楊銘

摘 要：地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，是通過仿真微縮地鐵局部線路的相關(guān)軟硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)行車指揮和調(diào)度、信號(hào)系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)的綜合聯(lián)調(diào)模擬訓(xùn)練，或開展調(diào)車控制、信號(hào)局域網(wǎng)優(yōu)化模式等課題科研的系統(tǒng)化平臺(tái)。最近幾年，由于其不影響地鐵正常運(yùn)營(yíng)、具有較高的實(shí)戰(zhàn)價(jià)值，一些地鐵公司和軌道交通院校開始對(duì)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行研究與引入。但是，由于該系統(tǒng)涉及專業(yè)范圍廣，且實(shí)現(xiàn)相同功能的原理與地鐵實(shí)際存在較大差異，會(huì)造成系統(tǒng)建設(shè)需求單位不能有效地把控如何進(jìn)行體系設(shè)計(jì)、框架構(gòu)建、過程控制、效果評(píng)價(jià)等問題。本文結(jié)合之前對(duì)地鐵仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的了解和研究，從通俗、簡(jiǎn)單、更關(guān)注效果的通用性用戶需求角度，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)容及構(gòu)建進(jìn)行闡釋，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)需求單位提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：用戶 需求 地鐵 運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：F203 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-0298（2018）03（a）-014-03

1 研究意義

地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，是通過綜合運(yùn)用與地鐵實(shí)際信號(hào)、通信、機(jī)電、軌道、供電、調(diào)度等系統(tǒng)原理迥然不同的技術(shù)、邏輯與方法，在某一局部區(qū)域模擬真實(shí)地鐵運(yùn)作機(jī)理的載體。因此相關(guān)內(nèi)容實(shí)際為地鐵專業(yè)范疇外的全新領(lǐng)域，簡(jiǎn)單來說，就是“形似而神不似”。那么，如何有效地建設(shè)起該系統(tǒng)并使之符合應(yīng)用需要呢？筆者在對(duì)之前建設(shè)過該系統(tǒng)的部分單位調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，如果缺乏對(duì)該系統(tǒng)技術(shù)與知識(shí)的全面了解，那么與其東拼西湊、牽強(qiáng)附會(huì)，不如腳踏實(shí)地將用戶需求作為抓手，貫穿在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、構(gòu)建、控制、評(píng)價(jià)的全過程中。

另外，對(duì)于市場(chǎng)上各種不一的就該系統(tǒng)組成部分和運(yùn)作機(jī)理的表述，本人認(rèn)為，系統(tǒng)可直觀分為控制系統(tǒng)、硬件設(shè)施設(shè)備、軟件系統(tǒng)三個(gè)組成部分；而整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)理，概括而言，就是通過控制系統(tǒng)，將硬件和軟件進(jìn)行集成并模擬出地鐵實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的過程。

綜上所述，本文就是從用戶需求的角度出發(fā)，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)建的論述，包括了系統(tǒng)定義及作用、建設(shè)前期需要明確和提供的信息、系統(tǒng)布局規(guī)劃信息、系統(tǒng)各組成部分及需實(shí)現(xiàn)功能等內(nèi)容。

2 地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)定義

運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是以地鐵線路為制作藍(lán)本，通過集成微縮的地鐵設(shè)備（及其載體，如沙盤）等硬件與模擬地鐵實(shí)際運(yùn)行相關(guān)系統(tǒng)邏輯與功能的軟件，仿真地鐵運(yùn)營(yíng)中的各種狀態(tài)及各專業(yè)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，作為以調(diào)度、信號(hào)專業(yè)為主的培訓(xùn)、科研平臺(tái)。

3 地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作用

3.1 專業(yè)培訓(xùn)、演練

地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具備調(diào)度、信號(hào)等專業(yè)系統(tǒng)培訓(xùn)、演練作用，可令相關(guān)崗位員工以角色扮演形式，在實(shí)戰(zhàn)氛圍中加深對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)作業(yè)流程、調(diào)度控制等方面的認(rèn)識(shí)。

