几种轨道交通仿真软件的特点与结构

几种轨道交通仿真软件的特点与结构

运用计算机动态仿真手段，对轨道交通运营管理等进行仿真，从而指导车站设计和设施配置及运营优化，是轨道交通车站设计的新思路。国内外在这方面已具有较为成熟的经验，并开发了相关仿真工具，本文将介绍目前应用比较广泛的几种轨道交通仿真软件。RailSysRailSys 是由德国汉诺威大学（University of Hannover）和德国铁路管理咨询公司（RMCon）共同研发的基于路网的铁路运输微观模拟仿真系统。作为一款铁路基础设施及时刻表仿真、优化和管理软件，该系统适用于各种规模铁路网络的分析、设计和优化等。能够微观模拟至单个列车对某一股道的占用情况，可用于路网能力分析，新型信号安全技术研究和列车运行图的评价等。可以真实的呈现铁路路网全系统运行情况，对分析变化的运输需求对现有铁路运输系统的影响、基础设施的改扩建、信号系统的安全及可用性评价、列车时刻表的制定和优化等起到重要的辅助决策作用。 该系统目前在欧洲及世界范围铁路运输业得到了广泛应用，如科隆-莱茵、悉尼-堪培拉等高速铁路线，慕尼黑、科隆、悉尼、墨尔本的城市铁路以及柏林和哥本哈根的铁路网络等。系统主要组件RailSys 仿真系统主要包括6大组件：路网基础设施管理器、列车运行图（时刻表）管理器、仿真管理器、评估管理、占用计划管理器和列车调度管理器。OPENTRACKOPENTRACK来源于本世纪90年代中期瑞士联邦研究院(Swiss Federal Institute of Technology)。该项目目的是在轨道交通应用中采用面向对象的思想开发一个拥有友好用户界面的软件工具来解决轨道运营仿真问题。今天，各国的轨道交通行业，轨道交通系统供应商，大型咨询公司和大学等都在使用OPENTRACK。包括以下几部分 ：路网的图形编辑器，列车属性编辑器，时刻表管理数据库，仿真，结果输出等。路网图形编辑器对轨道网拓扑及与运营有关的信息进行编辑，如设定行车路线的起终点等。列车属性编辑器可以对列车的技术参数进行修改，如重量、长度、速度等。时刻表管理数据库包括到达和出发时刻、停站时间及列车编组信息。为了找出无冲突的时刻表，只有通过仿真程序来分析。同时，在仿真程序中还可以进行外部影响因素的敏感性分析，如额外的停站时间延误。整个仿真过程可以在计算机屏幕上通过动画演示。同时，控制方案也可以作为仿真的输入，以体现运营中人工干预的情形。 STRESISTRESI程序由德国亚琛的RWTH技术大学开发，内容包括：设备数据录入，列车数据录入，行驶时间和占用时间计算，仿真计算，输出等。STRESI仿真程序由于其应用范围仅限于复线的轨道线路，故相对较少被使用,但对于其特定的应用范围(复线)，该程序能得出可靠的计算结果。设备数据录入包括设备数据和信号控制数据的输入和管理。一旦列车数据被录入，就可以计算相应的行驶时间和占用时间。可以对时刻表中的出发时刻 、发车频率进行定义；也可以分时段(如每小时)定义，甚至可以产生随机的时刻表。 RailPlan德国VIT公司的RailPlan是一个基于列车牵引计算的仿真软件，它可以根据线路基础数据和列车牵引数据来模拟列车的运行。软件包括了列车延误分析，列车时刻表可靠性量化分析，非正常运行下运输能力的计算等功能。RailPlanTM英国的RailPlanTM是一个基于线路与车站基础数据的运输组织仿真系统，它通过分析列车延误的概率和数量来测试出由于列车之间的相互作用而传递所造成的延误情况，从而对列车开行方案的可靠性进行了分析。列车运行计算系统（GTMS）GTMS由北京交通大学与香港理工大学合作开发，能够提供各种条件下系统相关指标的自动计算，为工程咨询人员提供铁路工程项目新建或改造过程中的多方案比选结果，机车运行操作方案的优化，列车运行过程的动态演示等。结束语使用仿真程序是对设施使用进行优化的基础，这使得仿真程序还要能计算相应的设施建设、运营维护费用以及收益水平和能力。此外，随着地区城际铁路的发展、地区城际铁路和城市轨道交通的一体化，轨道交通管理中不可避免地要对两个系统的运营进行统一考虑，这也是仿真程序所面临的新的挑战。