一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统技术方案

本发明专利技术涉及一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，包括工控机和有轨电车轨道信号系统OLC，所述的工控机通过DIO板卡与有轨电车轨道信号系统OLC连接，所述的工控机内嵌UI交互模块、交通流仿真模块和道路交通信号控制系统TSC，所述的UI交互模块分别与有轨电车轨道信号系统OLC和交通流仿真模块连接，所述的交通流仿真模块与道路交通信号控制系统TSC连接。与现有技术相比，本发明专利技术具有提供了真实可靠的有轨电车信号系统仿真环境等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统
本专利技术涉及一种道路交通信号仿真系统，尤其是涉及一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统。
技术介绍
在目前的城市公共交通系统中，现代有轨电车作为新一代绿色可持续发展的交通工具，开始重新进入人们的视野，其具备中运量、造价低、建设周期短、污染小，噪声小等特点，非常适合承担我国中小型城市的骨干公交或大型城市周边的郊区接驳的功能。我国很多城市也逐步开始建设现代有轨电车线路。现代有轨电车系统的主要应用场景为城市道路交通，没有完全封闭的行驶空间，在城市道路交叉口大多数采用平交的形式布设，导致有轨电车在交叉口需要与道路交通共享路权。为了提高有轨电车的行程车速，诸多有轨电车项目都采取了引入路口优先的交叉口控制模式。当有轨电车接近路口时，有轨电车轨旁信号系统会向道路交通信号控制系统发送列车接近的信号，之后由道路交通控制机完成运算并向有轨电车信号系统反馈通信信号的状态，收到信号开放的状态后，有轨电车信号系统将为列车开放其专属的信号灯，给予列车通行并保障道路交通的安全。在实际的工程项目中，利用工控机、交通流仿真软件与DIO板卡搭建一套有轨电车道路交通仿真信号系统，能够实现对有轨电车全线道路交通流的仿真，并可根据实际项目中的设计需求，通过DIO板卡实时向有轨电车路口优先系统输出各交叉口的信号状态，模拟道路交通信号系统与有轨电车信号系统间的数据交互，实现道路交通与有轨电车信号两个大系统的互联。该仿真系统可以实现与有轨电车仿真测试平台的对接，更真实的模拟有轨电车的实际运行状态，即可作为有轨电车及道路交通流的交通仿真研究，也可作为有轨电车路口优先信号系统的测试工具，具有部署简单、成本低、仿真还原度高等优点。目前，国内还没有集成道路交通控制系统与有轨电车信号系统的仿真测试平台，绝大多数针对有轨电车的仿真测试仅基于交通流仿真软件中的有轨电车模块。通常的交通流仿真软件不具备完全仿真有轨电车信号系统的功能，故仿真结果往往与实际运行结果差异较大。因此搭建完善的有轨电车道路信号仿真测试软件，实现道路交通仿真平台与轨道信号系统仿真平台的对接，在有轨电车系统的设计、设备的测试、道路交通影响分析等方面有极为重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，包括工控机和有轨电车轨道信号系统OLC，所述的工控机通过DIO板卡与有轨电车轨道信号系统OLC连接，所述的工控机内嵌UI交互模块、交通流仿真模块和道路交通信号控制系统TSC，所述的UI交互模块分别与有轨电车轨道信号系统OLC和交通流仿真模块连接，所述的交通流仿真模块与道路交通信号控制系统TSC连接；所述的UI交互模块通过DIO板卡接收有轨电车轨道信号系统OLC的检测器信号后，通过软件接口向TSC输出，实现对仿真场景中有轨电车路口优先的触发，TSC则能够根据这些优先信号，运转有轨电车路口优先策略并调整道路信号，仿真TSC路口优先应用后，当信号轮转到有轨电车优先通信相位时，通过软件接口向UI交互模块输出对应的轨道信号控制指令，UI交互模块经过解析与处理，再由DIO板卡向OLC输出轨道信号灯的控制信号量，最终完成有轨电车信号优先的实施以及道路轨道两大系统的联动。优选地，所述的DIO板卡包括数字输入板卡、数字输出板卡、第一端子排、第二端子排和继电器，所述的数字输入板卡通过第一端子排与有轨电车轨道信号系统OLC连接，所述的数字输出板卡依次通过第二端子排和继电器与有轨电车轨道信号系统OLC连接。