鐵路編組站運營系統動態(tài)仿真.pdf

1、編組站運營系統動態(tài)仿真是對編組站日常運營工作相關的各類技術作業(yè)、日常作業(yè)計劃、管理措施以及設備運用方案等進行的仿真研究，在編組站的運營系統相關指標如設備能力、建設合理性、運營效果等進行計算及評價等領域有重要作用。 論文以計算機仿真相關理論和技術為手段，主要研究鐵路編組站運營系統仿真領域相關方法、模型以及實現技術。在仿真方法和模型構建方面，針對傳統仿真方法及模型在對編組站運營系統進行仿真模擬過程中產生的仿真結果理想化，與實際運營情

2、況存在一定距離的問題，提出一種旨在解決上述問題的新型仿真方法——前向環(huán)饋仿真方法。以前向環(huán)饋仿真理論、模型及算法的研究為基礎，論文進一步在編組站運營系統的應用層領域進行仿真研究，分析了線路層、作業(yè)設備層、作業(yè)對象層和運營計劃層的仿真模型和相關算法。在此基礎上以Agent建模方法及技術研究了各仿真層次的相關Agent模型結構。 在編組站運營系統仿真理論方面，論文從編組站運營系統仿真方法與建模技術、仿真系統研究結構、仿真算法等三個方

3、面展開討論，以復雜系統仿真研究為背景提出編組站運營系統的層次化仿真方法，將系統劃分為核心仿真模塊和應用層仿真模塊，其中核心仿真模型主要研究前向環(huán)饋仿真方法的理論、模型與算法，應用層仿真模塊包括線路層、作業(yè)設備層、作業(yè)對象層以及運營計劃層。最后本章以Agent建模方法及技術研究了各仿真層次的相關Agent模型結構。 前向環(huán)饋仿真方法的核心思想是在仿真過程中采用前向環(huán)饋計算這一思路，前向環(huán)饋計算的粗略方法為：在每一個仿真計算循環(huán)中除

4、了計算當前時刻狀態(tài)外，還將時鐘虛擬向前推進，在當前計算結果上，結合各類預確報信息進行前向狀態(tài)預計算，然后評估預計算結果，并向后反饋到當前時間，對當前仿真計算進行修正，如此循環(huán)直到達到預先設定的結束條件為止。前向環(huán)饋計算步驟劃分為四步：基準計算、虛擬仿真推進計算、前向時段匹配計算以及調整量計算。通過分析前向環(huán)饋仿真的具體技術步驟和計算內容，論文提出基于作業(yè)鏈思路和神經網絡計算方法的前向環(huán)饋仿真計算技術。以此為基礎，論文還討論了前向環(huán)饋仿真

5、的具體實現過程，包括各類數據結構、相關模型的構建、關鍵計算流程、算法以及代碼實現等。 編組站運營系統仿真應用模塊劃分為四個層次，分別是線路層仿真、作業(yè)設備層仿真、作業(yè)對象層仿真和運營計劃層仿真。論文對線路層仿真研究主要實現了編組站各類線路基礎信息描述，構建各類主要的線路仿真模型，具體包括股道、駝峰、編組線、牽出線等線路的仿真需求及模型分析，建立各類線路類實體的Agent模型，分析線路基本數學模型以及邏輯結構，基礎數據的結構分析。

6、在進行線路類實體仿真時，利用前向環(huán)饋仿真模塊的數據接口實現線路類對象在編組站中的仿真模擬。對于作業(yè)設備層，論文著重討論了調機、列檢組等作業(yè)設備的建模與仿真，建立各類作業(yè)設備實體的Agent模型，分析其基本行為，并構建相應的數學模型。另外還針對作業(yè)時間的隨機性，分析了作業(yè)時間隨機數據的產生，并討論了利用前向環(huán)饋仿真模塊的數據接口實現作業(yè)設備在編組站中的仿真模擬過程。在作業(yè)對象層仿真研究中，論文分析了列車、車組、車輛等作業(yè)對象的建模思路與仿

7、真方法，建立各類作業(yè)對象實體的Agent模型，分析其基本行為的數學模型，同時研究了基礎數據的產生。作業(yè)對象層仿真過程中側重于作業(yè)過程仿真，及其與線路、運營、前向環(huán)饋的數據交流。論文對運營計劃層仿真的研究主要針對編組站運營系統的調度指揮系統進行，通過對車站調度員實際調度指揮過程的分析，建立階段計劃的仿真模型。階段計劃仿真模型包括列車到發(fā)、股道運用、調機運用、編組計劃等的制定、執(zhí)行和修改過程仿真建模。 在編組站運營系統仿真軟件研究方

8、面，論文討論了仿真程序的實現，主要從仿真軟件需求分析、仿真軟件結構設計、仿真軟件模塊詳細設計以及仿真流程分析等四個方面進行研究。仿真軟件需求分析方面主要討論仿真軟件功能要求和運行環(huán)境。仿真軟件結構設計方面主要闡述了軟件總體結構、模塊劃分、人機交互模式以及系統硬件構成等。仿真軟件模塊詳細設計則是從模型詳細分析和代碼實現角度討論系統相關Agent基礎類實現、前向環(huán)饋仿真模塊實現、應用層仿真實現、編組站基礎信息制作維護以及各類數據操作接口等。