CN110104036B - 有轨电车模拟运行系统和有轨电车模拟运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有轨电车模拟运行系统和有轨电车模拟运行方法，有轨电车模拟运行系统包括实体模型组、传感器组、上位机和下位机；有轨电车模拟运行方法使用上述的有轨电车模拟运行系统对有轨电车进行模拟运行；模拟运行方法包括读取并显示预设的有轨电车模拟运行模型；根据运行设定参数数据改变有轨电车实体模型在轨道实体模型上的运行状态，同时根据运行设定参数数据改变有轨电车模拟模型在轨道模拟模型上的运行状态；根据实时的有轨电车模拟运行模型生成并显示模拟运行图组；获取多个时间点的监测数据组，根据多个监测数据组生成并显示监测数据表。有轨电车模拟运行方法可对列车行驶中的各种状况进行模拟，提前获取各个问题的解决方案。

Description

有轨电车模拟运行系统和有轨电车模拟运行方法

技术领域

本发明涉及有轨电车运行监测技术领域，具体涉及一种有轨电车模拟运行系统和有轨电车模拟运行方法。

背景技术

现有的有轨电车运行监控系统包括行车指挥系统、路口控制系统、道岔控制器和主动防护单元，其中行车指挥系统、路口控制系统、道岔控制器均与各自对应的公网通信单元连接，各公网通信单元之间通过无线方式进行通信，主动防护单元设于有轨电车的司机室内，用于识别有轨电车的障碍物，测量有轨电车与障碍物的距离。

现有的该种有轨电车运行监控系统存在的问题是，其只对列车运行过程中列车与障碍物的距离进行监控，不能监测列车与每个车站之间的距离，且列车每个时间段的发车时间和数量不能有效控制，不能提前对列车运行中可能遇到的问题进行预先模拟，应对和处理滞后。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能提前对列车运行问题进行模拟的有轨电车模拟运行系统。本发明的第二目的在于提供一种能提前对列车运行问题进行模拟的有轨电车模拟运行方法。本发明第一目的提供的有轨电车模拟运行系统包括实体模型组、传感器组、上位机和下位机，实体模型组包括轨道实体模型和有轨电车实体模型；传感器组包括设置在有轨电车实体模型上的第一电压传感器、第一电流传感器、温度传感器和湿度传感器，设置在轨道实体模型上的第二电压传感器、第二电流传感器和对射光电传感器，多对对射光电传感器沿轨道实体模型的延伸方向排列在轨道实体模型上。下位机获取来自传感器组的采集数据并生成监测数据组，上位机通过无线网络获取来自下位机的检测数据组。

由上述方案可见，在有轨电车实体模型上传感器的布置位置可根据实际路线情况而改变，方便而有效；在系统界面中设置好运行设定参数数据并启动后，有轨电车实体模型根据设定的数据在轨道实体模型上行驶，同时界面生成与有轨电车实体模型运行状态对应的模拟运行图组和监测数据表，从而直观地监测列车的行驶状况，且运行设定参数数据包括各种速度数据、监测点位置、红绿灯位置、站点和站点人数等，可对列车行驶中的各种状况进行模拟，提前获取各个问题的解决方案。

进一步的方案是，轨道实体模型呈环绕跑道状。

由上可见，此设置能减小轨道实体模型的占地面积，且不影响模拟运行效果。

本发明第二目的提供的有轨电车模拟运行方法，使用上述的有轨电车模拟运行系统对有轨电车进行模拟运行；模拟运行方法包括读取模型步骤，读取并显示预设的有轨电车模拟运行模型；模拟运行步骤，根据从交互窗口中获取的运行设定参数数据改变实体模型组中有轨电车实体模型在轨道实体模型上的运行状态，同时根据运行设定参数数据改变有轨电车模拟运行模型中有轨电车模拟模型在轨道模拟模型上的运行状态；图组显示步骤，根据实时的有轨电车模拟运行模型生成并显示模拟运行图组；数据表显示步骤，在执行图组显示步骤的同时，根据获取的多个监测数据组生成并显示监测数据表。