优选地，所述的有轨电车轨道信号系统OLC包括轨道信号灯、轨旁检测器、轨道信号控制机，所述的轨道信号控制机分别与轨道信号灯、轨旁检测器连接，所述的轨旁检测器布设在临近路口的有轨电车轨道；所述的轨旁检测器根据功能的不同布设在不同位置，距路口由远及近可依次分为预告检测器、请求检测器、进入检测器和离开检测器；当列车驶过轨旁检测器时，轨旁检测器将会被激励并向轨道信号控制机输出电平信号，轨道信号控制机在收到信号后，根据控制逻辑，将对应信号输出给TSC，并根据TSC的反馈，来驱动有轨电车的轨道信号灯，以此来实现有轨电车信号与道路交通信号的统一联动。优选地，所述的UI交互模块为用于提供给用户的操作界面，用户在操作界面上直观的看到有轨电车信号系统中各轨旁检测器，轨道信号灯，以及路口优先预告、请求、占用状态；通过手动输入模式，控制有轨电车轨道信号系统OLC中的各轨旁检测器、轨道信号灯状态，模拟不同的测试场景；加载仿真地图，通过交通流仿真模块的接口查看列车在仿真场景中的实时运行状态与关键参数。优选地，所述的交通流仿真模块利用交通流仿真软件的接口，后台实现与仿真场景的对接，能够向UI交互模块输出道路交通流仿真场景中的各项关键参数与交通评价结果，UI交互模块能够通过接口向仿真场景输入轨道信号系统的控制参数，完成对有轨电车在真实线路中的运行仿真。优选地，所述的工控机通过电平信号采集的方式与有轨电车轨道信号系统OLC连接；其中工控机带有可扩展的板卡插槽，用户可根据需求安装相应数量的DIO板卡，通过DIO板卡的驱动与开发工具，能够实现操作系统软件的信号量与物理电平信号量的转换，实现从软件层面到硬件层面的输入输出。优选地，所述的DIO板卡可通过外接端子排与继电器，使仿真系统能够适应具有不同输入输出布设的OLC，能够支持不同电压下的输入输出信号采集；采用此种方式能够在硬件与软件上充分仿真真实的OLC与TSC接口。优选地，所述的仿真系统不仅支持针对有轨电车线路上单个路口优先系统的仿真，还可支持多路口乃至全线的仿真测试；可根据用户需求的路口、信号量的数量，扩展工控机与DIO板卡卡，为用户提供多路口的仿真测试场景；同时，针对多路口的测试需求，仿真系统还具备了以太网的接口与通信方式，当用户没有接入大量真实OLC的需求时，仿真系统能够通过网络与外部实现数据交互，通过以太网的形式输入与输出采集信号量。优选地，所述的UI交互模块为用户提供了图形化的显示界面与用户友好型交互操作，实际工程应用场景中的轨旁检测器输出激励信号、OLC向TSC输出的电平信号、TSC向OLC输出的灯位控制信号都在UI交互模块中直观呈现；UI交互模块为用户提供了两种控制模式，自动输入模式与手动输入模式，自动输入模式下，仿真系统能够根据从真实OLC采集来的检测器信号量，驱动TSC与工控机，并实时向OLC输出有轨电车专用信号灯的控制信号量；用户能够在UI交互模块界面上直观看到各信号量的发送与接收状态：预告、请求、进入和离开检测器状态，有轨电车专用信号灯状态，道路交通流运行情况；手动输入模式下，界面上的所有轨旁检测器与轨道信号灯将变为可点击状态，用户可通过点击界面上的检测器、轨道信号灯控件，手动完成信号量的输入或输出；手动模式将充分提升用户测试的自由度，用户能够通过点击控件来模拟一些实际运行中较难出现的复杂场景，或是模拟一些异常输入输出对OLC的运行稳定性进行评估，丰富了用户的测试手段，有利于用户实现对OLC的全面测试。优选地，在交通仿真方面，仿真系统为用户提供了伴随和优先请求两种控制方式；伴随模式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，其特征在于，包括工控机和有轨电车轨道信号系统OLC，所述的工控机通过DIO板卡与有轨电车轨道信号系统OLC连接，所述的工控机内嵌UI交互模块、交通流仿真模块和道路交通信号控制系统TSC，所述的UI交互模块分别与有轨电车轨道信号系统OLC和交通流仿真模块连接，所述的交通流仿真模块与道路交通信号控制系统TSC连接；所述的UI交互模块通过DIO板卡接收有轨电车轨道信号系统OLC的检测器信号后，通过软件接口向TSC输出，实现对仿真场景中有轨电车路口优先的触发，TSC则能够根据这些优先信号，运转有轨电车路口优先策略并调整道路信号，仿真TSC路口优先应用后，当信号轮转到有轨电车优先通信相位时，通过软件接口向UI交互模块输出对应的轨道信号控制指令，UI交互模块经过解析与处理，再由DIO板卡向OLC输出轨道信号灯的控制信号量，最终完成有轨电车信号优先的实施以及道路轨道两大系统的联动。

