第三章基礎設施建模

第三章基礎設施建模了解軌道交通基礎設施的建模流程和基礎數(shù)據(jù)

了解Opentrack軟件的數(shù)據(jù)管理方法

了解Opentrack軟件用戶參數(shù)設置方法

掌握軌道交通線路建模方法

掌握軌道交通車站建模方法

掌握軌道交通信號系統(tǒng)建模方法學習目標第三章基礎設施建模3.1基礎設施建模流程

基礎設施模型構建主要完成路網(wǎng)模型構建，包括建立鐵路線網(wǎng)結構、車站和信號系統(tǒng)。基礎設施模型構建流程及所需數(shù)據(jù)信息，如圖3-1所示。圖3-1基礎設施模型構建流程3.2基礎設施仿真實踐案例以一個城市軌道交通中的一部分作為仿真實踐案例，案例包括8個運行車站，其中2個服務輔助車站為作業(yè)站（無乘客上下），6個中間站為乘客上下車站，基礎設施示意圖，如圖3-2所示。圖3-2基礎設施示意圖3.3工程創(chuàng)建及用戶參數(shù)設置基礎設施建模是通過圖形化工具在OpenTrack軟件的工作表區(qū)域內(nèi)完成，以.opentrack為文件后綴存儲。OpenTrack軟件仿真過程還需要使用不同類型的數(shù)據(jù)，例如列車、時刻表等，這些數(shù)據(jù)通常在OTData文件夾下以數(shù)據(jù)庫文件形式存儲，包括運行線路、機車、列車、車次、車站、時刻表數(shù)據(jù)，OTOutput文件夾下存儲仿真輸出數(shù)據(jù)。

通常通過用戶參數(shù)設置，保證仿真數(shù)據(jù)完整。菜單“Info→Preferences”打開參數(shù)設置窗口進行設置。文件存儲路徑及文件名設置圖3-3用戶參數(shù)設置窗口列車限速類型g列車類型ETCS信號系統(tǒng)參數(shù)設置顯示參數(shù)設置線路沖突類型設置文件存儲路徑3.4路網(wǎng)拓撲結構建模路網(wǎng)的拓撲結構是指在路網(wǎng)上由車站與區(qū)間組成的關系網(wǎng)絡圖，Opentrack軟件中通過雙頂點、軌道和車站等圖形化元素構建形成軌道線網(wǎng)拓撲結構，并通過屬性參數(shù)表示線路的里程、平/縱斷面等信息。3.4.1雙頂點的創(chuàng)建與設置OpenTrack軟件采用雙頂點(Vertex)結構表示線路的端點，表明該點處線路屬性（如坡度、半徑、限速等）發(fā)生變化或設置有信號設備，在OpenTrack中頂點不會單獨出現(xiàn)，總是成對出現(xiàn)的，使用雙頂點是為了避免出現(xiàn)不可能的路徑。例如，傳統(tǒng)的單頂點表示的單開道岔如圖3-4所示，Opentrack中用雙頂點表示的單開道岔如圖3-5所示。

圖3-4單頂點表示的單開道岔圖3-5雙頂點表示的單開道岔3.4.1雙頂點的創(chuàng)建與設置1.創(chuàng)建并設置頂點屬性

(Vertex)3-8頂點屬性設置窗口勾選此項，則該頂點為車站頂點頂點的名字，一般用默認值公里標車站標記（如果該頂點在車站區(qū)域內(nèi)）復選框選中時，表示道岔處于默認位置顯示從頂點位置開始的paths數(shù)選中此項，表示該頂點表示該頂點位置是絕緣接頭道岔轉換時間連接文檔的連接頂點編號使道岔從默認位置轉向相反位置顯示從頂點位置開始的Shuntings/Overlaps數(shù)顯示從頂點位置開始的routes數(shù)顯示從頂點位置開始的Itinerarites數(shù)選中此項，表示該頂點表示該頂點位置有計軸器連接文檔的名稱單擊工具箱中的在工作表區(qū)域內(nèi)單擊鼠標即可添加一個頂點。頂點屬性設置如圖3-8。3.4.1雙頂點的創(chuàng)建與設置2.在既有軌道上插入一個Vertex頂點3.在既有軌道上刪除一個Vertex頂點4.將既有雙頂點分成兩個雙頂點5.合并兩個雙頂點6.頂點復制7.設置頂點顯示尺寸8．車站頂點（StationVertex）圖3-12車站頂點示意圖3.4.2軌道（EDGES）

