应答器报文的分析与实现

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1研究背景第1章绪论近年来，我国铁路建设飞速发展，为了进一步适应铁路跨越式发展战略，迎接第六次大提速和客运专线建设，传统的以地面信号为主体信号的信号系统已不能满足运输要求和保证行车安全，必须采用列车运行控制系统。为此，我国在吸取和借鉴欧洲列车运行控制系统111(ETCS)发展经验的基础上，结合中国的具体国情，参照ETCS标准，制定了中国列车运行控制系统(CTCS)【2】的技术标准和相应的CTCS技术条件，以保证我国铁路运输安全，满足互通运营的需求，并适应提速战略的实施。我国铁路客货混跑、列车种类多

2、、信号设备配置复杂、线路形式多样，因此运营情况远比国外复杂得多。每条新建或改造线路都有特殊的运营要求和线路特点，如果使用现场试验方式测试列控系统的适用性、线路信号设计合理性，不但试验周期长，而且耗费大量的资金及人力。即使在现场试验阶段发现问题，此时进行设计变更将造成部分工程返工，延长铁路建设周期。在线路信号技术条件确定、初步设计完成后，使用计算机仿真技术对设计适应性、线路通过能力进行试验，及早发现问题，是很有意义的。西南交通大学交通信息工程及控制实验室参与了胶济线，浙赣线既有线提速CTCS2级列控系统地面应答器用户表的编制，熟悉应答器数

3、据编写流程，有第一手的现场线路数据，同时参与了胶济线动车组跑车实验的报文审查工作，为此，西南交通大学交通信息工程及控制实验室根据胶济线200km／h提速设计过程中的线路基础数据、车站进路数据、应答器数据及相关动车组技术参数，应用计算机技术、数据库技术及虚拟现实技术进行了CTCS2级列控系统的仿真，取得了初步成效。应答器[3】作为车一地间信息传输的一种方式在列控系统中的应用得到了快速的发展。20世纪90年代，欧洲铁路联盟在制定欧洲列车控制系统(ETCS)技术规范的同时，也制定了统一的应答器技术规范——欧洲应答器(EUROBALISE)。欧

4、洲应答器可以应用于ETCS系统的各个级别。由于欧洲应答器具有灵活性强、信息量大、可靠性高等特点，中国列车控制系统西南交通大学硕士研究生学位论文第2页(CTCS)借鉴欧洲应答器的技术规范，制定了适合我国铁路系统的应答器。根据((CTCS技术规范总则》【4】(科技运函【2004]14号)，在CTCSl级中，应答器实现列车运行安全监控功能；CTCS2级中，应答器用来向列车传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息；CTcS3、4级中，主要用来完成与列车定位相关的一些工作。因此，应答器是铁路既有线提速以及客运专线中不可缺少的设备。1．2研

5、究意义我国的应答器技术标准参照欧洲应答器技术规范进行制定，应答器在中国列车运行控制系统中的运用也是一个逐步摸索和成熟的过程，为此，结合我国CTCS-2列控系统进行应答器用户报文的实际应用研究很有必要。西南交通大学交通信息工程及控制实验室开发的CTCS2级列车运行控制仿真系统在进行系统仿真测试中，所采用的是应答器逻辑报文，并不是实际传输的报文帧。本文在深入研究应答器用户报文结构，报文定义，用户报文各种组包情况的基础上，参照胶济线动车组跑车实验所得的应答器报文，进行了应答器报文的软件实现。通过实际报文与仿真系统的联调，更能真实的模拟现场实际

6、情况，使仿真系统趋于成熟：对本实验室的列控中心测试系统也可以提供有利的支撑；同时有助于我国应答器技术标准的修订及完善。此外，用户报文解析模块实现报文解析，通过解析输出，可以验证应答器用户数据表数据填写的正确性。1．3本论文主要研究内容本文从中国列车运行控制系统的技术发展及趋势出发，结合胶济线现场线路数据，详细分析了应答器数据准备，用户报文构成，重点研究了应答器信息的编码策略，在此基础上，对应答器报文及解析进行了软件实现。第l章绪论。介绍了本文的研究背景、研究意义及论文研究内容。第2章应答器系统分析。对CTCS2系统中的应答器系统结构、功

7、能及工作流程进行了介绍。详细说明了应答器系统结构，应答器的布置原则，应答器编号原则。第3章应答器数据分析。在分析应答器数据包构成、应答器数据填西南交通大学硕士研究生学位论文第3页写规则基础上，结合胶济线现场数据，对每个应答器所包含的链接信息、坡度信息、速度信息、轨道电路等信息进行提取分析和研究。第4章应答器编码策略分析。对欧洲应答器的FFFIS编码策略进行了研究，确定应答器报文的编码格式。阐述了应答器编码的原理，对其中的扰乱报文、报文位转换和校验报文的生成进行了详细的分析。第5章编码软件设计与模块功能分析。对应答器报文编码软件进行总体设

8、计，根据应答器报文填写规则，完成各信息模块数据代码的编写，实现了应答器报文及解析报文的生成。西南交通大学硕士研究生学位论文第4页第2章应答器系统分析2．1应答器系统概述应答器【51是一种用电磁感应原理构成的