3.2 科研

地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能全面展示列車在區(qū)間運(yùn)動(dòng)過程中，信號(hào)機(jī)和轉(zhuǎn)轍機(jī)之間的聯(lián)鎖管理，實(shí)現(xiàn)調(diào)車控制系統(tǒng)、微機(jī)聯(lián)鎖控制等內(nèi)容，可為信號(hào)局域網(wǎng)研究、列車自動(dòng)控制系統(tǒng)等技術(shù)研究課題提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，有一定科研價(jià)值。

4 建設(shè)地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)需要確定的前期信息

4.1 確定仿真制作對(duì)象

即制作藍(lán)本，如某城市某地鐵的某段/某區(qū)域線路。

4.2 仿真制作對(duì)象概況

即需進(jìn)行仿真制作對(duì)象的基本物理屬性、主要特征、核心參數(shù)等內(nèi)容。

4.2.1 線路

包括起點(diǎn)、終點(diǎn)、總長(zhǎng)度、區(qū)間長(zhǎng)度、布局方向、途經(jīng)的重要坐標(biāo)和建筑物、道岔（含正線、車場(chǎng)折返線）總數(shù)及位置、信號(hào)機(jī)總數(shù)及位置等信息。

4.2.2 車站

包括車站總數(shù)、地面車站及地下車站數(shù)、聯(lián)鎖站及分布等。

4.2.3 車輛段及控制中心

車輛段及控制中心位置、車輛段線路布局、車輛段主要建筑形態(tài)及分布等，其中的 道岔和信號(hào)機(jī)等設(shè)備在線路部分一并考慮。

4.2.4 列車

包括外觀、型號(hào)、車廂長(zhǎng)度、每列編組數(shù)等。

4.3 系統(tǒng)環(huán)境

即系統(tǒng)需制作、安裝的場(chǎng)地等信息。

4.3.1 系統(tǒng)設(shè)置地點(diǎn)

即系統(tǒng)安裝的地點(diǎn)。包括了地點(diǎn)的空間開放程度、建筑結(jié)構(gòu)及布局等內(nèi)容。

4.3.2 現(xiàn)場(chǎng)條件

包括了設(shè)置地點(diǎn)的電源電壓和允許波動(dòng)范圍、總電量、溫度區(qū)間、濕度平均值和極值、可承受壓力及重量、數(shù)據(jù)及通信接口情況等。

4.3.3 消防

即需參照或執(zhí)行的消防要求與標(biāo)準(zhǔn)。

4.3.4 其他環(huán)境內(nèi)容

（1）環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)。為保證系統(tǒng)安裝，對(duì)設(shè)置地點(diǎn)中的地板、燈光照明、空調(diào)、電線鋪設(shè)及電源接口、辦公桌椅等原有設(shè)備設(shè)施的盤點(diǎn)及調(diào)整、配置策略。

（2）綜合環(huán)境。應(yīng)考慮設(shè)置地點(diǎn)所在區(qū)域的一般環(huán)境因素（如高溫、潮濕等），以對(duì)材質(zhì)進(jìn)行選擇。同時(shí)，應(yīng)考慮到例如蟲蛀、鼠患等潛在問題。

5 地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)布局規(guī)劃及相應(yīng)要求

5.1 系統(tǒng)布局及造型

系統(tǒng)布局就是在綜合考慮系統(tǒng)各組成設(shè)備后，在空間中進(jìn)行排列組合而呈現(xiàn)的狀態(tài)。這種布局與造型，還須考慮到檢修維護(hù)及人員進(jìn)出動(dòng)線等因素。

5.2 系統(tǒng)的規(guī)格尺寸

5.2.1 系統(tǒng)主體

包括系統(tǒng)離地距離、系統(tǒng)的平面寬度、正線、車輛段及折返線部分長(zhǎng)度、寬度、面積及布局，地鐵線路及站點(diǎn)微縮在系統(tǒng)上比例與間距等。