1.創(chuàng)建軌道(1)從工具面板選擇工具；(2)鼠標點擊起始頂點(3)保持按壓鼠標左鍵（慣用左鍵）移動至目標頂點(4)釋放鼠標，軌道“Edge”被成功創(chuàng)建2.編輯軌道屬性

如圖3-13所示限速類型長度曲線半徑坡度是否裝有應答器或無線通信列控信號勾選此項表示信號燈后方區(qū)段為安全余量的一部分是否隧道是否裝有導向軌或齒軌供電組名稱圖3-13軌道屬性編輯進路名稱線路名稱軌道名稱改變軌道方向改變軌道占用狀態(tài)3.4.2軌道（EDGES）3.顯示軌道方向菜單Format

ShowDirectionofEdges.，讓工作表區(qū)域的所有軌道方向通過箭頭指示4.改變軌道方向用工具面板的選擇工具選擇預改變方向的軌道，點擊菜單tools的Inspector命令，打開軌道屬性編輯窗口，點擊按鈕“Swap”可以改變選中軌道的方向。圖3-14用箭頭指示方向的軌道3.4.3安全區(qū)段（SAFETYELEMENT）

安全區(qū)段是指同一時間僅能被一列火車占用的軌道區(qū)段，是鐵路網(wǎng)的基本構成單元，在OpenTrack程序中，一個安全區(qū)段可由一個或幾個“Edge”組成，它們僅能被同時占用或同時空閑。

圖3-15安全區(qū)段合并命令創(chuàng)建的道岔安全區(qū)刪除直軌邊創(chuàng)建的道岔安全區(qū)段3.4.4連接頂點（CONNECTORVERTEICES）

連接頂點工具能夠幫助用戶實現(xiàn)不同工作表界面、不同文件、同一工作表中的不同位置處的頂點連接起來，建立、顯示一個完整的鐵路網(wǎng)絡。

頂點（指雙頂點中的一個點）可以實現(xiàn)連接的條件是：⑴工作表有合法的命名；⑵頂點沒有信號設備；⑶頂點沒有連接軌道。3.4.4連接頂點（CONNECTORVERTEICES）1.創(chuàng)建連接頂點（1）插入連接頂點。從工具選項面板選擇連接頂點工具，點擊第一個布局（或鐵路網(wǎng)絡）中要連接的雙頂點，連接頂點（Connector1）即被創(chuàng)建。重復步驟1在另一個要連接的線路布局中創(chuàng)建連接頂點（Connector2），如圖3-16所示。（2）創(chuàng)建連接操作。首先確認要連接的兩個頂點所在的文件已經(jīng)打開，并且有文件名，從工具面板選取軌道工具，，點擊鏈接頂點（Connector1）按鼠標左鍵拖拽頂點（Connector1）至目標頂點（Connector2）（在連接目標頂點附近，鼠標會出現(xiàn)一個+符號），放開鼠標左鍵。圖3-16插入連接頂點3.5信號機部署與設置信號是軌道交通系統(tǒng)中指示列車運行及調(diào)車作業(yè)的命令，指示運行條件，保證行車安全、提高區(qū)間和車站通過能力。1.信號機的種類Opentrack中使用兩種類型的信號：具有變化信息的信號（如燈光信號、信標）和停車位置指示信號。

