而且可以模拟正线加车的操作，可以根据已经选择的运行模式，在停车服务区域添加车辆，列车会自动按照选择的运行计划开始运行。

联锁设备监视管理步骤，以固定的周期时间把所有监视的联锁设备状态以码位表的形式发送给有轨电车信号***，有轨电车信号***根据码位表做出逻辑计算和判断并形成正确的行车控制指令；也可以供相关的运维人员查看联锁设备状态并进行维护。

还包括模拟培训步骤，调度人员以有轨电车信号***的名义、根据当前的行车计划对联锁设备下发控制命令，并为调度人员展示所述联锁子***模块、平交路口信号控制子***模块、车辆子***模块和车辆段联锁子***模块之间的数据流转关系，对于新开通运营的现代有轨电车项目，所述模拟培训模块可以协助调度人员更加深入的了解有轨电车产品和行车相关的业务知识及操作流程，使调度人员和计划人员在操作真实在线的有轨电车***之前进行演练，掌握信号和城市轨道交通知识，提高自身的业务水平，提升突发状况下的应急故障处理能力。

与现有技术相比，上述技术方案包括以下创新点及有益效果：

上述方案设计了模拟多辆列车在实际运行情况下的多种场景。在有轨电车信号***迭代开发和功能升级的过程中，本仿真模拟***可以验证信号***行车逻辑处理的正确性、数据传输的实时性、行车计划及列车控制等功能的正确性。

这种***和方法可以模拟联锁子***、平交路口信号控制子***、车辆子***和车辆段联锁子***的基本功能，实现有轨电车正线运营状态下的车辆运行数据计算、显示以及响应对运行列车的控制命令，根据信号***下发的设备码位表，处理联锁设备的实时状态，如进路办理、道岔操作、信号机开放等；平交路口信号灯状态的监视和命令响应等以及在车辆段模拟增删车辆等系列场景，还可以帮助运维人员模拟培训关于信号、城市轨道交通和基于无线通讯的列车控制***的***知识，帮助调度人员更加深入的了解有轨电车产品及行车相关的业务知识和调度任务；还可以使调度人员、维护人员和计划人员在操作真实在线的有轨电车***之前，可以通过模拟培训***进行演练，也可以进行降级模式处理的练习和应急故障模拟处理等。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：

图1为本发明仿真模拟***组成示意图；

图2为本发明仿真模拟***和真实信号***的架构关系图；

图3为本发明仿真模拟方法进路办理逻辑图。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本发明有轨电车信号***的信号仿真模拟***一种具体的实施方案，如图1，包括联锁子***模块、平交路口信号控制子***模块、车辆子***模块、车辆段联锁子***模块和模拟培训模块；信号仿真模拟***采用安全的通信协议与有轨电车信号***进行数据交互。

具体的，所述联锁子***模块用于仿真模拟联锁逻辑，有轨电车信号***根据当前的行车计划下发对联锁设备的控制命令，所述联锁子***模块根据控制命令对相应设备状态进行检查并在其联锁码位模拟界面模拟改变单个或多个联锁设备的码位，并将该码位的变化数据发送给有轨电车信号***以模拟各个联锁设备的操作，在不运行列车的情况下，联锁子***模块在联锁码位模拟界面手动改变单个或多个联锁设备的码位，并把变化数据发送给有轨电车信号***，有轨电车信号***中的联锁设备码位表和仿真模拟***中的码位表是一样的，在仿真模拟***中改变设备的码位后，把变化数据发给信号***，则信号***就检查到该设备的状态变化了，码位表包含了整个项目所有的设备码位，例如设备的故障注入、永久进路办理等操作；所述联锁子***模块在发送联锁设备状态信息的同时接受有轨电车信号***的控制命令，模拟轨旁联锁设备的操作，触发联锁逻辑，改变相应的联锁设备状态，为模拟列车的安全运行准备条件；例如监视管理次级检测设备的状态信息、道岔设备的位置信息和进路的状态信息等。

而所述平交路口信号控制子***模块用于模拟路口信号机和路口控制***，平交路口信号控制子***模块按照设定的时间间隔N接收有轨电车信号***发送的控制命令，按照控制命令模拟路口信号机的状态以及发送优先通过请求命令给路口控制***，路口控制***处理后改变路口信号机的指示灯，有轨电车按此优先通行，平交路口信号控制子***模块按固定周期将其模拟的所有平交路口信号机的状态及路口控制***的相关状态以码表形式一次性发送给有轨电车信号***，码表中的每一位均代表某个信号机的某种状态或***的某种状态；