規(guī)格尺寸設(shè)置應(yīng)注意保證列車模型能完成可能需要的上坡、過彎等動(dòng)作。

5.2.2 控制設(shè)備

即服務(wù)器數(shù)量、模擬控制中心及投影數(shù)據(jù)輸入功能所需電腦數(shù)。其中模擬控制中心需明確各計(jì)算機(jī)需實(shí)現(xiàn)的功能與控制范圍。在進(jìn)行電腦設(shè)備規(guī)劃時(shí)，還需考慮到教師機(jī)（用于設(shè)置相應(yīng)故障、指引故障排查、檢查故障處理等）與學(xué)生機(jī)（根據(jù)教師機(jī)指令，在系統(tǒng)局部實(shí)施相應(yīng)操作和演練）的布局、配置。

5.2.3 配套設(shè)備

主要包括投影儀、投影幕/顯示屏等在天花及墻面的安裝與布置等相關(guān)內(nèi)容。

6 用戶在構(gòu)建地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)時(shí)需關(guān)注的需求

6.1 地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)需求

6.1.1 系統(tǒng)控制的總體策略

分級(jí)、分層控制。

6.1.2 系統(tǒng)控制機(jī)制

按照不同功能的控制要求設(shè)立各自相對(duì)獨(dú)立的處理器，利用適當(dāng)?shù)耐ㄐ攀侄螌⒎植嫉墓δ芸刂破鬟B接起來，實(shí)現(xiàn)既集中又分散的集成控制系統(tǒng)。

6.1.3 局域網(wǎng)系統(tǒng)

一般而言采用星形結(jié)構(gòu)。在相應(yīng)服務(wù)器共同作用前提下，通過軟硬件的集成控制模式，基本實(shí)現(xiàn)與地鐵控制系統(tǒng)功能相匹配的架構(gòu)體系。

（1）模擬控制中心。組成包括：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及通信服務(wù)器，列車遠(yuǎn)程控制終端計(jì)算機(jī)，投影系統(tǒng)調(diào)監(jiān)控制計(jì)算機(jī)，中心控制計(jì)算機(jī)（實(shí)現(xiàn)列車調(diào)度、運(yùn)行圖編制/調(diào)整與發(fā)布、故障設(shè)置等功能），教師機(jī)（作為調(diào)度運(yùn)行、操作權(quán)限授予與監(jiān)控、故障模擬與演示示范等功能的總控平臺(tái)）。模擬控制中心監(jiān)控屏幕采用投影機(jī)投影等形式實(shí)現(xiàn)，可完整顯示線路運(yùn)行狀況及切換局部界面。

（2）車站（含聯(lián)鎖站）及車輛段。呈現(xiàn)控制中心與車站（尤其是聯(lián)鎖站）控制授權(quán)機(jī)制及LOW系統(tǒng)功能清單；展示車輛段操控列車、實(shí)現(xiàn)調(diào)度和故障模擬機(jī)制。

（3）系統(tǒng)拓?fù)鋱D。需明晰系統(tǒng)拓?fù)鋱D結(jié)構(gòu)的最低配置要求。

6.1.4 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖仿真系統(tǒng)

該系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段模擬車站聯(lián)鎖的信號(hào)設(shè)備。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖應(yīng)具備大信息處理和聯(lián)網(wǎng)能力，能滿足仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中車站（車輛段）和運(yùn)輸作業(yè)的需要。需明確以何線路采用何種系統(tǒng)為版本，建立計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖仿真系統(tǒng)，總線采用工業(yè)何種總線開發(fā)通信協(xié)議。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)至少滿足以下5個(gè)原則。

第一，需明確應(yīng)滿足哪些國(guó)內(nèi)/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)要求。

第二，必須工作可靠并符合“故障—安全”原則。

第三，與其他設(shè)備進(jìn)行通信，應(yīng)遵循規(guī)定的通信協(xié)議。

第四，能與其他信號(hào)系統(tǒng)結(jié)合，并與其他信息管理系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。

第五，控制、展示方式簡(jiǎn)便。

6.1.5 列車控制系統(tǒng)

系統(tǒng)一般會(huì)采用列車和控制中心雙向通信的控制模式，按照NMRA制定的DCC協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可兼容多數(shù)列車模型芯片。列車控制系統(tǒng)應(yīng)能模擬實(shí)現(xiàn)列車按計(jì)劃運(yùn)行圖行駛，包括列車狀態(tài)顯示、通信、列車狀態(tài)保存、遙控控制、ATC（ATS、ATP、ATO）等模式控制仿真等功能。

