基于Simulink-Stateflow的CTCS-3級列控系統(tǒng)建模與仿真分析.pdf

1、隨著列車運行速度的不斷提高，傳統(tǒng)以地面信號為主體的列車運行控制系統(tǒng)（簡稱列控系統(tǒng)）已經(jīng)不能滿足行車安全和運營的需要，我國300km/h及以上高速鐵路使用CTCS-3(Chinese Train Control System Level3)級列控系統(tǒng)。它是一個典型的混合系統(tǒng)，系統(tǒng)的正常運行既受加速度、速度、距離、時間等連續(xù)變量的影響，同時也受制動等級、運行模式、無線消息等離散變量的控制。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，過去往往是將它的離散部分和連續(xù)部分

2、進行分開研究，這種方法忽略了兩者之間的相互影響，對系統(tǒng)的描述也是不精確的。
　　本文針對列控系統(tǒng)的復(fù)雜性，提出了系統(tǒng)分層建模的思想，并基于Simulink/Stateflow混合建模方法對CTCS-3級列控系統(tǒng)的建模和仿真進行了研究，利用Simulink分層描述系統(tǒng)的連續(xù)特性、Stateflow分層描述系統(tǒng)的離散特性，建立了列控系統(tǒng)兩車追蹤的混合模型，并仿真分析了兩車在不同條件的追蹤情況，具體工作體現(xiàn)在如下幾個方面。
　　首

3、先分析了CTCS-3級列控系統(tǒng)的系統(tǒng)特性，研究了基于Simulink/Stateflow的混合建模方法;然后從列控系統(tǒng)的復(fù)雜性出發(fā)，提出了系統(tǒng)分層的建模方法，并將CTCS-3級列控系統(tǒng)分為系統(tǒng)層、場景層、子系統(tǒng)層、功能層;接著以兩車追蹤場景為例以分層建模思想為指導(dǎo)抽象出了場景中參與的子系統(tǒng)及其信息交互流，并建立了車載安全計算機模型、RBC設(shè)備模型、CBI設(shè)備模型、Driver模型、應(yīng)答器模型、測速測距模型;最后在Matlab仿真環(huán)境中，

4、對行車許可(MA)的不同發(fā)送策略、前后車不同的初始速度距離、臨時限速、緊急停車四種情況進行了仿真，并對仿真結(jié)果進行了分析，仿真表明:第一，前車出清閉塞分區(qū)后車MA更新的方式優(yōu)于MA周期更新;第二，除了有意制造緊急制動外，列車在正常運行的過程中不會觸發(fā)緊急制動，且在運行過程中前后兩車一直保持著安全距離，滿足避撞功能，驗證了列車超速防護的有效性。
　　研究表明，基于Simulink/Stateflow的混合建模方法能很好的解決列控系統(tǒng)