燈光信號又細分為主信號（可顯示停止運行的信號）、預告信號（預告進站信號機等主信號機的顯示狀態(tài)，無停止信號）、組合信號（主信號和預告信號組合）和調(diào)車信號，主信號（包括組合信號）又進一步細分為進站信號（Homesignal）、出站信號(Exitsignal)、閉塞信號(Blocksignal)。2.信號機與防護線路之間的關系信號機附著在“頂點”上，但它防護的是軌道線路。在圖3-18中顯示了信號機與附著頂點和防護線路之間的關系，軌道上側的信號機防護的是頂點右側的線路，它附著在雙頂點的“左點”上。為了滿足信號機和所防護線路的關系，在添加信號機時需要將信號機添加到正確的頂點上。圖3-18信號機、附著頂點和所防護線路的關系3.布置信號機從工具選項板選擇信號工具；鼠標左鍵點擊要布置信號的頂點（注意：信號可布置在線路兩側，因此必須點擊用戶創(chuàng)建信號要控制的線路方向相對應的一側），布置的信號機將附著在該頂點上。信號機的位置可以根據(jù)需要改變位置，在“選擇命令”狀態(tài)下，選中信號機，就可以將其放置任意位置，但是為了讀圖方便，應將信號機放置在附著頂點附近。2.設置信號機屬性在“SignalInspector”中編輯和設置信號屬性，如圖3-19圖3-19信號機屬性設置信號機類型改變信號機狀態(tài)列車允許進入信號機后區(qū)段視距信號機顯示特征3.6車站（STATIONS）及車站區(qū)域Opentrack軟件采用兩種方式管理車站數(shù)據(jù)，即車站數(shù)據(jù)庫和工作表中的車站對象。3.6.1車站數(shù)據(jù)庫Opentrack使用數(shù)據(jù)庫文件存儲車站信息，文件后綴為.stations，用戶可以通過菜單Info

preferences命令選擇可用的車站數(shù)據(jù)庫，也可以使用菜單“tools

Stations”打開車站數(shù)據(jù)窗口，建立新車站數(shù)據(jù)庫，如圖3-23所示。圖3-23車站記錄編輯窗口車站列表3.6車站（STATIONS）及車站區(qū)域3.6.2創(chuàng)建工作表中的車站從工具面板選取車站創(chuàng)建工具，在工作表中要創(chuàng)建車站的位置的點擊鼠標左鍵，車站圖標即被創(chuàng)建，如圖3-26.3.6.3設置車站屬性在工作表中選擇車站圖標，單擊鼠標打開快捷菜單中選擇“Inspector”命令，如圖3-27。車站圖標與車站列表中的某個車站關聯(lián)后，工作表中的車站圖標將顯示彩色。圖3-26工作表中的車站圖標圖3-27設置車站屬性車站圖標車站列表車站類型車站控制類型3.6.4定義車站區(qū)域OpenTrack軟件中通過定義車站區(qū)域將車站范圍界定出來，形成完整的車站范圍，便于數(shù)據(jù)管理。車站區(qū)域包括從一端進站信號機至另一端出站信號機區(qū)域內(nèi)的所有對象，包括車站頂點、軌道、信號和一個車站圖標，需要注意，列車在車站停車時，列車應完全位于車站區(qū)域內(nèi)。定義車站區(qū)域操作步驟如下：(1)從選項板選取指針工具。⑵用鼠標左鍵繪制矩形框，將車站內(nèi)的元素都選中包含在內(nèi)，如圖3-30所示。⑶點擊菜單命令Function→Group→StationArea，則相關頂點將以不同的彩色顏色顯示，同時被包含在車站區(qū)域內(nèi)的所有物體（如雙頂點、軌道等）在其屬性中均包含有車站名稱縮寫。圖3-30車站區(qū)域3.7供電區(qū)域

OpenTrack程序允許在工作表中定義鐵路供電區(qū)域，并進行屬性設置。供電區(qū)域最重要的屬性是該區(qū)域提供的電源類型。OpenTrack包括35種不同的電源類型（如AC15kV162/3Hz、DC3000V等）以及用戶自定義類型。供電區(qū)域的創(chuàng)建和設置過程如下:（1）創(chuàng)建供電圖標（2）定義供電區(qū)域（3）設置供電屬性圖3-32電力供應的變化——絕緣區(qū)段3.8測量窗口及輔助顯示

3.8.1測量窗口測量窗