1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

近年来,随着我国城市建设的需要,建设城市轨道交通系统成为解决城市交通的主要手段,而我国城市轨道交通信号领域的技术与国外先进技术差距较大,限制了城市轨道交通的发展。信号系统是保证城市轨道交通行车安全和提高运输效率的关键设备。随着时代的发展,客流密度不断地增加,行车密度不断地增大,传统的信号系统也越来越不能适应城市轨道交通高速度、高密度和高安全性的行车要求。列车自动防护系统(atp:automatic train protection)是保障城市轨道交通安全、高效运营的关键系统,是高速列车主要的一种控制策略。列车自动防护系统主要对列车驾驶进行防护,对安全有关的设备或系统实行监控,实现超速防护、列车间隔控制等功能。在列车运行控制系统的设计阶段,如果没有行之有效的设计手段和仿真环境,系统中各个核心模块设计完成后,都需要到现场进行多次重复的实验,从而导致时间和经济上的大量浪费。加之atp系统本身复杂程度高、研发难度大,其 涉及机车车辆、地车通信、信号联锁、行车指挥以及司机驾驶等诸多因素,系统开发设计中的疏漏乃至错误都在所难免, 所研制设备的性能测试与改进也不可能一蹴而就,正是在这种情况下,需要首先对城市轨道交通atp系统进行建模与仿真实现。

城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。城市交通a tc 系统通常包括列车超速防护a tp(automatic train protection) 、列车自动驾驶a to(automatic train operation) 和列车自动监控a ts(automatic train supervision) 3 个子系统, 三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。其中a tp 子系统采用故障安全设计,完成列车运行的间隔控制、进路控制和超速防护等功能,对于保证列车运行安全和提高行车效率起着很重要的作用。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本文主要是对城市轨道交通自动防护系统的研究。

与单项产品的开发不同,城市轨道交通自动防护系统(automatic train protection, atp)是一个复杂系统,涉及机车车辆、地车通信、信号联锁、行车指挥以及司机驾驶等诸多因素,系统开发设计中的疏漏乃至错误都在所难免,所研制设备的性能测试与改进也不可能一蹴而就。

因此，我们建立起一套相对合理完整的atp性能评价指标体系,并应用计算机仿真技术模拟复杂的机车设备环境和列车运行环境,以研究列车运行防护理论与方法,作为一种实验手段来完成对各种车载设备的测试和评价,是一种十分经济而又安全可靠的方法。本文借鉴复杂过程控制领域的模糊预测控制原理,对于列车自动控制系统(automatic train control, atc)的子系统#8212;#8212;列车自动防护系统进行建模,并构建一套完整的基于隶属函数的atp模型评价指标体系和atp测试系统,对atp模型进行测试评价。本文详细说明了该模型的基本原理及实现步骤：模型分为两部分,atp系统预测模型和满意优化模型,其中预测模型分为atp系统的单步和多步预测模型,主要基于预测控制理论,为atp防护曲线提供依据；满意优化模型是在模糊控制理论基础上引入预测控制原理,用模糊隶属函数描述列车自动防护目标的满意度,建立模糊规则库,构建列车自动防护的多目标优化模型。经过atp测试系统模型评价指标体系的验证,该模型具有较好的防护效果,其结果是可以接受并令人满意的,从而证明了在列车优化控制原则基础之上的,基于模糊预测控制算法的atp模型的正确性、通用性和可靠性。