（1）原理與要求。將控制信號(hào)通過數(shù)字軌道傳輸至列車中的控制芯片，始終保持列車與控制中心雙向通信，并以目標(biāo)距離控制模式操控列車。

（2）需包括的內(nèi)容。列車控制系統(tǒng)技術(shù)要求：采用的總控設(shè)備（如單片機(jī)），工業(yè)串口通信接受命令來源，控制命令轉(zhuǎn)換信號(hào)的原理及機(jī)制，信號(hào)的讀取、解碼、分析、執(zhí)行，列車模型運(yùn)行的位置與系統(tǒng)沙盤區(qū)域占用識(shí)別，模擬電氣設(shè)備控制。

列車控制系統(tǒng)控制設(shè)備要求：包含模擬控制中心總控設(shè)備接口協(xié)議、波特率、通信模式等，模擬控制中心載體驅(qū)動(dòng)設(shè)備、列車模型總控設(shè)備、列車無線發(fā)送接收設(shè)備、列車模型位置信號(hào)讀取設(shè)備、信號(hào)放大設(shè)備的運(yùn)作機(jī)制、有效距離，輸入信號(hào)及電壓、輸出信號(hào)、最大輸出電流、支持功能、支持通信協(xié)議、功能及電機(jī)輸出口最大輸出電流、相應(yīng)狀態(tài)顯示等內(nèi)容。

6.2 地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)硬件（設(shè)施設(shè)備）需求

設(shè)施設(shè)備等硬件包含列車運(yùn)行沙盤盤體、軌道線路、道床、列車、車站及車輛段建筑、接觸網(wǎng)、道岔與電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)設(shè)備、模擬控制中心、學(xué)生機(jī)、投影機(jī)與投影幕、裝飾設(shè)置、其他配套設(shè)備設(shè)施等。其中，軌道線路、道床、列車、車站及車輛段建筑、接觸網(wǎng)、道岔與電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)設(shè)備、模擬控制中心等，其實(shí)都是對(duì)實(shí)際設(shè)施設(shè)備進(jìn)行微縮的模型，在陳述中不再另行標(biāo)注。

在設(shè)計(jì)、制作、安裝中，總體需遵循安全、環(huán)保、人本的原則，設(shè)備應(yīng)具有消防、安全合格證書、說明書等證明，安裝工藝應(yīng)符合消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)作業(yè)要求?？傮w上還需注意以下四點(diǎn)要求。

第一，軟硬件配套一致：如模擬控制中心操作平臺(tái)與系統(tǒng)軟件接口統(tǒng)一安裝。

第二，端口及相關(guān)設(shè)備配備齊全：根據(jù)實(shí)際需要，配置必要網(wǎng)絡(luò)端口，并采用相應(yīng)交換機(jī)、電源模塊盒、語音網(wǎng)絡(luò)端口等。

第三，設(shè)備操作簡(jiǎn)易：所用設(shè)施設(shè)備應(yīng)易用，故障定位簡(jiǎn)便，易維護(hù)。

第四，相關(guān)資料完備，應(yīng)提供布線設(shè)計(jì)、施工圖紙以及竣工圖紙。6.2.1 沙盤盤體

沙盤盤體是作為系統(tǒng)硬件部分中包括軌道線路、道床、列車、車站及車輛段建筑、接觸網(wǎng)、道岔與電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)設(shè)備、模擬控制中心等的載體；同時(shí)盤底布置相應(yīng)的數(shù)據(jù)、電源線路等，支持盤面硬件的運(yùn)行。

（1）沙盤臺(tái)面部分。需要關(guān)注采用的材質(zhì)、骨架的垂直方向支撐構(gòu)建（如方形鋼管尺寸）、橫向方向支撐構(gòu)件（型號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)）、盤面受重亢余度和承重?cái)?shù)、防火標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)要求，如防蟲蛀、防潮、防鼠害、防漏電等。