由上述方案可见，在系统界面中设置好运行设定参数数据并启动后，有轨电车实体模型根据设定的数据在轨道实体模型上行驶，同时界面生成与有轨电车实体模型运行状态对应的模拟运行图组和监测数据表，从而直观地监测列车的行驶状况；可根据实际需求选择不同的预存的有轨电车模拟运行模型，且运行设定参数数据包括各种速度数据、监测点位置、红绿灯位置、站点和站点人数等，可对列车行驶中的各种状况进行模拟，提前获取各个问题的解决方案。

进一步的方案是，读取模型步骤前还包括预设模型步骤；预设模型步骤中，根据从交互窗口中获取的模型设定参数数据生成有轨电车模拟运行模型，存储有轨电车模拟运行模型。

更进一步的方案是，模型设定参数数据包括站点设定参数数据、供电区间设定参数数据、监测点设定参数数据、红绿灯设定参数数据和列车设定参数数据。

由上可见，在模拟运行前，可根据实际线路中站点、监测点、红绿灯等路线因素进行预设或更改，从而提高模拟运行的匹配度和模拟结果的准确性。

进一步的方案是，图组显示步骤中，模拟运行图组包括逻辑线路图；根据有轨电车模拟运行模型和已获取的地理位置数据生成逻辑线路图。

由上可见，逻辑路线图中路线与实际线路相同，能更直观地反映列车在实际轨道上行走的位置和情况。

进一步的方案是，图组显示步骤中，模拟运行图组包括循环路线图，循环路线图的路线呈环绕跑道状。

由上可见，循环路线图中列车的运行情况与实体模型组的运行情况保持一致，便于对实体模型组进行监测和调试。

进一步的方案是，图组显示步骤中，还包括显示预存的站点图，判断对射光电传感器是否获取有轨电车实体模型的到站感应信号，若是，根据到站感应信号在站点图上显示到站提醒信息。

由上可见，站点图可用于对列车即将到达站点的情况进行提示。

进一步的方案是，站点图中显示多个站点名称和与每个站点名称对应的图形符号，到站提醒信息为图像符号的色值变化。

进一步的方案是，模拟运行步骤中，运行设定参数数据包括速度数据、启动时间数据、启动延时数据和加减速时间数据。

由上可见，设置多个与速度相关的参数能更仔细地调控列车在线路上每个位置的运行状态，加深模拟程度。

附图说明

图1为本发明有轨电车模拟运行系统实施例的连接框图。

图2为本发明有轨电车模拟运行系统实施例中实体模型组的结构示意图。

图3为本发明有轨电车模拟运行方法实施例的流程框图。

图4为本发明有轨电车模拟运行方法实施例中站点图的示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，图1为本发明有轨电车模拟运行系统实施例的连接框图，图2为本发明有轨电车模拟运行系统实施例中实体模型组的结构示意图。有轨电车模拟运行系统包括实体模型组1、传感器组2、上位机3和下位机4。实体模型组1包括轨道实体模型11和有轨电车实体模型12，传感器组2包括设置在有轨电车实体模型12上的第一电压传感器、第一电流传感器、温度传感器和湿度传感器，以及设置在轨道实体模型11上的第二电压传感器、第二电流传感器和对射光电传感器。

上位机3为具有数据处理能力的计算机，下位机为STM32单片机，轨道实体模型11和有轨电车实体模型12均通过无线网络与上位机3连接，传感器组2中多个传感器均连接到下位机 4，下位机4通过无线网络与上位机3连接。下位机4获取来自传感器组2的采集数据并生成监测数据组，上位机3通过无线网络获取来自下位机4的检测数据组。

轨道实体模型11呈环绕跑道状，轨道实体模型11具有位于外周的外轨道模型101和内轨道模型102，将对射光电传感器设置在轨道实体模型11上时，一对对射光电传感器分别设置在外轨道模型101和内轨道模型102上，且可根据需要模拟的实际路线上的红绿灯、供电区间以及停靠站点等，对多对对射光电传感器之间的设置距离进行调整。如图2示，轨道实体模型11上具有电车供电区间111、停靠站点22以及红绿灯23，供电区间111的一端具有监测点21，轨道实体模型11在检测点21、停靠站点22以及红绿灯23处均设置有对射光电传感器。

