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北京交通大學(xué)開發(fā)了“城市軌道交通綜合仿真軟件”。利用該軟件平臺，可進行城軌車輛運行仿真以及車輛關(guān)鍵參數(shù)的計算機輔助設(shè)計。 該軟件主要功能包括： 1.   自定義線路條件下的列車運行仿真； 2.   支持不同牽引策略下的列車運行仿真； 3.   支持城軌列車的牽引、制動特性曲線設(shè)計； 4.   支持城軌列車的牽引傳動系統(tǒng)容量設(shè)計計算； 5.   可自定義城軌列車模型； 6.   支持城軌列車3D虛擬現(xiàn)實運行仿真，可進行牽引、制動操作控制，并可通過軟件操作切換觀看視角和運行環(huán)境； 7.   可輸出運行仿真時電網(wǎng)電壓、電機電流等數(shù)據(jù)，支持軟硬件平臺數(shù)據(jù)交互； 8.   支持相關(guān)城市軌道交通建設(shè)標準查詢。

成果簡介： 本項目的研究成果，能夠幫助出行者在出行之前提前規(guī)劃出行路徑，在出行之中選擇最優(yōu)出行路徑，同時可以獲取實時交通誘導(dǎo)信息、服務(wù)信息、事故信息等，提高了出行舒適度和自由度；能夠?qū)⒖焖俾方煌骱侠淼姆峙涞铰肪W(wǎng)之中，提高道路利用率，緩解局部區(qū)域交通擁擠，提升系統(tǒng)整體運行效益。另外，所開發(fā)的系統(tǒng)將車輛、道路和使用者應(yīng)密結(jié)合起來，不僅能夠有效地解決交通擁擠

本發(fā)明公開了一種城市軌道交通區(qū)間乘客交通流狀態(tài)判別方法，通過計算區(qū)間乘客交通流狀態(tài)判別參數(shù)??區(qū)間斷面滿載率，通過區(qū)間乘客交通流狀態(tài)參數(shù)的時間序列構(gòu)建，構(gòu)造狀態(tài)參數(shù)有序樣本序列，以最優(yōu)分割聚類法進行類別劃分，保證了樣本的時序性與狀態(tài)的連續(xù)性,將參數(shù)樣本相近的統(tǒng)計時段歸為一類，提出目標線路區(qū)間乘客交通流狀態(tài)劃分方案,并依據(jù)參數(shù)閾值進行區(qū)間乘客交通流狀態(tài)類別判定，準確判別乘客交通流狀態(tài)，有利決策者及時準確地掌握客流運行狀態(tài)及其客流變化規(guī)律，為日常調(diào)度和工作做好準備。

提出了多源異構(gòu)交通大數(shù)據(jù)分析融合技術(shù)、城市廣域交 通AI 信號控制技術(shù)、城市廣域交通AI 協(xié)同管理技術(shù)和究城 市廣域交通運行及管控評價技術(shù)。通過對關(guān)鍵技術(shù)突破及現(xiàn) 有技術(shù)集成應(yīng)用，形成能夠解決我國城市廣域交通管控突出 問題的成套技術(shù)及解決方案。

城市道路平面交叉口通常是制約城市交通的“瓶頸”所在。科學(xué)合理的交叉口交通 設(shè)計對緩解城市交通擁堵有著重要的意義。然而，交叉口交通設(shè)計所涉及的內(nèi)容和程序 相當(dāng)復(fù)雜，需要量化的工作繁多，如何進行交叉口的優(yōu)化設(shè)計，如何對交叉口設(shè)計進行 科學(xué)評價，如何將設(shè)計、評價有機地結(jié)合起來，在國內(nèi)還未有完備的手段和工具，特別 是沒有針對中國城市道路與交通特點而開發(fā)的交通輔助設(shè)計工具。 本次系統(tǒng)開發(fā)在建立完善的交通設(shè)計理論體系基礎(chǔ)上，包括交通設(shè)計模式的劃分、 渠化方案的生成、信號配時方案的生成、交叉口方案的評價與優(yōu)化等，運用軟件工程的 思想開發(fā)完成。 系統(tǒng)界面友好，功能完備，內(nèi)核模型適應(yīng)我國的道路交通實際情況，能夠提供不同優(yōu)化 目標函數(shù)和不同道路斷面組合的交叉口設(shè)計評價指標輔助用戶完成交叉口的設(shè)計工作， 并可以動態(tài)生成交叉口交通設(shè)計簡圖和交叉口信號配時方案，大大提高了交通設(shè)計的效 率和科學(xué)性。同時，系統(tǒng)為城市交通控制軟件和仿真軟件留有接口，便于將來系統(tǒng)功能 的擴充和集成。 