（2）沙盤底層及裙邊。涉及底層部分密閉性要求、油漆噴涂處理標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)留設(shè)備維修口、整體美觀要求等；裙邊材料及防火要求、裝飾板材質(zhì)、工藝、保持良好狀態(tài)的年限要求。

（3）沙盤臺(tái)面圍邊。圍邊材質(zhì)、表面處理、護(hù)欄外觀裝飾的布置及材質(zhì)。

6.2.2 軌道線路

包括了制作藍(lán)本、供電方式和帶電電壓（若列車模型供電方式為軌道供電）、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、軌道類型、運(yùn)行狀態(tài)及連續(xù)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、外觀、安裝要求、各部分（正線、車輛段及折返線）微縮比例等內(nèi)容。

6.2.3 列車

即動(dòng)力來源與供電方式、模型制作藍(lán)本與外觀、微縮比例、編組數(shù)、車輪材質(zhì)及性能要求、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)、通信模塊、控制方式與精度要求、音效、接口類型與控制協(xié)議、總線協(xié)議與傳輸協(xié)議、操作系統(tǒng)、列車總數(shù)、同時(shí)在正線運(yùn)行列車數(shù)、速度級(jí)別、工作電壓及電流等指標(biāo)。

6.2.4 車站及車輛段建筑

（1）車站。包括要制作的車站數(shù)、各車站的形態(tài)（混合式、側(cè)式、島式）、微縮比例、制作建筑結(jié)構(gòu)及設(shè)備模型內(nèi)容、材質(zhì)與外觀要求、燈光聯(lián)動(dòng)效果、軌道/軌旁設(shè)備（如道岔、信號(hào)機(jī)等）聯(lián)動(dòng)設(shè)置、維修與保潔要求、裝飾性內(nèi)容制作要求。

（2）車輛段。即需制作的區(qū)域及建筑、燈光聯(lián)動(dòng)效果、材質(zhì)與外觀要求、微縮比例、拆卸及組裝的方式、維修與保潔要求等。

6.2.5 接觸網(wǎng)

接觸網(wǎng)不供電，可選擇以演示實(shí)際運(yùn)行情況。

6.2.6 道岔與電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)

應(yīng)注意布局位置（即線路微縮后的相對(duì)位置）與地址設(shè)置、微縮比例、制作數(shù)量、驅(qū)動(dòng)機(jī)制、外觀要求、操作方法與聯(lián)動(dòng)狀態(tài)、位置信息傳輸機(jī)制、制作材質(zhì)、電壓變化范圍、控制與聯(lián)動(dòng)等。

6.2.7 信號(hào)設(shè)備

一般以信號(hào)燈形態(tài)出現(xiàn)。包括按照專業(yè)規(guī)范形成的布局位置（即線路微縮后的相對(duì)位置）、制作數(shù)量、運(yùn)作原理、拆裝要求、材質(zhì)要求、外觀要求、安裝方式、接口類型、總線和控制協(xié)議、操作系統(tǒng)、工作電壓與電流等內(nèi)容。

其中的運(yùn)作原理，一般而言，包括了以不同分界點(diǎn)按進(jìn)路式逐段開通、信號(hào)機(jī)與列車進(jìn)出站動(dòng)作聯(lián)動(dòng)、道岔與信號(hào)機(jī)邏輯聯(lián)動(dòng)、進(jìn)出折返線列車與信號(hào)機(jī)聯(lián)動(dòng)四個(gè)部分，也可根據(jù)實(shí)際調(diào)整。

6.2.8 控制中心及學(xué)生機(jī)

設(shè)備（如電腦）組成及功能分工、設(shè)備數(shù)量、各設(shè)備控制分別控制的系統(tǒng)設(shè)備與區(qū)域布局、安裝的位置與要求、硬件配置要求、候選品牌及型號(hào)、需配置的配件（如支架等）、需注意安全事宜等。

6.2.9 投影機(jī)與投影幕（或采取其他顯示形式）

應(yīng)關(guān)注設(shè)備數(shù)量、安裝位置、安裝工藝、候選品牌或核心部件的規(guī)格參數(shù)要求、投影的功能與效果等內(nèi)容。

