(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211180331.9 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 北京交通大 学 地址 100044 北京市海淀区西直门外上园 村3号 (72)发明人 黄赞武　 (74)专利代理 机构 北京市商 泰律师事务所 11255 专利代理师 黄晓军 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于云平台的WebCBTC 仿真系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于云平台的WebCBTC仿 真系统。 该系统包 括： 前端Web模块、 WebSocket接 口模块和后端联锁模块， 前端Web模块通过 WebSocket 接口与后端联锁模 块连接； 前端Web模 块， 用于读取服务器数据库中的站场信息， 根据 站场信息利用SVG绘制站场图和运行图， 将站场 图和运行图通过WebSocket 接口发送给后端联锁 模块； WebSocket 接口， 用于为前端和后端的数据 交换提供通信格式转换； 后端联锁模块， 用于为 每个用户提供独立的、 完整的联锁关系服务。 本 发明在云平台上部署CBTC仿真系统， 将联锁子系 统部署到云端服务器， 采用动态多线程调度技 术， 建立多个并发的联锁线程， 在系统安装、 调 试、 维护、 更新、 升级全周期过程中， 都可以在云 平台上完成， 有效地提高了工作效率， 降低了系 统维护成本 。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 115510649 A 2022.12.23 CN 115510649 A 1.一种基于云平台的WebCBTC仿真系统， 其特征在于， 包括： 前端Web模块、 WebSocket接 口模块和后端联锁模块， 前端Web模块 通过WebSocket接口与后端联锁模块连接； 所述的前端Web模块， 用于读取服务器数据库中的站场信息， 根据站场信息利用SVG绘 制站场图和运行图， 将站场图和运行图的操作信息通过WebSocket接口发送给后端联锁模 块； 所述的WebSocket接口， 用于为前端和后端的数据交换提供通信格式转换； 所述的后端联锁模块， 用于为每 个用户提供独立的、 完整的联锁关系服 务。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述前端Web 模块包括： WebATS模块和运行 图模块； 所述WebATS模块， 用于读取服务器数据库站场信息， 利用SVG绘制站场图， 在Web 端实现 中心CATS和车站 LATS的所有功能， 包括： 轨旁设备仿真模块和故障仿真模块， 仿 真的轨旁设 备包括： 道岔、 信号机、 计轴、 应答器、 站台屏蔽门和紧急停车按钮， 仿真的故障包括： 信号机 故障、 道岔故障、 计轴故障和站台屏蔽门故障； 所述运行图模块， 用于在浏览器上以SVG矢量图形式绘制列车运行图曲线， 为WebATS提 供操作规划， 并提供与运行图数据同步的时刻表 功能。 3.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述后端联锁模块部署在服务器上， 包括： 单个车站的联锁CI和区域联锁ZC； 所述单个车站的联锁CI， 用于采用基于平均时间的线程动态调度策略， 解决请求堆积 及线程池大小动态配置问题。 4.根据权利要求2所述的系统， 其特征在于， 所述WebSocket接口模块与后端服务器上 的联锁模块之间通过UD P协议进行 数据交互， 与前端WebATS模块 通过HTTP协议交 互数据； WebATS模块将浏览器端的操作数据通过HTTP协议发送给服务器， 服务器上的 WebSocket接口接收WebATS模块发送的操作数据后， 通过UDP协议发送给后端服务器的联锁 模块， 联锁模块通过联锁关系的判断执行操作数据命令， 并将执行结果数据发送给 WebSocket接口模块， WebSocket接口模块再返回给 前端的WebATS模块。 5.