所述车辆子***模块用于模拟行车逻辑，车辆子***模块根据列车当前允许速度、按照设定的时间间隔D更新列车的位置信息，模拟列车的精准定位和模糊定位，并把列车位置信息发送给有轨电车信号***来更新有轨电车信号***中调度工作站的列车位置，调度工作站是信号***其中的一个软件模块，显示站场图，显示运行的列车，且可以对联锁设备进行操作，模拟***模拟加车、计算列车位置、列车运行信息等，再把这些信息发送给信号***的调度工作站软件，此软件来显示车的具***置和运行状态，这是调度员操作的一个界面软件；本方案的仿真模拟***是模拟与行车有关的逻辑，能同时支持200辆列车运行状态的监视管理、行车控制以及车辆实时位置信息的获取，并采用最短路径算法进行速度信息的计算进而发送给信号***，而且可以模拟正线加车的操作，车辆子***模块在模拟加车界面可以在停车服务区（车站）模拟增加多辆列车，信号***根据设置的运行模式，如计划模式，给列车赋予相应的服务号，列车就会按此服务包含的计划信息运行，模拟***计算并更新列车的位置，速度等信息再反馈给信号***，然后在调度工作站上更新列车位置，模拟列车的运行场景。

所述车辆段联锁子***模块用于对车辆段联锁设备进行监视管理，车辆段联锁子***模块以固定的周期时间把所有监视的联锁设备状态以码位表的形式发送给有轨电车信号***，有轨电车信号***根据码位表做出逻辑计算和判断并形成正确的行车控制指令；也可以供相关的运维人员查看联锁设备状态并进行维护；

所述模拟培训模块可以协助调度人员更加深入的了解有轨电车产品和行车相关的业务知识及操作流程，使调度人员和计划人员在操作真实在线的有轨电车***之前进行演练，掌握信号和城市轨道交通知识，提高自身的业务水平，提升突发状况下的应急故障处理能力。

本方案可以模拟联锁子***、平交路口信号控制子***、车辆子***和车辆段联锁子***的基本功能，实现有轨电车正线运营状态下的车辆运行数据计算、显示以及响应对运行列车的控制命令，根据信号***下发的设备码位表，处理联锁设备的实时状态，如进路办理、道岔操作、信号机开放等；平交路口信号灯状态的监视和命令响应等以及在车辆段模拟增删车辆等系列场景，还可以帮助运维人员模拟培训关于信号、城市轨道交通和基于无线通讯的列车控制***的***知识，帮助调度人员更加深入的了解有轨电车产品及行车相关的业务知识和调度任务；还可以使调度人员、维护人员和计划人员在操作真实在线的有轨电车***之前，可以通过模拟培训***进行演练，也可以进行降级模式处理的练习和应急故障模拟处理等。

并且，上述方案辅助开发的SmarTram现代有轨电车信号***已经成功的应用在深圳龙华新区和成都市蓉2号线的现代有轨电车项目中。

实施例2

作为本发明有轨电车信号***的信号仿真模拟***一种更优选的实施方案，在上述实施例1技术方案的基础上，进一步的，所述联锁子***模块在接收到有轨电车信号***发送的进路办理请求后，轮询逐次检查次级检测设备和道岔的状态并结合车辆实时的位置信息判断是否满足建立前进进路的条件，若当前条件不满足，则轮询等待，直到满足进路办理的条件，再次办理进路，列车继续运行。

除此之外，所述联锁子***模块还能模拟道岔操作，包括定位、反位操作和锁闭、解锁等操作；模拟信号机的允许和限制状态以及不同开放方向的显示；模拟区段故障和恢复操作；远程计轴复位操作等。

而所述车辆子***模块，当更新到列车到达一个停车服务区域时，会收到有轨电车信号***的行车控制命令，并检查列车下一个停车服务区与控制指令中的下一停车服务区是否一致，如果不一致则生成下一站台跳停信息，并在列车到达下一个停车服务区时处理这一站台的跳停信息。所述处理这一站台的跳停信息，是指在调度工作站上设置列车跳停操作或列车扣车操作后，当所述车辆子***模块接收到行车控制命令后，进过匹配的逻辑计算并更新缓存中列车对象的数据信息，进而反馈给有轨电车信号***，完成此控制命令的执行。