6.2.10 裝飾設(shè)置

包括系統(tǒng)沙盤臺(tái)面部分的綠化草地布置、微縮實(shí)體控制中心、（除車輛段建筑外）其他標(biāo)志性建筑等內(nèi)容?？蓢@采用材質(zhì)、展示風(fēng)格、展示效果、展示形式等要求來考慮。

6.2.11 配套設(shè)施設(shè)備與其他

主要有電線與電源，其他弱電設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸線，燈具，元器件，設(shè)備接口的品牌、材質(zhì)、規(guī)格，作業(yè)人員資質(zhì)要求，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，排列美觀性等內(nèi)容。

6.3 軟件系統(tǒng)和功能需求

軟件系統(tǒng)包含仿真控制與調(diào)度模擬兩部分功能，能實(shí)現(xiàn)正線正常和后備模式的功能模擬及車輛段的聯(lián)鎖控制模擬，具體包含運(yùn)行組織編制子系統(tǒng)、控制中心模擬子系統(tǒng)、ATP/ATO模擬子系統(tǒng)、LOW車站模擬子系統(tǒng)、列車駕駛模擬子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、教學(xué)與故障模擬子系統(tǒng)等。

6.3.1 仿真控制與調(diào)度模擬

（1）仿真控制。仿真控制應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能和要求，包括應(yīng)能通過控制系統(tǒng)與沙盤聯(lián)動(dòng)、能實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行操作、具備可靠抗干擾技術(shù)和措施、符合行業(yè)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全認(rèn)證、硬件和軟件結(jié)構(gòu)模塊化及標(biāo)準(zhǔn)化、具有對(duì)聯(lián)鎖設(shè)備監(jiān)測(cè)功能等。

（2）調(diào)度系統(tǒng)。調(diào)度系統(tǒng)控制功能包括了三個(gè)方面。

第一，運(yùn)行過程中，應(yīng)能動(dòng)態(tài)顯示計(jì)劃運(yùn)行圖和實(shí)跡運(yùn)行圖等功能。

第二，能夠?qū)崿F(xiàn)列車行車調(diào)度。

第三，能夠模擬故障并監(jiān)控、檢查相應(yīng)的故障排查有效性。

6.3.2 運(yùn)行組織編制子系統(tǒng)

運(yùn)行組織編制子系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、運(yùn)行圖自動(dòng)編制、運(yùn)行圖調(diào)整、分號(hào)圖的編制及運(yùn)行圖的分解等內(nèi)容，主要解決列車班次計(jì)劃的優(yōu)化，采用高低密度結(jié)合，分析不同客流條件下運(yùn)輸組織方案的優(yōu)化問題；可實(shí)現(xiàn)論證期運(yùn)輸組織效果分析、實(shí)施期運(yùn)輸組織計(jì)劃編制的用途。

該系統(tǒng)應(yīng)具有可以快速調(diào)整和重新編制全部路網(wǎng)運(yùn)行圖、指定區(qū)段的運(yùn)行圖、節(jié)假日分號(hào)運(yùn)行圖并對(duì)運(yùn)行圖進(jìn)行分解等功能。通過自動(dòng)或人機(jī)交互的方式，生成列車運(yùn)行圖。要求簡(jiǎn)單、直觀、便捷地實(shí)現(xiàn)以下內(nèi)容。

（1）構(gòu)建路網(wǎng)。根據(jù)現(xiàn)有的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其邏輯關(guān)系、車站和區(qū)間平面圖，通過可視化編輯工具生成數(shù)字化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

（2）運(yùn)行圖要素?cái)?shù)據(jù)輸入。通過可視化工具，根據(jù)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)生成的路網(wǎng)，錄入所需運(yùn)行圖要素?cái)?shù)值并推算出各站、各區(qū)間、各線路的連接情況和相互連接關(guān)系，為運(yùn)行圖鋪畫提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（3）列車運(yùn)行圖編制。在運(yùn)行圖各要素和資料的基礎(chǔ)上設(shè)定運(yùn)行圖結(jié)構(gòu)、定義運(yùn)行圖上運(yùn)行的列車、輸入時(shí)刻表和完成運(yùn)行圖編制。具體包括實(shí)時(shí)鋪畫列車運(yùn)行圖、調(diào)入已經(jīng)編制完成的運(yùn)行圖、多人協(xié)同鋪畫運(yùn)行圖等。

