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第18卷第4期铁道科学与工程学报Volume18Number4 2021年4月Journal of Railway Science and Engineering April2021 DOI:10.19713/ki.43−1423/u.T20200552基于OpenSEES的车−轨−桥快速仿真分析技术刘汉云1，余志武2,3，国巍2,3，蒋丽忠2,3(1.长沙理工大学土木工程学院，湖南长沙410114；2.中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；3.高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙410075)摘要：针对车-轨-桥耦合系统建模效率低下的问题，采用客户端-服务器原理，在OpenSEES单一平台中实现了车-轨-桥系统快速仿真分析。
其将车辆、轨/桥两子系统在OpenSEES软件中建模并封装成服务器，各服务器之间地位相等，无主次之分；轮轨接触关系被处理成客户端协调器；客户端协调器与服务器通过网络通讯技术进行实时逐步数据交互。
从而无需编程即可在OpenSEES平台实现车桥耦合振动分析。
数值算例表明：该模拟方法能够将OpenSEES软件强大的非线性及地震分析功能快速应用于车−轨−桥耦合问题求解，是一种实用方便、简单易学的车−轨−桥耦合振动分析方法。
关键词：铁路工程；车−轨−桥耦合系统；客户端−服务器原理；OpenSEES；快速仿真分析技术；子系统中图分类号：U441.7文献标志码：A文章编号：1672−7029(2021)04−0957−09A rapid simulation technique of the train-track-bridge interaction based on OpenSEESLIU Hanyun1,YU Zhiwu2,3,GUO Wei2,3,JIANG Lizhong2,3(1.School of Civil Engineering,Changsha University of Science&Technology,Changsha410114,China;2.School of Civil Engineering,Central South University,Changsha410075,China;3.National Engineering Laboratory for High-Speed Railway Construction,Changsha410075,China)Abstract:Aiming at the problem of low modeling efficiency of the train-track-bridge coupling system,this paper achieves the rapid simulation analysis of the train-track-bridge(TTB)system in the OpenSEES single simulation platform based on the client-server technique.Firstly,the two subsystems of train and track/bridge were simulated by Open/SEES and were then packaged as independent servers,where each server was equal and there was no hierarchy between servers.Meanwhile,the coupled wheel-rail contact relationship was handled as a client with OpenSEES.Then,the client and servers performed real-time step-by-step data transmission using a network communication technology.Thus,the vehicle-bridge coupling vibration analysis can be achieved on the OpenSEES platform without having to program.Numerical examples show that the simulation method can quickly apply the powerful nonlinear and seismic analysis functions of OpenSEES software to solve the TTB coupling problem,and can flexibly consider wheel/rail contact nonlinearity and wheel displacement correction etc. It is a practical,simple and easy-to-learn TTB coupling vibration analysis method,particularly suitable for the novice.Key words:railway engineering;train-track-bridge coupled system;client-server technique;OpenSEES;rapid simulation technique;substructure收稿日期：2020−06−15基金项目：国家自然科学基金资助项目(51778630)；高铁联合基金资助项目(U1934217)；高速铁路建造技术国家工程实验室开放基金资助项目通信作者：刘汉云(1989−)，男，湖南邵阳人，讲师，博士，从事车−桥耦合振动研究；E−mail：**************铁道科学与工程学报2021年4月958自1825年英国第1条铁路诞生以来，更快速、更高效的开展车桥耦合振动分析，一直是铁路工作者不懈追求的目标。
