鐵路信號DMI界面專業綜合設計

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

摘要：了解鐵道信號基礎設備、車站信號控制系統、區間信號控制系統的專業知識與DMI人機界面的仿真制作，進一步了解了CTCS的DMI的基本顯示原理和操作方法。能夠理論與實踐相結合，以達到理論指導實踐，并在實踐中提升專業理論的目的，更有益于對分析問題、解決問題能力的培養和工程應用能力的培養。

關鍵詞：基礎設備；控制系統；理論與實踐

一.簡介

我們所選的題目CTCS列控系統車載DMI操作界面設計及場景仿真，根據列控系統的功能要求，對車載人機界面（DMI）建模，結合查閱其他文獻資料，學習CTCS車載設備及其工作原理，分析和研究CTCS列控系統的技術要求規范和設備配置，描述CTCS車載設備DMI功能；學習程序設計語言Microsoft visual basic 6.0等；撰寫該軟件的需求分析，對各模塊進行仿真設計，繪制程序流程圖反映設計思路與實現辦法，并在計算機上結合Microsoft visual basic 6.0等程序語言實現相關功能，進行軟件測試。場景仿真建模仿真，根據高速列車運行實際與相關標準，選取兩站一區間的場景進行模擬（站間運行、速度級轉換、追蹤前行列車、緊急制動、級間切換等），模擬列車實際運行過程。

二.設計功能：

1.模擬列車根據限速曲線制動并停車

通過在界面輸入初始速度，末速度（此仿真末速度為0），由程序自動生成限速曲線，通過窗體2的滑動圖標，模擬列車在線路上運行，此時窗體1的DMI根據列車狀態以及制動要求輸出當前速度以及目標距離和限速曲線，點擊窗體2的清除后可以多次模擬。

2.自動模擬列車出站，區間運行，到達下一站制動停車

點擊“模擬運行”按鈕之后，開始模擬運行。本模擬設計設定兩站間距6633米，列車加速階段采用勻加速模擬，加速最大值為300m/s，之后，勻速行駛，之后根據速度曲線制動，最終停止。

三.設計原理：

1.目標距離：

采用shape控件和label控件構成顯示，根據限速曲線時時計算列車到目標點（停車點）距離，當目標距離大于1000米時，光帶上方（能顯示5個數字）用數字顯示實際目標距離，柱狀光帶的高度保持不變，數字顯示的精確度為10米；當目標距離小于1000米時，柱狀光帶逐漸縮短，且顏色發生變化，數字顯示的精確度為1米。

2.儀表盤顯示：

儀表盤顯示利用指針指示列車時時速度，并且用label控件顯示列車速度值，當列車制動時，利用弧形圖案顯示出列車目標速度和允許速度，當列車速度處于頂棚區時，弧線為灰色，當處于TSM區，弧線為黃色。

3.MRSP顯示：

次出利用圖表形式時時給出列車的最限速度曲線，并根據列車運行狀態時時變化。

4.限速曲線繪制：

目標距離模式曲線的算法基礎就是列車安全制動距離計算：

S實=v0·t+12·1000（1+k）（v20-v2e）g（b+w0+wi+wr+ws）

使用加算坡道后制動距離計算變換為：

S實=v0·t+12·1000（1+k）（v20-v2e）g（b+w0+i）

制動初速的計算公式：

v0=2gΔS（b+w0+i）1000（1+k）+v2e

當本車距目標停車點或減速點的距離，即目標距離為DTarget已知，利用上述公式采用分段迭代法，即可計算速度控制曲線

（1）.本次計算目標距離DTarget，目標速度vTarget，最高限速vlim。

（2）.等分目標距離為n個小區段，n =DTarget/vS；設k為計數器，令k =0；初始化數組V[n]記錄速度曲線計算結果，令首次計算的制動末速ve=vTarget，V[n]=vTarget。

（3）.令k = k +1，把制動末速ve帶入公式（3），計算制動初速v0。

（4）.判斷v0是否超出線路限速vlim，如果v0

（5）.判斷計數器k，如果k

本次設計中，主要分為四個模塊，目標距離顯示柱狀條，速度儀表盤，限速曲線，以及列車信息顯示模塊。其中最核心的部分是限速曲線的繪制，其他的部分都是依靠此部分的信息而來的，在速度曲線繪制方法上，我查閱了很多資料，了解到限速曲線有緊急制動曲線，最大常用制動曲線，常用制動曲線，曲線的繪制是要綜合各種信息的復雜過程，這里的設計選擇了比較理想的狀態下的制動曲線。并通學習郭進教授和郭寧的《ATP列車超速防護仿真研究》，最終完成了程序的制作。在這個過程中，我體會到知識是要靠自己鉆研才能掌握的。

作者簡介：唐小惠（1992.8-），女，漢族，四川資陽人，就讀于西南交通大學峨眉校區2011級土木工程系鐵道工程專業，本科，研究方向：鐵道。