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基于模块化C/S架构的地铁列车动态仿真系统的设计与实现
| 论文题名： | 基于模块化C/S架构的地铁列车动态仿真系统的设计与实现 |
| 关键词： | 模块化设计;C/S架构;地铁列车;实时监控;动态调整;粒子群算法 |
| 摘要： | 随着社会的高速发展，城市规模极具增长，城市人口快速增加。无论是上下班通勤还是节假日旅行，人口流动的刚性需求大大超出了地面交通的负载能力。为缓解日益严重的交通拥堵问题，城市轨道交通以其立体化、大容量、方便快捷的特点成为衡量城市交通能力的一项重要指标。然而，以地铁系统为主的城市轨道交通系统是一个高维度、多质点的复杂系统，在结构上不断进行时空迭代，在功能上不断进行乘客交互，在运行过程中难免发生由于人为因素或自然因素造成的列车晚点情况，进而无法满足乘客的出行需求。本文将针对地铁系统，采用模块化与Client/Server相结合的架构方式，设计一种基于运行图、车站客流和动态调整的地铁列车动态仿真系统，使用北京地铁亦庄线的线路数据对列车运行图生成、列车模拟运行、列车2D监控等功能模块进行实现，并在系统基础上进行列车晚点场景搭建和调整算法设计，完成列车动态调整，具体内容如下: 首先，基于地铁列车运行动态仿真系统的各项功能，进行模块化设计的研究。从仿真系统的总体需求出发，将系统划分为以调度为主的调度层、以列车运行和监控为主的线路层和以客流为主的站台层，采用模块化的设计思想减少模块间的应用处理耦合程度，采用C/S的设计模式明确模块间的事物处理接口，并最终形成参数配置等九大模块，完成运行图管理、列车运行与监控、客流交互管理等功能模块的内部设计和接口通信。 其次，基于北京地铁亦庄线的基础数据，进行仿真系统模块实现和功能测试的研究。仿真系统利用北京地铁亦庄线的区间长度、车站信息和车次信息等数据作为系统底层数据，在系统后端采用数据库E-R模型的方法，在系统前端采用面向对象的winForm控件触发的方式，完成地铁列车运行动态仿真，并结合平峰和高峰时期的时刻表生成和列车运行监控进行了效果分析，经验证，系统具备良好的稳定性和可靠性。 最后，根据建立的基于亦庄线的地铁列车运行动态仿真系统，对列车晚点场景下的动态调整进行研究。以尽快恢复列车正点运行为目的，建立列车运行调整模型，并采用改进的粒子群优化算法对模型中的实际到发时间指标进行求解分析，同时建立晚点场景，将动态调整的理论研究成果应用于建立的仿真系统中，经验证，动态调整方法能有效的消除由于某车次晚点造成的列车延误，也能在仿真系统中进行软件实现，使得仿真系统具备应对突发状况的能力。 |
| 作者： | 郑博文 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 董海荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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