MY-CSGD019城市轨道交通信号控制及运营管理仿真实训系统
1、系统
“城市轨道交通CBTC信号控制及运营管理仿真实训系统”是采用主流的城市轨道交通CBTC信号系统架构组成及技术路线开发的一套半实物、分布式仿真实训系统。系统包含“城市轨道交通通信信号沙盘”、“城市轨道交通通信信号原理结构系列设备”、“城市轨道交通信号基础室外设备”三个部分。主要用于城市轨道交通运营管理人员、信号操作和维修维修人员、司乘人员全面理解和掌握信号系统结构，了解控制中心设备、联锁设备、ATP/ATO车载及轨旁设备组成、原理和功能等方面的知识，并通过参与实训练习，掌握设备的安装、调试、维护、运行等应用技能。
该实训系统性能稳定，提供友好的用户接口，软件和硬件组成均采用模块化开发，具有接口和功能的可扩展性。系统可与实物展示沙盘和小车模拟系统连接，控制和模拟微缩城市轨道交通设备模拟线路运行情况，也可以实现虚拟或沙盘线路上的列车模拟驾驶、行车调度信号、指挥系统和调度系统的模拟训练。
系统以“对学生职业技能的培养和职业素质的养成”为基本思路进行产品设计，以“教、学、练、考”为主线，基于工作过程构建实训课程体系，按照真实的工作场景、真实的设备和界面、真实的作业流程构建实训场地，满足学生实训环境及工作环境全真模拟的要求。
实训室平面布置如下图所示：
城市轨道交通CBTC信号控制及运营管理仿真实训系统按已开通运营的真实城轨CBTC设备实际分布及应用等级，将实训系统划分为“调度中心系统、车站级轨旁仿真系统、车载仿真系统、城轨沙盘实物展示系统”四个部分。各系统间功能划分明细、接口清晰，方便对各子系统的单独学习和研究，亦可实现整个大系统的联动实训。
调度中心系统包括：调度中心大屏幕、大屏接口工作站、中央ATS服务器、调度员工作站HMI、中央操作员工作站CLOW、培训模拟器、通信前置机FEP（用于隔离调度中心网络和车站级轨旁网络，与真实地铁网络结构相同）、激光打印机。
车站级轨旁系统包括：正线联锁设备仿真器、车辆段联锁设备仿真器、联锁室外设备仿真器、轨旁ATP设备仿真器、集中站/非集中站的多台本地操作员工作站LOW、车辆段联锁上位机。
车载仿真系统包括：车载ATP仿真器、车载ATO仿真器、列车模拟驾驶实训器。
调度中心调度员工作站HMI、操作员工作站CLOW与车站级现地工作站LOW之间有权限转换与控制功能，系统保证每个车站在同一时刻只有一个控制源拥有调度控制权，避免危及行车安全。中心和本地ATS设备可以向联锁设备发出接管、释放控制指令，由联锁检查权限转换条件，并在保证安全的前提下，执行ATS下发的权限转换指令。
中心调度员工作站HMI、操作员工作站CLOW和现地工作站LOW的执行命令都下发到集中站的正线联锁设备仿真器上，由其对轨道占用情况、道岔位置、信号机开放状态等室外设备状态（由沙盘或室外设备仿真器反馈）进行检查和操控，并反馈操控结果，如果联锁设备检查出现错误操作或无权限操作将还回错误提示信息。
控制中心仿真系统的大屏、调度员工作站HMI、现地工作站LOW、车载显示单元等均采用与主流的地铁ATC控制系统相同的显示符号集定义。车辆段的信号系统采用与主流计算机联锁相同的操作界面，车辆段联锁与正线联锁仿真设备独立分开，与真实系结构统一致。调度中心的大屏接口工作站采用标准的多路VGA接口，可以非常方便的转接投影设备、LED、LCD或DLP等大屏矩阵显示设备。
1.1、城市轨道交通沙盘平台系统
