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CBTC列车追踪间隔的研究与优化

康随武  
【摘要】:基于通信的列车控制系统CBTC(Communication Based Train Control)是当前城市轨道交通列车使用的新兴列控系统,由于近年来我国对城市轨道交通行业的大力投资,使CBTC系统在我国轨道交通领域得到了广泛应用,国内对CBTC系统的自主化研究与开发也进入到卓有成效的时期。 列车追踪间隔(Train Headway)是指前后两列车在运行过程中连续通过同一个点的时间间隔,是衡量列车运输能力以及行车密度的标准,也是城市轨道交通运营中最重要的概念之一,正线追踪间隔可以分为区间追踪间隔、站台追踪间隔,CBTC列控系统下列车区间追踪间隔很短,可以达到30s以下,而站台追踪间隔通常在100s以下,因此,缩短站台追踪间隔是提高列车正线运行效率的关键因素,也是当前研究的热点。 能耗(Energy Consumption)是城市轨道交通列车运营过程中不能忽略的问题,能耗与列车运行工况有密切的关系,运行工况(牵引、惰行、制动)之间的转换顺序以及各个工况的持续时间决定了能耗的大小,因此,选择合理的运行工况不仅能使资源得到合理的利用,而且能达到节能的效果,节能已经成为当前城市轨道交通运营的迫切要求。 本文主要研究了CBTC系统下列车运行追踪间隔与能耗问题,首先建立了CBTC列车制动模型,论述了列车牵引/制动系统,分析了列车制动过程,在此基础上详细阐述了列车运行规律与能耗问题,建立了牵引与制动能耗算法,总结了列车在实际运行过程中存在的问题,并且提出了相应的能耗优化方法。 然后对列车追踪运行间隔进行了研究,分别阐述了正线列车追踪间隔(包括区间追踪间隔、站台追踪间隔)算法、站前双线折返间隔算法,深入分析了影响列车追踪间隔的因素,并且提出了基于提前减速法的追踪间隔优化方法,为后续进行仿真验证打下理论基础。 文章最后是对上述理论方法的仿真验证,选取了兰州地铁1号线线路数据作为仿真实例,选用Microsoft Visual C++6.0(以下简写为VC++6.0)为仿真平台,利用VC++6.0调用绘图软件GNUPLOT进行了性能分析验证,对列车追踪运行过程进行了仿真试验,得到了相应的性能分析结果,验证了提出的理论与方法的有效性。


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