区间信号仿真系统中干扰仿真建模研究报告.docx

区间信号仿真系统中干扰仿真建模研究报告.docx

《区间信号仿真系统中干扰仿真建模研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《区间信号仿真系统中干扰仿真建模研究报告.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

区间信号仿真系统中干扰仿真建模研究报告

〖摘要〗可持续发展的理念为规划领域注入了新的内容，使社会、资源、环境问题在更高的层次上得到重视和研究。

城市交通系统的规划、管理和技术层面上的价值观应予以调整。

只有在社会、经济、环境可持续发展目标下，建立与此相适应的理论、方法，进行新一轮的城市和区域的规划和建设，才能符合人类的共同最终发展目标。

　　1987年，世界环境与发展委员会提出的报告《我们共同的未来》引入了可持续发展的概念。

可持续发展观念极大地冲击了自工业革命的城市形成以来已经形成的规划观念、价值观，促使人们反省传统发展观念的有限性，反省传统发展目标与途径的正确性。

可持续发展观点不仅为规划领域注入新的内容，也引发学科研究领域基础的重新构造，社会、资源与环境问题在一个更高的层次上得到重视和研究，甚至原有的规划技术手段和分析方法也不再适用。

一、理论假设和实证分析条件

1、城市地价变动同城市轨道交通设施投资相关关系的若干理论问题

<1）城市轨道交通设施投资对轨道交通站点周围土地价格变化的影响

①轨道交通点周围土地的获益表现为聚集效益的上升和转移成本的下降

在轨道交通点周围土地上的经济主体可获得较低的转移成本。

城市轨道交通作为现代化交通工具，相对于传统的交通方式，具有舒适、快速的特点，降低了人们在出行中的摩擦损耗<出行途中的拥挤、噪音带来的损耗）和时间损失，人们也因此从中获得一定的效益。

那些在轨道交通设施点周围土地上居住、工作和消费的居民，因此获得比没有轨道交通设施的土地上的居民较少的转移成本支出，这部分减少的转移成本使得经济主体获得了较多的外在收益。

轨道交通由于其快速、舒适的特点吸引大量的人流，轨道交通点周围也因此产生人口的聚集，并进而吸引其它经济要素的聚集形成聚集效应，产生的聚集经济效益为其上的经济主体又带来更多的超额利润。

城市轨道交通设施投资和由此形成的经济聚集降低了经济主体在生产和生活中的转移成本和运营成本，为经济主体带来了大量的超额纯收益。

这部分超额纯收益使得土地级差地租上升，土地资产增值，进而促进城市土地价格上升。

②轨道交通兴建所溢出的效益被站点周围的土地所吸纳。

轨道交通点周围土地价格上升其实是城市轨道交通设施投资效益的一种外溢，这种外溢为轨道交通点周围的土地带来了级差收益并且这种外溢体现为一种波及效应，即随着与轨道交通点距离半径的增大，轨道交通设施投资的辐射力逐渐变弱，给土地带来的级差收益逐渐变小。

③通勤环境大为改善，城市布局形成新的扩展轴线。

大规模的城市交通设施建设，在短期内迅速提高了人们出行的通达度，从而引致交通节点或枢纽，以及沿线地区土地价值的上升。

<2）城市轨道交通投资外溢效益分配的理论分析

①公共投资的外溢与共享

公共投资指公共部门投资经济主体预先垫支一定数量的货币或其它资源<如各种实物），将其投入到经济活动中，以取得相应的经济收益的一种行为。

公共投资按产品或产业性质划分，可分为：

公益型投资，为增加社会福利，满足市民物质精神文化需要，并且不以盈利为目的的投资，如公园、学校、国防等；基础性投资，作为社会经济发展的基础性产业或行业的投资，如电力、交通、通讯等，它们为国民经济发展提供基础性服务，具有投资大、建设周期长的特点。

由于公共产品的不完全排他性及不完全竞争性，公共投资效益往往会产生外溢。

另外公共投资大、周期长、回收慢<或不收回）、风险高的特点使得投资往往不能迅速有效地收回，有时甚至还无法收回投资。

在理性的假设下，私人资本不愿意进行这方面的投资或很少的投资。

在这种情况下，只有政府才有能力集中社会资源来投资这些大型的长期工程，并且通过一些方式来弥补因投资效益外溢而受到的损失，使投资风险由社会来分担，从而推动经济的增长。