列車運行控制系統(tǒng)是確保列車行車安全和高效運營的核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備。基于通信的列車運行控制系統(tǒng)（CBTC）是列控技術(shù)的發(fā)展方向。     該成果應(yīng)用之前，此項關(guān)鍵技術(shù)裝備全部依賴引進。在國家有關(guān)部委及北京市持續(xù)支持下，本項目瞄準城軌交通安全高效運營的重大需求，歷經(jīng)十多年努力，突破了CBTC核心技術(shù)，為城軌交通建設(shè)、安全高效運營提供了技術(shù)支撐。      主要創(chuàng)新點：     1.提出了基于列車運行復(fù)雜場景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)方法，構(gòu)建了滿足CENELEC標準的最高安全完善度等級SIL4的安全保障管理體系和集成研發(fā)平臺，研制了車載和地面兩個信號專用、可移植的安全計算機平臺以及CBTC整套技術(shù)裝備。整套產(chǎn)品和應(yīng)用工程均通過了國際獨立第三方SIL4級安全認證，屬我國首次。      2.提出了基于移動閉塞的CBTC系統(tǒng)設(shè)計理論與方法，攻克了列車安全防護技術(shù)和最佳化自動駕駛技術(shù)，實現(xiàn)了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩(wěn)運行和精確停車。      3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化策略、專用安全通信協(xié)議(SFP)和數(shù)據(jù)傳輸冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在世界上首次研制了兼容無線自由波、漏泄波導(dǎo)管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設(shè)備，實現(xiàn)了不同傳輸媒質(zhì)間無縫切換，保證了復(fù)雜線路條件下安全數(shù)據(jù)的可信傳輸。     4.構(gòu)建了覆蓋全生命周期的完備性測試案例庫（包含12.4萬條測試案例），提出基于最小系統(tǒng)的仿真測試方法，開發(fā)了硬件在環(huán)的CBTC系統(tǒng)仿真測試平臺，實現(xiàn)了虛實互換和虛實互控的系統(tǒng)功能與故障注入測試驗證，降低了現(xiàn)場調(diào)試安全風(fēng)險，減少了現(xiàn)場測試工作量。      項目共形成國家標準2項；申請發(fā)明專利50項，其中已授權(quán)25項；軟件著作權(quán)111項；獲2010年度北京市科技進步一等獎。     自2008年，先后在大連快軌3號線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號線運用，所控制的79組列車已累計安全運行1974.6萬公里。運營考核表明，自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)技術(shù)先進、安全可靠，各項性能指標均達到或超過國際標準，填補了國內(nèi)空白，使我國成為世界第四個掌握該項技術(shù)的國家，迫使引進系統(tǒng)降價30%。

該平臺是以成都地鐵實際運營線路為背景，采用國際最新城市軌道交通調(diào)度指揮架構(gòu)研究開發(fā)的調(diào)度指揮仿真平臺，包含了基于CBTC的列車智能控制、ATS線路設(shè)備控制、運行計劃自動執(zhí)行及調(diào)整、軌旁應(yīng)答器模擬、城市軌道交通列車牽引計算、車輛段作業(yè)組織等理論、方法與技術(shù)，同時兼容傳統(tǒng)軌道電路調(diào)度監(jiān)督及指揮模式。該平臺可在純軟件環(huán)境下真實的模擬城市軌道交通運輸組織與調(diào)度指揮過程，從而實現(xiàn)低成本、高效率、高精度的城市軌道交通線路設(shè)備適應(yīng)性分析、通過能力分析、客運能力分析等，在地鐵線路規(guī)劃、設(shè)計、運營全過程均具有很高的實用價值。

本成果來自有重大應(yīng)用前景的橫向項目，目前處于研發(fā)階段，獲國家發(fā)明專利授權(quán)，擁有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)。針對目前城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)雜散電流導(dǎo)致的對鋼筋混凝土金屬結(jié)構(gòu)物、埋地管線等的腐蝕問題及對乘客安全的威脅，提出城市軌道交通交流牽引供電系統(tǒng)，徹底消除地鐵雜散電流危害，實現(xiàn)長距離、大容量、無分相供電，具有安全、經(jīng)濟、節(jié)能、拓展性強的特點，可以直接利用（鄰車吸收或 回饋電網(wǎng)）再生制動電能，使節(jié)能最大化，最大可達35%，而現(xiàn)行直流供電望塵莫及。

本軟件針對城市軌道交通供電系統(tǒng)進行了系統(tǒng)建模，對由主變電所、中壓網(wǎng)、牽引變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所、直流接觸網(wǎng)、機車和軌道等組成的整個牽引供電系統(tǒng)，結(jié)合全線列車運行圖表，進行計算并獲得穩(wěn)態(tài)時各個電氣設(shè)備上的電壓和電流。可仿真城市軌道交通供電系統(tǒng)的絕大部分電氣特性。可進行供電能力校驗，過負荷校驗，短路校驗、再生能量利用率統(tǒng)計和計算。