有轨电车实体模型内均设置有温度传感器和湿度传感器，第一电压传感和第一电流传感器设置在其中一个车厢模型单元上。

结合图3，图3为本发明有轨电车模拟运行方法的流程框图。首先系统执行步骤S1，从交互窗口中获取有轨电车模拟运行模型的选择数据。使用者可以在监控软件界面内的选择窗口中选择已存的与实际线路相关的有轨电车模拟运行模型，或者通过点击指令链接到文件夹内，并进一步对该文件夹内的有轨电车模拟运行模型的程序文件进行选择。随后执行步骤S2，从交互窗口中获取运行设定参数数据。监控软件的界面具有运行设定参数数据设置面板，其上具有多个运行设定参数数据的下拉选择栏或输入栏。

有轨电车模拟运行模型包括轨道模拟模型和有轨电车模拟模型。运行设定参数数据包括与轨道模拟模型相关的红绿灯数量、站点停靠站点数量、列车数量、车厢数量和供电区间数量等，还包括与有轨电车模拟模型相关的速度数据、启动时间数据、启动延时数据和加减速时间数据等，还包括与乘客相关的乘客数量、每个站点的上下乘客数量等。

优选的是，在步骤S1中选择有轨电车模拟运行模型后，可在界面中进行预先显示轨道模拟模型，随后在运行设定参数数据设置面板中填入红绿灯数量、停靠站点数量、列车数量、车厢数量和供电区间数量等参数后，还可以在预显示的轨道模拟模型上对红绿灯、停靠站点、供电区间的位置和间距进行设置和调整。另外优选的是，在轨道实体模型11上设置多对对射光电传感器后，预显示的有轨电车模拟运行模型上显示多对对射光电传感器的位置。步骤S1 和步骤S2为预设模型步骤。

运行设定参数数据设置完成并点击“确认”虚拟按键后，系统则根据运行设定参数数据更新并保持有轨电车模拟运行模型。随后系统执行读取模型步骤S3，加载步骤S1和步骤S2后保存的有轨电车模拟运行模型，并在界面中显示完整的该有轨电车模拟运行模型。随后使用者点击“模拟运行”虚拟按键后，系统则执行步骤模拟运行步骤S4，即驱动有轨电车实体模型根据运行设定参数数据在轨道实体模型上运行，同时界面中有轨电车模拟模型根据运行设定参数数据在轨道模拟模型上运行。

随后系统执行步骤S5，根据有轨电车实体模型轨道实体模型上的运行状态和运行设定参数数据生成并显示模拟运行图组和监测数据表。模拟运行图组包括逻辑路线图、循环路线图和预存的站点图。系统根据有轨电车模拟运行模型和已获取的地理位置数据生成逻辑线路图，逻辑线路图与实际的地理线路延伸方式一致；循环路线图即与实体模型组以及有轨电车模拟运行模型相匹配的循坏路线图，其上的轨道模拟模型上具有多个红绿灯、停靠站点、供电区间和监测点等，且有轨电车模拟模型在轨道模拟模型上行走。

结合图4，图4为本发明有轨电车模拟运行方法实施例中站点图的示意图。界面中具有站点图区域9，站点图区域9内具有沿第一方向排列的多个站点名称91，站点名称91与在有轨电车模拟运行模型中的各个站点名称对应，每个站点名称91的上下两侧分别具有圆形符号92 和圆形符号93，多个圆形符号92沿第一方向排列，多个圆形符号93沿第一方向排列。

在轨道实体模型中，由于“站点”实为对射光电传感器，当有轨电车实体模型到达“站点”时，此时系统判断对射光电传感器则获取有轨电车实体模型的到站感应信号，在站点图区域 9中，在该“站点”对应的站点名称91所对应的圆形符号92或圆形符号93则改变颜色，从而成为到站提醒信息。通过获取两个到站感应信号可对有轨电车实体模型的运行方向进行判断，从而选择改变圆形符号92的颜色或是改变圆形符号93的颜色。