优选地，所述平交路口信号控制子***模块按1秒的固定周期接受信号***发送的控制命令，如有轨电车优先通过平交路口的请求命令；所述平交路口信号控制子***模块并按固定周期将所有平交路口信号机的状态及路口控制***的相关状态以码表形式一次性发送给信号***，每一位代表某个信号机的某种状态或***的某种状态。

具体的，所述车辆子***配置数据包括模拟车辆控制单元通信节点的地址和端口号。

所述平交路口信号控制子***配置数据包括正线所有平交路口通信节点的地址和端口号。

所述车辆段联锁子***配置数据包括正线车辆段和停车场联锁设备通信节点的地址和端口号。

联锁子***模块将模拟的车站分成若干个联锁集中站，每一个联锁集中站包括若干个车站，联锁设备的数据配置是按联锁集中站进行配置的，而并不是按车站配置的，所述联锁集中站配置数据包括正线联锁集中站通信节点的地址和端口号，***数据加载就按联锁集中站把所有联锁设备数据加载到模拟***缓存中。

实施例3

作为发明有轨电车信号***的信号仿真模拟***的模拟方法的一种具体方案，对应上述***，具体的，包括以下步骤：

初始化步骤，将仿真模拟***配置数据初始化，如图2，将准备模拟的实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***中联锁设备的配置数据读入为初始化后的仿真模拟***中对应的各个联锁设备数据，并存入***缓存，并将实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***中联锁设备的包含连接关系对应配置为仿真模拟***内联锁设备的包含连接关系；实际的有轨电车项目可以是即将要开通的项目路线，开通前通过这个***进行模拟，每个不同的项目的***数据是不一样的，包括具体的设备也有差异，但是模拟***是可以通用的，联锁设备数据是真实项目的数据，包含连接关系也是真实的，将真实的数据和连接关系对应在***中进行实现，这样就能确定实际项目信号***的正确性了。

其中，所述包含连接关系包括进路的口信号机和道岔、进路的长度、道岔在进路的位置等数据的包含关系，其中，道岔又包括道岔前、定位、反位的岔点。

所述仿真模拟***配置数据包括列车初始长度、列车运行的初始速度、道岔扳动延时时间、进路解锁延时时间、联锁设备的初始化状态、轨道数据增长方向，以及仿真模拟***与要模拟的实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***之间的通信协议选择数据，和行车是否检查平交路口信号灯状态选择数据；联锁设备的初始化状态，联锁设备如信号机、道岔，初始化状态是联锁设备的状态初始化，具体：有些进路是永久进路；有些道岔初始化在定位，则有些道岔初始化在反位。所述轨道数据具体的数据增长方向要根据实际有轨电车项目的***数据确定，比如有的项目轨道的增长方向是从右向左依次增加，有些则是从左向右依次增加，但是模拟***默认的方向是从右向左依次增加，若实际相反时，需要通过配置文件来对应配置，比如0表示实际与模拟***一致，1表示相反。模拟***有安全协议和UDP协议两种数据通信协议，一般在实验室研发测试信号***时用UDP协议，在实际项目运行时用安全的数据通信协议。配置数据初始化就是配置该用哪种协议。实验室测试信号***时可以在路口检查平交路口信号灯的状态也可以不检查，也是在配置文件中配置选择的。如果选择检查平交路口信号灯状态：当列车到达平交路口时，就要判断是通行还是禁止；不检查时，只要进路办理成功，列车就通行。

还包括联锁逻辑仿真模拟步骤，如图3，有轨电车信号***根据当前的行车计划下发对联锁设备的控制命令，联锁设备根据控制命令对相应设备状态进行检查并执行具体的设备状态转换操作，把操作信息反馈给有轨电车信号***，或者在所述仿真模拟***的联锁码位模拟界面单向的模拟改变一个联锁码位，并将该码位的变化数据发送给有轨电车信号***，来模拟各个联锁设备的操作，例如设备的故障注入、永久进路办理等操作

所述联锁设备码位包括有轨电车信号***发送给所述仿真模拟***的联锁设备信号码位表和所述仿真模拟***发送给有轨电车信号***的联锁设备信号码位表。

还包括平交路口信号模拟步骤，所有平交路口信号机及路口控制***按照设定的时间间隔N接收有轨电车信号***发送的控制命令，并按固定周期将相关状态以码表形式一次性发送给有轨电车信号***，码表中的每一位均代表某个信号机的某种状态或***的某种状态；