基于仿真技术的城市轨道交通应急预案优化方法研究杨良 谭国威 闫铭 张宁 徐景安【摘要】目前城市轨道交通应急预案的编制采用静态分析和案例借鉴的方法，缺乏定量计算和动态检验，难以准确评估突发事件对线网的整体影响。
本文提出在应急预案的编制中引入交通仿真技术，在客流分析基础上对火灾等紧急状态下车站行人组织、线网列车运行组织进行动态分析和评价，找出薄弱环节及可能存在的问题，提出优化解决方案，并在此基础上构建“点—线—网”三级应急预案协调机制与方法。
以深圳市轨道交通为例，采用行人仿真模拟软件Legion和列车运行仿真软件OpenTrack，采用“点—线—网—线—点”的研究思路，仿真分析和优化火灾等紧急情况下车站（区间）乘客疏散方案，进一步通过列车运行仿真评估和改进网络列车运营组织协调，量化轨道客流引导和公交接驳方案，最后对疏解客流对相关车站的影响进行仿真评估，从而提出全面的应急预案。
【关键词】轨道交通应急预案；行人仿真；列车运行仿真1 引言城市轨道交通是城市公共交通的重要组成部分，它面向公众提供快速、便捷的交通运输服务，具有建设要求高、技术复杂度高、客运环境封闭、运转强度大等特点，因此在地铁建设和运营方面加强突发事件应急管理是十分必要的。
城市轨道交通应急预案的编制与管理是保证安全运营生产的核心问题，是轨道交通运输组织工作非常重要的问题和研究内容。
目前，城市轨道交通应急预案的编制主要采用案例借鉴和静态分析的方法，编制方法较为宏观，缺乏对于应急处置关键指标的量化分析，难以对系统中由于乘客行为等不确定性因素对整个系统的影响进行评估；同时，现有预案重点针对发生故障的车站、区间以及线路，对于“点”的故障对于整体线网影响的评估依然不足。
微观交通仿真作为一种实用的工具，已经在交通运营分析、交通设施设计、交通新技术评价、交通安全评价、交通流模型研究等领域进行了广泛的运用，其目的就是运用计算机技术再现复杂的交通现象，并对这些现象进行解释、分析，找出问题的症结，最终对所研究的交通系统进行优化。
高速铁路智能调度辅助决策系统功能分析文超1，2，冯永泰1，2，胡瑞1，2，杨雄1，2，田锐3（1.西南交通大学综合交通运输国家地方联合工程实验室，四川成都610031；2.西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室，四川成都610031；3.中国国家铁路集团有限公司调度部，北京100844）摘要：智能调度辅助决策是高铁智能调度的核心功能之一，对我国智能高铁发展具有重要意义。
分析国外铁路列车运行仿真及调度指挥系统的功能特征和我国铁路调度指挥系统的发展，论述我国高速铁路智能调度辅助决策系统的功能需求，并阐释数据管理、列车运行仿真、晚点预测、冲突分析、辅助决策、调度决策质量评估和综合可视化等智能调度关键功能的具体含义，为我国高速铁路智能调度指挥系统开发提供理论支撑和技术保障。
关键词：高速铁路；智能调度；辅助决策系统；功能分析中图分类号：U292.4文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）07-0009-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.07.0090引言高速铁路大规模建设并投入运营，在提升路网规模与质量、缓解运能紧张、提高运输服务质量等方面均取得显著效果，对国民经济的持续快速发展起到重要的支撑作用。
我国高速铁路已进入大规模网络化运营时代，速度高、密度大、行车量大、运输组织的复杂性为世界高铁之最。
当今，大数据和“互联网+”已融入社会各个领域，“智能化”已成为时代的主旋律。
2019年底，世界首条时速350km的智能高铁——京张高铁正式运营，标志着我国高速铁路在行车、服务、运维等方面实现了智能化升级。
2020年1月4日，中国工程院重大咨询研究项目“智能高铁战略研究（2035）”顺利结题，研究指出“智能化已成为全球铁路发展的重要方向，智能高铁将是新一轮世界高铁领域的竞争热点和难点”［1］。
智基金项目：国家自然科学基金项目（71871188）；国家自然科学基金高铁联合基金项目（U1834209）第一作者：文超（1984—），男，副教授，博士。
北京星竹科技发展有限公司客户培训6北京星竹科技发展有限公司仿真过程模拟列车群在用户定义的约束条件下（包括基础设施、机车、车辆性能、列车时刻表等）的运行状态。
仿真为混合仿真，涉及连续仿真和离散仿真。
列车运动基于运动微分方程，采用连续仿真方法，涉及安全的信号系统和延迟采用离散仿真方法。
主要包含的三部分理论内容：¾列车运动模拟理论基础¾列车自动防护系统原理¾列车运行调度原理北京星竹科技发展有限公司列车运动仿真理论北京星竹科技发展有限公司列车运动仿真理论北京星竹科技发展有限公司列车运动仿真理论北京星竹科技发展有限公司列车运动仿真理论北京星竹科技发展有限公司列车运动仿真理论北京星竹科技发展有限公司制动工况仿真理论采用简化的计算模型模拟制动工况，该方法能够保证足够的计算精度。
