信息管理系统及其应用地铁列车信息管理系统控制及故障诊断-开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

如何保障城市轨道交通的安全运营，使地铁车辆智能控制更加优化，同时又能更加简化地铁列车信息管理系统的网络拓扑控制，进而达到降低地铁车辆建造成本，一直是各个城市的城轨交通运营单位与城轨车辆制造龙头所关注的热点和难点。综合近期我国有关的研究文献来看，主要存在以下观点：

在《城市轨道交通》的观点中，优化地铁列车信息管理系统的功能称为业内关注的话题。对于目前各大城市地铁运营单位而言，特别是沿海的一线城市，随着地铁列车载客量的增大，运行速度不断提高，这对列车安全性和可靠性提出了更高的要求。地铁列车在运营时间，特别是早晚客流高峰期间，因为列车各系统出现故障，而列车的控制系统未能及时作出相应分析，导致地铁司机未能及时作出相应的故障处理措施，以至于正线清客或者列车救援的事件层出不穷，而这个一直也是业内难以回避的难题。而地铁列车信息管理系统能够实现列车全线自动驾驶、超速防护以及故障分析和远程监控的功能，减少了人工控制的环节，提高了响应速度和可靠性，如何让地铁列车的大脑中枢更加优化和发达，就成了国内各轨道交通研究院的重要研究方向。作者认为，地铁车辆的信息管理系统的不断优化，才能从根源上减少列车各系统发生故障的概率，从而实现安全运营的目的。目前国内的研究，已出现模糊神经网络控制系统的理论及其在地铁列车运行中的应用方法，主要的研究工作可以概括为以下几个方面：①研究了列车运行控制在常规PID控制和智能控制两个方向上的应用理论和系统设计方法，并且分析了这些方法的优缺点。 ②研究了模糊神经网络控制系统的设计方法，通过对模糊神经网络普遍适应性的阐述，从理论上说明了在列车控制系统中应用FNN的可行性。 ③分析了在铁路列车运行控制中所存在的模糊性问题和安全性问题。从被控对象数学模型的建立、控制信息的测量和控制目标函数的确定等几个方面进行了分析。对比了常规控制方法和司机实际驾驶操作在控制策略和控制效果上的差异，讨论了在铁路列车控制中应用模糊控制方法的重要性和必要性。 ④应用一种基于模糊神经网络的自适应控制系统，整个系统由控制器和辨识器构成。其中的控制器采用由模糊基函数构成的模糊神经网络，为了提高网络的收敛速度，文中应用了一种尺度变换快速算法(MDFP)；辨识器采用一个简单的三层神经网络。⑤.通过对影响列车运行因素的分析，确定了应用于列车运行控制的模糊神经网络的整体结构。 

（二）国外研究现状

关于优化地铁列车智能控制，同时简化地铁列车信息管理系统的，保障地铁列车安全运营的问题，从国外几大轨道交通车辆制造龙头的应用角度看，如何优化地铁列车信息管理系统，似乎并不是一条天险通华山，而是条条大路通罗马，几家国外轨道交通制造的龙头给出了不一样的研究方向。①西门子公司的列车网络控制系统应用多种总线技术。将分布在全列车上的计算机应用系统或完成特定功能的智能设备互连起来是一种典型的实时分布式控制系统。列车通信网络系统TCN(Train Communication Network)就是运用于其中进行信息交换的数据通信平台,列车通信网络标准IEC61375-1则是IEC为车载数据通信而制定的一项国际标准,旨在为各种列车控制应用建立一个标准的信息通信平台。TCN标准将列车通信网络定义成两级分层结构。各个车辆间的数据通信网络称为绞线式列车总线WTB,同一车辆内部或固定编组的不同车辆间各种设备之间的数据通信网络称为多功能车辆总线MVB。通过TCN技术将复杂的列车控制功能下放到不同的层次,简化了列车网络控制系统的结构,实现了真正意义上的分布式列车控制。由于MVB和WTB采用了两种完全不同的方式进行非周期信息的调度,MVB采用基于冲突的事件仲裁机制进行消息事件的查询和发送,而WTB则采用按序轮询的方式进行非周期信息的传输。为此，对MVB和WTB非周期信息通信时的响应时间特性进行了研究,分别提出了非周期信息最长响应时间的计算方法。②庞巴迪公司提出了基于CANopen总线的地铁列车控制网络系统的设计方案。通过分析总线静态服务性能的各个参数，验证了CANopen和HDLC总线协议适配的可行性,并对其协议转换模型进行了深入的探讨。 CANopen列车控制网络系统在硬件结构上主要分为四个部分:网络主控制器、车辆控制器、CANopen/HDLC网关和中继器。在协议转换模型研究的基础上,提出CANopen/HDLC网关的设计方案。网关的硬件设计包括LPC2294处理器模块、CANopen总线通信模块和HDLC通信总线模块三部分。

国内外现状的优缺点比较

关于国内外地铁信息管理系统研究的优缺点比较，可从其研究方向进行剖析。国内研究：国内研究虽是师承国外技术，研究方向历年以来却是发了本质的改变，以整个系统为主，整个网络控制系统内构建更多的组成部件，以更多的模块化部件来提高整个系统的分析诊断能力，而将单个的组成部件简易化且易于维护保养，从而达到提高列车信息管理系统的智能优化的同时又降低了制造成本，可缺点却也显而易见，因过度追求于控制成本与方便维护保养，单个系统组成模块数量众多，系统间通讯极易出现故障，远期来看维护成本无疑是更多。国外研究：国外研究方向正好与国内相反，西门子与庞巴迪都以MVB、CAN总线为枢纽，提高系统组成部件的性能，增强单个系统组成单元的功能，减少组成单元的数量，从而达到提高整个列车信息管理系统的分析诊断性能以及加强整个列车信息管理系统稳定性的目的，可是因为对系统单元分析能力的要求提高，相应的要求单个单元的技术水平也要提高，这却需要建立在科研水平的长期积累上，而且制造成本也相应增加。综上所述，基于本国的科研水平研发出的地铁列车信息管理系统才是最合适的。

二、^范文提纲

1地铁列车信息管理系统的相关术语和缩略语

2地铁列车信息管理系统控制部分说明

2.1配置及结构说明

2.2功能说明

2.2.1列车控制功能

2.3技术参数

2.4单元模块说明

2.4.1车辆控制模块VCMe

2.4.2事件记录仪模块ERMe

2.4.3中继器模块REPA、REPB

2.4.4数字量输入输出模块DXMe

2.4.5模拟量输入输出模块AXMe

2.4.6人机接口单元HMI

3地铁列车信息管理系统诊断部分说明

3.1诊断系统的配置

3.2诊断系统的操作模式

3.3诊断系统的操作等级

3.3.1单元级

3.3.2列车级

三、参考文献

（10篇以上）

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[11]符伟杰。列车通信网络特性仿真研究分析[D].西南交通大学，2011年