铁路信号DMI界面专业综合设计

中图分类号：TP273 文献标识码：A

摘要：了解铁道信号基础设备、车站信号控制系统、区间信号控制系统的专业知识与DMI人机界面的仿真制作，进一步了解了CTCS的DMI的基本显示原理和操作方法。能够理论与实践相结合，以达到理论指导实践，并在实践中提升专业理论的目的，更有益于对分析问题、解决问题能力的培养和工程应用能力的培养。

关键词：基础设备；控制系统；理论与实践

一.简介

我们所选的题目CTCS列控系统车载DMI操作界面设计及场景仿真，根据列控系统的功能要求，对车载人机界面（DMI）建模，结合查阅其他文献资料，学习CTCS车载设备及其工作原理，分析和研究CTCS列控系统的技术要求规范和设备配置，描述CTCS车载设备DMI功能；学习程序设计语言Microsoft visual basic 6.0等；撰写该软件的需求分析，对各模块进行仿真设计，绘制程序流程图反映设计思路与实现办法，并在计算机上结合Microsoft visual basic 6.0等程序语言实现相关功能，进行软件测试。场景仿真建模仿真，根据高速列车运行实际与相关标准，选取两站一区间的场景进行模拟（站间运行、速度级转换、追踪前行列车、紧急制动、级间切换等），模拟列车实际运行过程。

二.设计功能：

1.模拟列车根据限速曲线制动并停车

通过在界面输入初始速度，末速度（此仿真末速度为0），由程序自动生成限速曲线，通过窗体2的滑动图标，模拟列车在线路上运行，此时窗体1的DMI根据列车状态以及制动要求输出当前速度以及目标距离和限速曲线，点击窗体2的清除后可以多次模拟。

2.自动模拟列车出站，区间运行，到达下一站制动停车

点击“模拟运行”按钮之后，开始模拟运行。本模拟设计设定两站间距6633米，列车加速阶段采用匀加速模拟，加速最大值为300m/s，之后，匀速行驶，之后根据速度曲线制动，最终停止。

三.设计原理：

1.目标距离：

采用shape控件和label控件构成显示，根据限速曲线时时计算列车到目标点（停车点）距离，当目标距离大于1000米时，光带上方（能显示5个数字）用数字显示实际目标距离，柱状光带的高度保持不变，数字显示的精确度为10米；当目标距离小于1000米时，柱状光带逐渐缩短，且颜色发生变化，数字显示的精确度为1米。

2.仪表盘显示：

仪表盘显示利用指针指示列车时时速度，并且用label控件显示列车速度值，当列车制动时，利用弧形图案显示出列车目标速度和允许速度，当列车速度处于顶棚区时，弧线为灰色，当处于TSM区，弧线为黄色。

3.MRSP显示：

次出利用图表形式时时给出列车的最限速度曲线，并根据列车运行状态时时变化。

4.限速曲线绘制：

目标距离模式曲线的算法基础就是列车安全制动距离计算：

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

使用加算坡道后制动距离计算变换为：

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

制动初速的计算公式：

v0=2gΔS（b+w0+i）1000（1+k）+v2e

当本车距目标停车点或减速点的距离，即目标距离为DTarget已知，利用上述公式采用分段迭代法，即可计算速度控制曲线

（1）.本次计算目标距离DTarget，目标速度vTarget，最高限速vlim。

（2）.等分目标距离为n个小区段，n =DTarget/vS；设k为计数器，令k =0；初始化数组V[n]记录速度曲线计算结果，令首次计算的制动末速ve=vTarget，V[n]=vTarget。

（3）.令k = k +1，把制动末速ve带入公式（3），计算制动初速v0。

（4）.判断v0是否超出线路限速vlim，如果v0

（5）.判断计数器k，如果k

本次设计中，主要分为四个模块，目标距离显示柱状条，速度仪表盘，限速曲线，以及列车信息显示模块。其中最核心的部分是限速曲线的绘制，其他的部分都是依靠此部分的信息而来的，在速度曲线绘制方法上，我查阅了很多資料，了解到限速曲线有紧急制动曲线，最大常用制动曲线，常用制动曲线，曲线的绘制是要综合各种信息的复杂过程，这里的设计选择了比较理想的状态下的制动曲线。并通学习郭进教授和郭宁的《ATP列车超速防护仿真研究》，最终完成了程序的制作。在这个过程中，我体会到知识是要靠自己钻研才能掌握的。

作者简介：唐小惠（1992.8-），女，汉族，四川资阳人，就读于西南交通大学峨眉校区2011级土木工程系铁道工程专业，本科，研究方向：铁道。