所述平交路口信号模拟步骤中，平交路口信号机的相关状态码表包括有轨电车信号***发送给所述仿真模拟***的平交路口信号灯码位表和所述仿真模拟***发送给有轨电车信号***的平交路口信号灯码位表。

还包括列车定位步骤，根据列车当前允许速度、按照设定的时间间隔D更新列车的位置信息，模拟列车的精准定位和模糊定位，并把列车位置信息发送给有轨电车信号***来更新调度工作站的列车位置；本方案的仿真模拟***是模拟与行车有关的逻辑，能同时支持200辆列车运行状态的监视管理、行车控制以及车辆实时位置信息的获取，并采用最短路径算法进行速度信息的计算进而发送给信号***，而且可以模拟正线加车的操作，可以根据已经选择的运行模式，在停车服务区域添加车辆，列车会自动按照选择的运行计划开始运行；

还包括联锁设备监视管理步骤，以固定的周期时间把所有监视的联锁设备状态以码位表的形式发送给有轨电车信号***，有轨电车信号***根据码位表做出逻辑计算和判断并形成正确的行车控制指令；也可以供相关的运维人员查看联锁设备状态并进行维护；

还包括模拟培训步骤，调度人员以有轨电车信号***的名义、根据当前的行车计划对联锁设备的下发控制命令的接口，并为调度人员展示所述联锁子***模块、平交路口信号控制子***模块、车辆子***模块和车辆段联锁子***模块之间的数据流转关系，对于新开通运营的现代有轨电车项目，所述模拟培训模块可以协助调度人员更加深入的了解有轨电车产品和行车相关的业务知识及操作流程，使调度人员和计划人员在操作真实在线的有轨电车***之前进行演练，掌握信号和城市轨道交通知识，提高自身的业务水平，提升突发状况下的应急故障处理能力。

Claims (10)

1.一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***，其特征在于：包括联锁子***模块、平交路口信号控制子***模块、车辆子***模块、车辆段联锁子***模块和模拟培训模块；信号仿真模拟***采用安全的通信协议与有轨电车信号***进行数据交互；

所述联锁子***模块用于仿真模拟联锁逻辑，有轨电车信号***根据当前的行车计划下发对联锁设备的控制命令，所述联锁子***模块根据控制命令对相应设备状态进行检查并在其联锁码位模拟界面模拟改变单个或多个联锁设备的码位，并将该码位的变化数据发送给有轨电车信号***以模拟各个联锁设备的操作；

所述平交路口信号控制子***模块用于模拟路口信号机和路口控制***，平交路口信号控制子***模块按照设定的时间间隔N接收有轨电车信号***发送的控制命令，按照控制命令模拟路口信号机的状态以及发送优先通过请求命令给路口控制***，路口控制***处理后改变路口信号机的指示灯，有轨电车按此优先通行，平交路口信号控制子***模块按固定周期将其模拟的所有平交路口信号机的状态及路口控制***的相关状态以码表形式一次性发送给有轨电车信号***；

所述车辆子***模块用于模拟行车逻辑，车辆子***模块根据列车当前允许速度、按照设定的时间间隔D更新列车的位置信息，模拟列车的精准定位和模糊定位，并把列车位置信息发送给有轨电车信号***来更新有轨电车信号***中调度工作站的列车位置；

所述车辆段联锁子***模块用于对车辆段联锁设备进行监视管理，车辆段联锁子***模块以固定的周期时间把所有监视的联锁设备状态以码位表的形式发送给有轨电车信号***，有轨电车信号***根据码位表做出逻辑计算和判断并形成正确的行车控制指令；也可供运维人员查看联锁设备状态并进行维护。

2.如权利要求1所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***，其特征在于：所述联锁子***模块在接收到有轨电车信号***发送的进路办理请求后，轮询逐次检查次级检测设备和道岔的状态并结合车辆实时的位置信息判断是否满足建立前进进路的条件，若当前条件不满足，则轮询等待，直到满足进路办理的条件，再次办理进路，列车继续运行；所述联锁子***模块还能模拟道岔操作、模拟信号机的允许和限制状态以及不同开放方向的显示、模拟区段故障和恢复操作、模拟远程计轴复位操作；所述道岔操作包括定位、反位操作和锁闭、解锁操作。

3.如权利要求1所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***，其特征在于：所述车辆子***模块，当更新到列车到达一个停车服务区域时，会收到有轨电车信号***的行车控制命令，并检查列车下一个停车服务区与控制指令中的下一停车服务区是否一致，如果不一致则生成下一站台跳停信息，并在列车到达下一个停车服务区时处理这一站台的跳停信息。