1.1.1概述
城轨实物沙盘展示平台系统由沙盘台体、轨道线路模型、信号设备模型、道岔及转辙机模型、车站模型、绿化装饰、车辆模型、无线控车通信模块以及信号设备与沙盘模型的接口组成。沙盘电子系统能满足24小时不间断运行，能够适应0~50℃及不高于95%相对湿度的环境。展示平台设计的4个城轨车站、1个车辆段是以已经开通运营的真实地铁线路为原型，车站站型和线路条件参照真实情况进行按比例缩小仿真设计制作。为实现在有限台面上布置更长的正线线路，本方案设计的实物沙盘形状为U形。
沙盘信号设备可与正线/车辆段联锁仿真系统、室外设备仿真器系统相连接，联锁系统可以采集沙盘上的轨道占用/出清状态、道岔位置、信号机灯丝状态，沙盘转辙机和信号机均可由联锁系统驱动动作。
1.1.2组成及特点
城轨实物沙盘展示平台组成及特点如下。
1.1.2.1沙盘台体
实物沙盘台面采用高密度多层板制作。沙盘底座垂直方向和水平方向采用方形钢管焊接支撑，骨架结构稳定、受力均匀，保证使用中不发生变形、生锈和开裂。沙盘台面的高密度多层板表面采用彩色高级喷塑处理，周围采用钢质围裙，不锈钢围边，表面银拉丝处理，符合相应的国家标准。
沙盘可根据用户要求设置多个地铁车站和车辆段，每一个车站配置一个站房和站台。站房、站台使用彩色亚克力板。精美逼真的山水装饰采用亚克力和ABS板。车站和上部建筑照明采用安全电压。
沙盘台面示例如下图所示。
1.1.2.2轨道线路模型
沙盘轨道线路采用仿真工字型轨道模型，表面经过防氧化处理,美观整洁、维护方便。轨道安放在沙盘台面的整体道床模型上，贴合平整，转弯曲线半径设置合理，确保列车稳定运行。
1.1.2.3信号设备模型
模型信号机按实物信号机比例缩小制作，采用LED发光光源，使用寿命达到3年以上，三个灯位每一路均可单独控制，也可以根据需要全部点亮。
城轨沙盘专用的三显示矮柱信号机模型如下图所示。
在沙盘上的实际安装效果如下图所示。
1.1.2.4 道岔及转辙机模型
道岔及转辙机选用可以集中控制或手动控制的比例缩小模型，转向线路平顺，模型尖轨密贴，能够保证模型列车运行的稳定，不脱轨。道岔模型还能模仿真实转辙机设备向联锁系统反馈定位、反位表示信息。
道岔及转辙机模型如下图所示。
1.1.2.5车站模型
车站模型均按真实轨道交通车站缩小比例制作。车站模型材料使用彩色亚克力板材，并在每座车站放置车站站名标识，确保站名清晰可见，车站照明采用安全电压。
城轨沙盘地下站如下图所示。
城轨沙盘高架站台如下图所示。
1.1.2.6 绿化装饰
仿真绿化的塑料绿色小树、绿色仿真草地、假山如下图所示。
1.1.2.7地铁车辆模型
城轨车辆模型仿照真实地铁车辆外形按比例缩小制作，含动车和拖车，车辆模型内部含有电池、车辆可接受远程无线控制，包括运行方向、速度级别、停车等。车辆模型可充电反复使用，也可直接更换电池连续使用。
地铁车辆模型示例如下图所示。
1.1.2.8无线控车设备
无线控车设备通过无线通信通道向模型礼车转发来自于模拟驾驶实训器的人工驾驶控车指令、车载ATP的紧急制动指令、车载ATO的自动驾驶指令，从而控制模型列车启动、加速、连续运行及站台停车。无线通信模块通过以太网接入车载仿真网络总线，可以根据沙盘的体积及轨道长度，灵活的改变通信模块数量，保障沙盘区域的无线信号覆盖，实现对模型小车的连续控制。
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