（4）基本運(yùn)行圖的下發(fā)和實(shí)施。

6.3.3 控制中心模擬子系統(tǒng)

其要求可包括以下內(nèi)容。

（1）操作界面應(yīng)真實(shí)模擬制作藍(lán)本駕駛系統(tǒng)界面。

（2）現(xiàn)實(shí)中的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)功能均應(yīng)予以實(shí)現(xiàn)。

（3）明確系統(tǒng)構(gòu)成及列車運(yùn)行的自動(dòng)管理和監(jiān)控功能，如根據(jù)聯(lián)鎖表、計(jì)劃運(yùn)行圖及列車位置生成輸出進(jìn)路控制命令，列車識(shí)別跟蹤、傳遞和顯示，對(duì)區(qū)間、道岔、信號(hào)機(jī)和列車監(jiān)視，具備自動(dòng)/人工運(yùn)行切換、時(shí)刻表編制和管理、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、列車運(yùn)行及信號(hào)設(shè)備的監(jiān)視和報(bào)警、實(shí)現(xiàn)/取消緊急停車、扣車/終止扣車等功能。

6.3.4 ATP/ATO模擬子系統(tǒng)

（1）ATP系統(tǒng)要求。模擬實(shí)際情形，實(shí)現(xiàn)包括提供列車速度保護(hù)、確保列車進(jìn)路正確及列車的運(yùn)行安全、防止列車超速運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)與相關(guān)系統(tǒng)的接口等目標(biāo)。

（2）ATO系統(tǒng)要求。模擬實(shí)際情形，保證列車自動(dòng)駕駛（如啟動(dòng)、牽引、巡航、惰行）和制動(dòng)的控制、精確停車、列車調(diào)整、列車識(shí)別等。

6.3.5 LOW車站模擬子系統(tǒng)

應(yīng)在對(duì)制作藍(lán)本LOW操作界面進(jìn)行仿真的前提下，實(shí)現(xiàn)中央故障或授權(quán)操作時(shí)LOW本地操作模式，進(jìn)行進(jìn)路、自動(dòng)閉塞、道岔等控制，實(shí)現(xiàn)軌道空閑處理，對(duì)設(shè)備故障或重要信息給出提示。

6.3.6 列車駕駛模擬子系統(tǒng)

系統(tǒng)可對(duì)列車模型實(shí)施管理，顯示列車狀態(tài)，并運(yùn)用Windows系統(tǒng)界面，對(duì)每臺(tái)列車實(shí)施手動(dòng)操作控制，能正確顯示相對(duì)應(yīng)列車在沙盤上的具體位置、列車車次號(hào)及車輛編組號(hào)，能實(shí)現(xiàn)列車反方向及雙向運(yùn)行，能滿足精度定點(diǎn)停車等。

6.3.7 通信子系統(tǒng)

應(yīng)注重對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、將生成的數(shù)據(jù)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫、保存系統(tǒng)初始及運(yùn)行產(chǎn)生數(shù)據(jù)、承載各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、接收并發(fā)布列車控制命令等功能實(shí)現(xiàn)。

6.3.8 教學(xué)與故障模擬子系統(tǒng)

教學(xué)與故障模擬子系統(tǒng)，應(yīng)包括教師機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、車站信號(hào)聯(lián)鎖站教學(xué)與故障演練、車輛段信號(hào)聯(lián)鎖站模擬教學(xué)與故障演練、行車組織演練、多崗位（調(diào)度、車站、司機(jī)等）聯(lián)合演練等一系列功能。

7 結(jié)語

本文通過從用戶需求出發(fā)，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)建設(shè)需求及注意事項(xiàng)的盤點(diǎn)與羅列，在一定程度上，可啟發(fā)讀者形成系統(tǒng)建設(shè)的總體思路與框架，為相關(guān)實(shí)踐提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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