【技术特征摘要】
1.一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，其特征在于，包括工控机和有轨电车轨道信号系统OLC，所述的工控机通过DIO板卡与有轨电车轨道信号系统OLC连接，所述的工控机内嵌UI交互模块、交通流仿真模块和道路交通信号控制系统TSC，所述的UI交互模块分别与有轨电车轨道信号系统OLC和交通流仿真模块连接，所述的交通流仿真模块与道路交通信号控制系统TSC连接；所述的UI交互模块通过DIO板卡接收有轨电车轨道信号系统OLC的检测器信号后，通过软件接口向TSC输出，实现对仿真场景中有轨电车路口优先的触发，TSC则能够根据这些优先信号，运转有轨电车路口优先策略并调整道路信号，仿真TSC路口优先应用后，当信号轮转到有轨电车优先通信相位时，通过软件接口向UI交互模块输出对应的轨道信号控制指令，UI交互模块经过解析与处理，再由DIO板卡向OLC输出轨道信号灯的控制信号量，最终完成有轨电车信号优先的实施以及道路轨道两大系统的联动。2.根据权利要求1所述的一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，其特征在于，所述的DIO板卡包括数字输入板卡、数字输出板卡、第一端子排、第二端子排和继电器，所述的数字输入板卡通过第一端子排与有轨电车轨道信号系统OLC连接，所述的数字输出板卡依次通过第二端子排和继电器与有轨电车轨道信号系统OLC连接。3.根据权利要求1所述的一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，其特征在于，所述的有轨电车轨道信号系统OLC包括轨道信号灯、轨旁检测器、轨道信号控制机，所述的轨道信号控制机分别与轨道信号灯、轨旁检测器连接，所述的轨旁检测器布设在临近路口的有轨电车轨道；所述的轨旁检测器根据功能的不同布设在不同位置，距路口由远及近可依次分为预告检测器、请求检测器、进入检测器和离开检测器；当列车驶过轨旁检测器时，轨旁检测器将会被激励并向轨道信号控制机输出电平信号，轨道信号控制机在收到信号后，根据控制逻辑，将对应信号输出给TSC，并根据TSC的反馈，来驱动有轨电车的轨道信号灯，以此来实现有轨电车信号与道路交通信号的统一联动。4.根据权利要求1所述的一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，其特征在于，所述的UI交互模块为用于提供给用户的操作界面，用户在操作界面上直观的看到有轨电车信号系统中各轨旁检测器，轨道信号灯，以及路口优先预告、请求、占用状态；通过手动输入模式，控制有轨电车轨道信号系统OLC中的各轨旁检测器、轨道信号灯状态，模拟不同的测试场景；加载仿真地图，通过交通流仿真模块的接口查看列车在仿真场景中的实时运行状态与关键参数。5.根据权利要求1所述的一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，其特征在于，所述的交通流仿真模块利用交通流仿真软件的接口，后台实现与仿真场景的对接，能够向UI交互模块输出道路交通流仿真场景中的各项关键参数与交通评价结果，UI交互模块能够通过接口向仿真场景输入轨道信号系统的控制参数，完成对有轨电车在真实线路中的运行仿真。6.根据权利要求1所述的一种应用于有轨电车的道路交通信号仿真系统，其特征在于，所述的工控机通过电平信号采集的方式与有轨电车轨道信号系统OL...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳扬，陆怡然，刘华祥，蒋耀东，黄汇，叶浩，李春梅，范力群，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31