根据权利要求1至4任一项所述的系统， 其特征在于， 所述后端联锁模块用联锁仿真 系统来实现， 联锁仿 真系统运行在服务器端， 通过与浏览器端 人机交互界面进 行通信， 接收 浏览器端用户的操作命令， 完成对命令信息的联锁逻辑处理并与服务器端的数据库进 行交 互， 命令处理完毕后将结果发送给对应的浏览器端用户， 浏览器端的操作显示系统根据返 回结果中的码位信息改变相应设备的状态； 在联锁仿真系统中， 不同用户之间相互独立， 联锁仿真系统服务所有的用户， 联锁仿真 系统维护多用户之间联锁关系的独立性； 针对多用户并发请求处理的场景， 联锁仿真系统 采用动态多线程调度建立多个并发的联锁线程， 独立地服务于客户端的不同用户； 基于排 队理论建立服务器端的请求排队模型， 根据系统中的任务特性， 提出基于平均时间的线程 动态调度策略， 根据任务的时间属 性完成特征数据的采集， 给出负载变化各阶段的线程动 态调整算法， 使 线程池能够根据运行时参数进行动态调整。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115510649 A 2一种基于云 平台的WebCBTC仿真系统 技术领域 [0001]本发明涉及列车自动控制技术领域， 尤其涉及一种基于云平台的WebCBTC仿真系 统。 背景技术 [0002]CBTC(基于通信的列车自动控制系统， Communication  Based Train Control  System)仿真系统通过仿真技术模拟实际CBTC系统的显示界面、 操作流程、 控制逻辑等， 仿 真模拟的部件包括： 信 号机、 道岔、 计轴、 应答器、 AP(Access  Point， 无线通信接入点)等轨 旁设备， 车站LATS、 ZC(Zone  Controller， 区域控制器)、 车站联锁CI等车站级设备， 中央控 制中心设备CATS， D CS骨干通信网， 车载控制器CC等， 主要用于轨道交通相关专 业教育教学、 轨道交通相关企业培训考核、 轨道交通相关高校实验实训等。 [0003]CBTC仿真系统以计算机虚拟仿真为主要技术手段， 采用计算机控制技术、 总线技 术和网络技术， 完全模拟ATS(Automatic  Train Supervision， 列 车自动监控系统)操作终 端的显示界面与操作方法， 做到与现场一 致， 达到兼顾教学、 培训、 操作和考核的目的。 [0004]通过站场图界面形象生动直观地展示轨道交通列车的运行控制全过程， 实现列车 自动监视、 列车自动防护和列车自动运行等功能演示， 演绎多种列车运行模式以及模式之 间的切换， 并能与仿 真信号设备连接。 通过虚拟仿 真技术， 模拟调度控制中心和车站控制中 心， 实现列车运行 的实时显示、 区段占用情况、 车次创建及跟踪、 列车按计划自动或人工排 列进路、 行 车计划与调度命令等功能， 模拟演示信号故障， 演绎行 车规则。 [0005]CBTC仿真系统配有： 调度中心ATS系统、 车站级ATS系统、 计算机联锁CI子系统、 区 域控制ZC 子系统、 ATP仿真子系统、 ATO仿真子系统和教师机 子系统等。 [0006]调度中心ATS系统， 能够显示任何一个车站的列车运行与控制过程， 并通过DCS网 路控制各个下级 车站。 调度中心能完成自动办理进路、 运行图调整、 时刻表调整、 车次追踪、 时刻表的编制及运行图绘制等功能。 [0007]车站级ATS系统， 能够实时采集轨旁设备状态， 并通过无线系统接收车载ATP提供 的列车位置状态进行列车运行状态以及信号设备等控制， 并监督列车 的运行状态； 根据联 锁表、 计划运行图及列车实时位置， 生成输出进路控制命令， 传送至车站联锁设备， 设置列 车进路、 控制列车停站时分； 识别跟踪列车； 能对轨道区段、 道岔、 信号机和在 线运行列车等 进行监视， 给 出设备故障报警及故障源提 示。 [0008]教师机系统能够对学生机系统下达行车调度命令并进行实时控制和设置各种信 号设备故障， 实时监控任一学生机的操作过程。 同时， 能够记录、 复示和回放学生机的操作 过程。 [0009]计算机联锁CI系统将控制范围内的信号机、 列车占用检测装置及道岔等信号设备 构成一种既相互联系又相互制约的关系， 主要通过进路空着列车的运行。 CI与ATS系统和区 域控制ZC配合， 实现对列车的安全 控制。 [0010]CI是由具有层次结构的故障 ‑安全系统， 可分为人机交互层、 安全运算层和执行表说　明　书 1/7 页 3 CN 115510649 A 3