4.如权利要求3所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***，其特征在于：所述处理这一站台的跳停信息，是指在调度工作站上设置列车跳停操作或列车扣车操作后，当所述车辆子***模块接收到行车控制命令后，进过匹配的逻辑计算并更新缓存中列车对象的数据信息，进而反馈给有轨电车信号***，完成此控制命令的执行。

5.如权利要求1所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***，其特征在于：所述平交路口信号控制子***模块按1秒的固定周期接受信号***发送的控制命令，如有轨电车优先通过平交路口的请求命令；所述平交路口信号控制子***模块并按固定周期将所有平交路口信号机的状态及路口控制***的相关状态以码表形式一次性发送给信号***，每一位代表某个信号机的某种状态或***的某种状态。

6.如权利要求1所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***，其特征在于：所述车辆子***配置数据包括模拟车辆控制单元通信节点的地址和端口号；所述平交路口信号控制子***配置数据包括正线所有平交路口通信节点的地址和端口号；所述车辆段联锁子***配置数据包括正线车辆段和停车场联锁设备通信节点的地址和端口号；联锁子***模块将模拟的车站分成若干个联锁集中站，每一个联锁集中站包括若干个车站，所述联锁集中站配置数据包括正线联锁集中站通信节点的地址和端口号。

7.一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始化步骤，将仿真模拟***配置数据初始化，将准备模拟的实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***中联锁设备的配置数据读入***，并初始化为仿真模拟***中对应的各个联锁设备数据对象；将实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***中联锁设备的包含连接关系数据配置为仿真模拟***内联锁设备的包含连接关系对象；

联锁逻辑仿真模拟步骤，有轨电车信号***根据当前的行车计划下发对联锁设备的控制命令，联锁设备根据控制命令对相应设备状态进行检查并执行具体的设备状态转换操作，把操作信息反馈给有轨电车信号***，或者在所述仿真模拟***的联锁码位模拟界面单向的模拟改变一个联锁码位，并将该码位的变化数据发送给有轨电车信号***，来模拟各个联锁设备的操作；

平交路口信号模拟步骤，所有平交路口信号机及路口控制***按照设定的时间间隔N接收有轨电车信号***发送的控制命令，并按固定周期将相关状态以码表形式一次性发送给有轨电车信号***；

列车定位步骤，根据列车当前允许速度、按照设定的时间间隔D更新列车的位置信息，模拟列车的精准定位和模糊定位，并把列车位置信息发送给有轨电车信号***来更新调度工作站的列车位置；

联锁设备监视管理步骤，以固定的周期时间把所有监视的联锁设备状态以码位表的形式发送给有轨电车信号***，有轨电车信号***根据码位表做出逻辑计算和判断并形成正确的行车控制指令；也可以供相关的运维人员查看联锁设备状态并进行维护；

还包括模拟培训步骤，调度人员以有轨电车信号***的名义、根据当前的行车计划对联锁设备的下发控制命令的接口，并为调度人员展示所述联锁子***模块、平交路口信号控制子***模块、车辆子***模块和车辆段联锁子***模块之间的数据流转关系。

8.如权利要求7所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***的模拟方法，其特征在于：所述初始化步骤中，所述包含连接关系包括进路的口信号机和道岔、进路的长度、道岔在进路的位置等数据的包含关系，其中，道岔又包括道岔前、定位、反位位置；所述仿真模拟***配置数据包括列车初始长度、列车运行的初始速度、道岔扳动延时时间、进路解锁延时时间、联锁设备的初始化状态、轨道数据增长方向，以及仿真模拟***与要模拟的实际有轨电车项目制作的有轨电车信号***之间的通信协议选择数据，和行车是否检查平交路口信号灯状态选择数据。

9.如权利要求7所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***的模拟方法，其特征在于：所述联锁设备码位包括有轨电车信号***发送给所述仿真模拟***的联锁设备信号码位表和所述仿真模拟***发送给有轨电车信号***的联锁设备信号码位表。

10.如权利要求7所述的一种有轨电车信号***的信号仿真模拟***的模拟方法，其特征在于：所述平交路口信号模拟步骤中，平交路口信号机的相关状态码表包括有轨电车信号***发送给所述仿真模拟***的平交路口信号灯码位表和所述仿真模拟***发送给有轨电车信号***的平交路口信号灯码位表。

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