基于petri網(wǎng)模型的城市軌道交通列車運(yùn)行調(diào)整方法研究 (1)

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1、致謝時(shí)光荏苒，兩年的研究生生活即將結(jié)束。在這兩年的時(shí)間里，我不僅得到學(xué)業(yè)上的成就，更得到了老師的指導(dǎo)和鼓勵(lì)以及同學(xué)的幫助和關(guān)心，這一切都使我獲益匪淺。在這里，我要向我的導(dǎo)師、所有指導(dǎo)和關(guān)心過我的老師以及伴我一路走來的同學(xué)，致以最誠摯的謝意!本論文的工作是在我的導(dǎo)師唐濤教授的悉心指導(dǎo)下完成的，唐老師淵博的學(xué)識(shí)、一絲不茍的治學(xué)態(tài)度、雍容大度的學(xué)者風(fēng)范、敏銳的科學(xué)思維和豐富的學(xué)術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)使我終生受益。他在百忙之中對(duì)我的研究工作精心指導(dǎo)，嚴(yán)謹(jǐn)而認(rèn)真的科研態(tài)度和忘我的敬業(yè)精神是我一生中學(xué)習(xí)的楷模。在此，由衷的感謝我的導(dǎo)師唐濤教授兩年來對(duì)我的指導(dǎo)和關(guān)心，向他致以我最誠摯

2、的感謝!軌道交通控制與安全實(shí)驗(yàn)室的郜春海、張建明、黃友能、馬連川、王海峰、燕飛、袁磊、周達(dá)天、許永成、簡(jiǎn)銳鋒等老師悉心指導(dǎo)我參與實(shí)驗(yàn)室的科研工作，在學(xué)習(xí)上和生活上都給了我很大的關(guān)心和幫助，在此向各位老師表示衷心的謝意!在實(shí)驗(yàn)室工作及撰寫論文期間，牛儒、陸啟進(jìn)、李家平、張亦南等師兄師姐對(duì)于我的科研工作和論文都提出了許多的寶貴意見，在此對(duì)他們的耐心指導(dǎo)表示衷心的感謝。郭文章、魏永真、王洪濤、夏夕盛、王嵬、王義惠、李雁、徐蓓等同學(xué)對(duì)我論文中的研究工作給予了熱情幫助，也向他們表達(dá)我的感激之情。另外還要感謝我的家人，是他們一直以來默默的支持我、鼓勵(lì)我，是他們的理解與關(guān)

3、懷讓我能夠?qū)Ｐ牡赝瓿蓪W(xué)業(yè)。最后，衷心感謝為評(píng)閱論文和參與論文答辯而付出辛勤勞動(dòng)的各位專家學(xué)者，感謝您的寶貴意見!本論文由國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“列車運(yùn)行控制及組織的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究’’(項(xiàng)目號(hào)：60634010)支持。1引言1．1論文研究背景和意義社會(huì)不斷發(fā)展與進(jìn)步的同時(shí)，能源、環(huán)境等問題R益顯現(xiàn)。在交通運(yùn)輸方面，交通工具如各種汽車的使用已成為城市生活中不可缺少的一部分，而由此產(chǎn)生的一系列問題如交通阻塞、交通事故、能源過耗、環(huán)境污染等嚴(yán)重影響了人們的生活質(zhì)量，成為影響城市健康發(fā)展的阻力。而此時(shí)，城市軌道交通作為一種新型的交通工具，以其快捷、安全、準(zhǔn)時(shí)、節(jié)

4、能、小污染等諸多優(yōu)點(diǎn)越來越受到人們的重視，得到了積極的發(fā)展。20世紀(jì)90年代以來，我國加快了城市軌道交通的建設(shè)步伐，并在21世紀(jì)迎來了城市軌道交通建設(shè)的高峰期。除北京、天津、上海、廣州已建成規(guī)模不同的地鐵和輕軌并進(jìn)行擴(kuò)展和延伸外，深圳、南京、大連、長春、武漢、重慶也已經(jīng)開通運(yùn)營地鐵或輕軌，還有青島、沈陽、西安、杭州、哈爾濱等已批準(zhǔn)建設(shè)或J下在籌建。我國的城市軌道交通事業(yè)呈現(xiàn)出十分廣闊的發(fā)展前景【11。隨著城市軌道交通的迅速發(fā)展，新技術(shù)大量涌現(xiàn)。其中，基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(CommunicationBasedTrainControl，CBTC)在世界各國

5、軌道交通領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，已成為今后軌道交通信號(hào)技術(shù)的主要發(fā)展方向。由于我國城市軌道交通對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的需求巨大，而當(dāng)前核心技術(shù)大多數(shù)依靠從國外引進(jìn)，所以迫切需要對(duì)CBTC系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。為此北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了2004年北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目一城市軌道交通CBTC系統(tǒng)的集成研究。本文即以此為背景進(jìn)行城市軌道交通列車運(yùn)行調(diào)整方法的研究。所謂列車運(yùn)行調(diào)整，是指當(dāng)列車運(yùn)行秩序出現(xiàn)紊亂時(shí)，通過實(shí)施調(diào)整策略使其恢復(fù)到有序狀態(tài)的過程。CBTC系統(tǒng)通過“車地通信"及“列車定位”等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞，使列車追蹤間隔前所未有的縮短

6、，增加了行車密度，運(yùn)輸效率顯著提高。在這種形勢(shì)下，列車運(yùn)行調(diào)整也面臨著新的挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)運(yùn)行調(diào)整的實(shí)時(shí)性提出了更高的要求。當(dāng)前為了配合CBTC系統(tǒng)提高行車指揮的效率、改善調(diào)度人員的勞動(dòng)條件，對(duì)城市軌道交通CBTC環(huán)境下的列車運(yùn)行調(diào)整問題進(jìn)行研究是非常必要的。另外，從國產(chǎn)化的角度而言，本文對(duì)于移動(dòng)閉塞下城市軌道交通列車運(yùn)行調(diào)整問題的相關(guān)研究與探索是十分有意義的。1．2基于通信的列車控制系統(tǒng)技術(shù)概況1．2．1CBTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)從20世紀(jì)80年代開始，ALCATEL、SIEMENS、ALSTOM等公司都相繼推出了“基于通信的列車控N(CBTC)"信號(hào)系統(tǒng)。

7、該系統(tǒng)通過提高列車位置的報(bào)告精度和移動(dòng)授權(quán)的更新率來提供更大的通過能力，減小列車的間隔距離，從而在保障行車安全的前提下提高運(yùn)營效率。在CBTC系統(tǒng)中，地面和車載設(shè)備通過“數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)’’連接起來，構(gòu)成系統(tǒng)的核心。CBTC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)，一個(gè)是“車地通信"，它是CBTC的基礎(chǔ)；另一個(gè)是“列車定位"，只有確定了列車的準(zhǔn)確位置，才能計(jì)算出列車間的相對(duì)距離，實(shí)現(xiàn)列車安全追蹤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行控制。北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)已經(jīng)攻克了這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，并且成功地進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。該CBTC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下圖：圖1CBTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖F

8、igure1StructurediagramofCB