优选的是，在轨道实体模型中，在相邻的两个“站点”之间还设置有对射光电传感器，而在站点图区域9上，在相邻的两个圆形符号92之间还设置有额外的圆形符号94，相邻的两个圆形符号93之间还设置有额外的圆形符号95，当有轨电车实体模型到达相邻的两个“站点”之间的对射光电传感器时，圆形符号94或圆形符号95则改变颜色，从而成为途中提醒信息。监测数据表除了包括各个时间点上的运行设定参数数据中的各个监测数据外，还包括电车实时速度、电车到达下一个“站点”的预算时间和根据“站点”上下车人数数据而计算的站点停靠时间等监测数据。优选地，系统预存有阈值数据组，若某项监测数据的数值超过阈值数据组中对应项监测数据的标准值时，在监测数据表中，该项监测数据所在窗口则改变填充颜色以产生提醒和警告效果，还可通过弹出提醒窗口进行进一步警告。

结合生成的模拟运行图组和监测数据表可直观地监测列车的行驶状况，在软件中可根据实际需求选择不同的预设的有轨电车模拟运行模型，且运行设定参数数据包括各种速度数据、监测点位置、红绿灯位置、站点和站点人数等，可对列车行驶中的各种状况进行模拟，提前获取各个问题的解决方案。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

采用有轨电车模拟运行系统进行有轨电车模拟运行；

所述有轨电车模拟运行系统包括：

实体模型组，包括轨道实体模型和有轨电车实体模型；

传感器组，包括设置在所述有轨电车实体模型上的第一电压传感器、第一电流传感器、温度传感器和湿度传感器，所述传感器组还包括设置在所述轨道实体模型上的第二电压传感器、第二电流传感器和对射光电传感器，多对所述对射光电传感器沿所述轨道实体模型的延伸方向排列在所述轨道实体模型上；

上位机和下位机，所述下位机获取来自所述传感器组的采集数据并生成监测数据组，所述上位机通过无线网络获取来自所述下位机的所述监测数据组；

所述有轨电车模拟运行方法包括：

读取模型步骤，读取并显示预设的有轨电车模拟运行模型；

模拟运行步骤，根据从交互窗口中获取的运行设定参数数据改变所述实体模型组中所述有轨电车实体模型在所述轨道实体模型上的运行状态，同时根据所述运行设定参数数据改变所述有轨电车模拟运行模型中有轨电车模拟模型在轨道模拟模型上的运行状态；

图组显示步骤，根据实时的所述有轨电车模拟运行模型生成并显示模拟运行图组，所述模拟运行图组包括逻辑线路图，根据所述有轨电车模拟运行模型和已获取的地理位置数据生成所述逻辑线路图；

数据表显示步骤，在执行所述图组显示步骤的同时，根据获取的所述监测数据组生成并显示监测数据表。

2.根据权利要求1所述的有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

所述轨道实体模型呈环绕跑道状。

3.根据权利要求1所述的有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

所述读取模型步骤前还包括预设模型步骤；

所述预设模型步骤中，根据从交互窗口中获取的模型设定参数数据生成有轨电车模拟运行模型，存储所述有轨电车模拟运行模型。

4.根据权利要求3所述的有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

所述模型设定参数数据包括站点设定参数数据、供电区间设定参数数据、监测点设定参数数据、红绿灯设定参数数据和列车设定参数数据。

5.根据权利要求1所述的有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

所述图组显示步骤中，所述模拟运行图组包括循环路线图，所述循环路线图的路线呈环绕跑道状。

6.根据权利要求1所述的有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

所述图组显示步骤中，还包括：

显示预存的站点图；

判断所述对射光电传感器是否获取所述有轨电车实体模型的到站感应信号，若是，根据所述到站感应信号在所述站点图上显示到站提醒信息。

7.根据权利要求6所述的有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

所述站点图中显示多个站点名称和与每个所述站点名称对应的图形符号，所述到站提醒信息为所述图形符号的色值变化。

8.根据权利要求1至7任一项所述的有轨电车模拟运行方法，其特征在于：

模拟运行步骤中，所述运行设定参数数据包括速度数据、启动时间数据、启动延时数据和加减速时间数据。

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