该方法基于不同的机车类型、在不同速度范围内采用不同的制动率或减速度。
北京星竹科技发展有限公司制动工况仿真理论制动工况模拟采用从制动目标点（如停车点）和目标速度值（在目标点的目标速度）进行反算来确定当前速度的方法。
制动过程完成标准：制动过程中达到目标速度值或自动防护系统认为当前速度值能够保证列车运行安全北京星竹科技发展有限公司到站或站间停车¾发车时间必须晚于用户在时刻表中定义的最早发车时间¾列车停站时间不能小于时刻表中规定的时间¾事件引发的延迟必须全部发生或完成¾为本次车定义的与其他列车的衔接关系作业过程结束在满足上述条件且当前轨道处于空闲状态，则该轨道在列车发车离站前被保留。
北京星竹科技发展有限公司到站或站间停车北京星竹科技发展有限公司列车运行自动防护以下两个条件保障了运行安全性：¾每区段内最多只能有一列车在运行¾列车不能被允许进入下一区段时，列车制动停车后不能超出其所在区段的区域范围北京星竹科技发展有限公司列车运行自动防护只有在满足以下条件时，区段才为为后方列车保留且并开通信号:¾此区段被清空，并能够为后方即将进入该区段的列车保留¾列车运行至区段端部时，必须有可供其继续运行的后续区段能够开通¾闭塞区段必须空闲，例如：绝不能允许一个区段为两列车开通（这种情况成为进路冲突）北京星竹科技发展有限公司列车运行自动防护北京星竹科技发展有限公司列车运行自动防护北京星竹科技发展有限公司列车运行自动防护北京星竹科技发展有限公司移动闭塞信号系统¾特点为闭塞区段长度根据列车制动特性、列车当前速度和轨道布局确定。
摘要随着经济的发展，广珠城际轨道铁路的客流量逐年增加，其开行方案的合理性对乘客出行的影响也越来越大。
同时，合理确定停站方案、列车运行速度对降低轨道交通能耗水平、提高资源利用率也有着重要意义。
本文利用OpenTrack软件建立广珠城际铁路仿真模型。
首先，论文介绍了OpenTrack 软件仿真的基本步骤和方法；然后，论文介绍了广珠城际铁路的基本情况，并确定仿真所需的相关数据，并以此数据为基础构建广珠城际铁路仿真模型，并以现开行的两趟列车为例，模拟不同状态下列车运行的情况；最后，对仿真结果进行分析，如列车运行过程中的速度变化、能耗情况等等，并根据仿真结果提出合理的优化方案。
论文的研究结果可为相关部门的决策提供一定的理论依据。
关键词：OpenTrack；城际轨道交通；列车开行方案；仿真；优化AbstractWith the development of economy, the guangzhou-zhuhai intercity rail rail traffic increases year by year, the rationality of its operation plan impact on passenger travel is becoming more and more . At the same time, reasonable stop solution and speed of the train operation on the lower orbit transportation energy consumption level and improve the utilization efficiency of resources also has important significance.In this paper, using OpenTrack software guangzhou-zhuhai intercity railway simulation model is set up. First of all, the thesis introduces the basic steps and methods of OpenTrack software simulation .And then, the paper introduces the basic situation of guangzhou-zhuhai intercity railway, and determine the simulation for the related data, and based on this data to build the guangzhou-zhuhai intercity railway simulation model, and is now running two trains, for example, simulation of different state of the train operation .Finally, analysis of simulation results, such as changes in the process of train speed, the energy consumption situation and so on, and put forward reasonable optimization scheme based on the simulation results. The results of the research paper could provide certain theoretical basis for decision-making for the relevant departments.Key words :OpenTrack; The inter-city rail transit ; The train operation plan ; simulation; optimize目录第1章绪论 (1)1.1 选题目的 (1)1.2 课题的背景及意义 (1)1.3 国内外研究现状 (1)1.3.1 国外研究现状 (1)1.3.1 国内研究现状 (2)1.4 本课题研究的主要内容 (3)第2章OpenTrack软件介绍及模型建立 (4)2.1 openTrack 的简介 (4)2.2 openTrack建模步骤 (5)2.2.1 确定仿真目标 (5)2.2.2 建立线路 (5)2.2.3 摆放信号灯 (6)2.2.4 创建车站 (7)2.2.5 区段的建立 (8)2.2.6 进路的建立 (9)2.2.7 运行路线的建立 (9)2.2.8 运行线的管理 (10)2.2.9 列车运行仿真 (12)2.3 本章小结 (13)第3章广珠城际铁路模型构建及仿真 (14)3.1 广珠城际铁路实际线路图 (14)3.2 广珠城轨OpenTrack设置前的资料准备 (14)3.3 建立广珠城际轨道模型 (16)3.4 对广珠城际轨道模型进行仿真 (18)3.5 仿真后的用图表方式查看数据 (18)3.6 本章小结 (19)第4章广珠城际铁路列车开行方案优化 (20)4.1 车辆设置优化方案 (20)4.1.1 OpenTrack延时情况解决方案 (20)4.1.2 广珠城际列车参数优化 (21)4.2 最大限速优化 (23)4.2.1 OpenTrack限速优化方案 (23)4.2.2 广珠城际最大限速优化 (25)4.3 建设节能坡优化 (26)4.4 列车运营时刻表优化 (27)4.4.1 广珠城轨现时刻表存在的问题 (27)4.4.2 广珠城轨时刻表优化方案 (27)4.5 列车票优化 (28)4.6 优化结果分析 (29)4.7 本章小结 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章绪论1.1 选题目的广珠城际轨道交通在2011年1月7日正式开通运营，城际铁路的开通为珠三角带来巨大的交通效益，提高人民的生活水平和出行效率，对经济合作和人才交流带来了极大的方便。
基于Opentrack的轨道交通运行仿真实验的设计与开发作者：高帆等来源：《大学教育》2014年第18期[摘要]利用Opentrack软件可以对城市轨道交通列车运行进行实时仿真，以动画的形式呈现给用户，并可生成列车运行图等有效数据，从事运营管理的人可直观判断并计算分析城市轨道交通行车组织方案是否可行、可靠。
发挥Opentrack软件优良的仿真特性，为学生提供很好的实验平台，可设计开放式、综合性、研究性的仿真实验，帮助学生对理论知识的理解，提高学生的实践创新能力以及综合运用所学知识解决实际问题的能力，从而培养具有专业素养的应用型人才。
[关键词]Opentrack 行车组织仿真实验[中图分类号] TP391.9；U239.5 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0101-02引言城市轨道交通在设计上一般有站间距离较短、行车密度较高、行驶速度较快、安全性能好的要求。
因此，对于从事运行管理的人员来说，根据客流量等前期数据计算并制订合理的行车组织方案对日后轨道交通安全、高效运行起着决定性作用。
所以，如果能在正式运营之前依据设计好的行车组织方案对列车运行进行仿真测试，并依据仿真结果修改而制订出更加合理、可靠的行车组织方案也有着重要意义。
利用Opentrack软件实现仿真后，用户可直观地看到列车运行过程、轨道占用情况、进路排列情况等的二维动画。
然后，用户可利用仿真后设置生成的列车运行图等仿真数据，进行各种指标的计算和分析，以进一步确定行车组织方案的可行性并做出合理优化。
目前城市轨道交通运营管理的数字化、智能化、信息化是可持续发展的根本保证，这要求学校培养具有专业理论知识和熟练操作能力的，适应生产、管理、服务于一线的应用型人才。
为满足培养需求，运用Opentrack软件给学生提供一个良好的仿真实验平台，让学生利用多方面专业理论知识自主设计实验。
这样远比传统教学模式中单纯的知识灌输更加形象直接，也更易于学生的理解和应用。
基于模拟仿真的动车组驾驶培训系统
何成才
【期刊名称】《中国铁路》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】随着我国高速铁路的快速发展,急需大批理论知识丰富、操作技能精湛、紧急情况下应变能力强、综合素质高的动车组司机.目前,世界各国广泛使用的以计算机网络系统为平台、采用软件方式实现的基于模拟仿真的动车组驾驶培训系统,有利于安全、节能、快速、高效地培训动车组司机,特别是在培养动车组司机非正常情况的操纵技能和应急故障处理能力上具有无可比拟的作用.
【总页数】4页(P52-55)
【作者】何成才
【作者单位】武汉铁路职业技术学院机车车辆工程系,湖北武汉,430205
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于六自由度并联机构的汽车驾驶模拟仿真系统
2.基于行车实景的汽车驾驶模拟仿真系统设计与实现
3.基于SQLServer数据库的CRH3型动车组模拟驾驶仿真系统教员管理设计
4.基于虚拟现实的车辆驾驶模拟仿真系统开发
5.基于VR技术的船舶驾驶模拟仿真系统开发
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