②轨道交通投资的效率与公平

轨道交通投资是为整个城市运行和共同消费提供服务的基础性投资，属于公共投资的范畴，他不仅影响城市各要素的流动和配置效果，以及城市辅助功能的服务水平，而且还关系到城市的投资环境，工作环境和生活环境。

轨道交通设施提高了人们工作、生活的效率，为人们生活质量的提高、社会经济的发展起到了极其重要的作用。

城市轨道交通设施的初期投入大，呈高度集聚状态，其后的管理成本集聚度也很高，再加上投资效益的外溢，除一部分工程的效益可以在一个较长时期内回收外，相当一部分工程的效益形成集聚沉淀，从而导致低回报或无直接回报。

城市轨道交通投资效益的集聚沉淀主要表现在对轨道交通点周边地区的土地上，外溢出的效益通过地价收益流向到周边土地或土地上物业的所有者手上，其流向主要有三块：

㈠政府部门；㈡该土地上已有物业的所有人；㈢将要在该土地上建造物业的开发商。

这部分地价收益再通过物业市场上的租赁价格和房地产商品市场上的出售价格最终实现。

由于上海的轨道交通投资建设并未采取香港和其它欧洲国家一样的捆绑式模式，将轨道交通建设与其周边的土地一起投资运作，使得在实际情况中，部分城市轨道交通投资效益<即轨道交通点周边的地价收益）并未由轨道交通的投资者<政府或政府所属企事业单位）获得，这对投资者<政府部门）是非常不公平的。

一个城市需要建设的公共工程很多，但城市政府的财力和物力往往有限，而轨道交通投资又相当大大、投资收益回收又非常慢，上海已有的地铁一、二号线及轻轨明珠线前期总投资都达到了近250亿元，未来共要拥有17条轨道交通线路，全长800公里左右，仅“十五”期间就要新建轨道交通212公里，这需要几百亿的资金投入，因此如果不能很好解决城市轨道交通投资外溢效益的分配问题，将影响到上海未来的城市建设。

2、实证分析条件

城市土地用途主要有住宅、工业、综合三大用途，对应于不同的土地使用用途，城市土地价格表现也不同。

为了能够合理清晰地描述出轨道交通设施投资与城市土地价格变动的关系，本文选取城市住宅类土地价格进行分析。

影响城市住宅类土地价格的因素主要有两方面：

①微观方面，指城市土地本身的质量状况。

城市土地状况包括城市土地空间或位置<比如与城市中心或副中心的距离）、在土地上是否有大规模的城市交通设施建设、高强度的区域性土地开发和功能开发<比如商业开发）以及生活设施、文化教育设施、绿化系统的完善。

②宏观方面，土地本身以外的对所有土地价格都有影响的其它因素，包括经济因素<某一地区的经济增长率、人均可支配收入的变化、就业率的变化以及利率的变动等）和与房地产有关的政策因素<上海的购房蓝印户口政策、购房抵所得税政策、旧区改造政策、与房地产交易有关的税收政策等）。

分析城市住宅类土地价格从理论上讲可以采用各个地区公布的各用途土地的基准地价。

1998年5月19日上海市物价局和房屋土地管理局颁布了《关于全市范围实施基准地价土地等级示意图》，该公告给出了12个不同等级土地的综合、住宅、工业三大用途毛地和熟地的基准地价。

这些基准地价有助于指导土地市场的交易，然而却不适宜用作本文所需的城市住宅类土地价格。

具体原因：

第一、公布的基准地价是从整个上海行政区域范围来划分，而本文要分析的城市土地价格主要是轨道交通站点周围一定范围的土地，因此从区域范围角度，基准地价很难准确反映轨道交通投资与城市地价变动的关系。

第二、城市土地价格是处于动态变动的，主要受其土地上开发投资状况以及土地市场、房地产市场供求状况的影响，而基准地价一经制定，对这些影响因素往往比较滞后，很难做出及时、准确的反映。

因此需要寻找出一种能反映出不同土地位置不同价格并且相对均质、交易正常的商品，以便能反映出轨道交通投资与其周围城市土地价格变动之间的关系。

经过分析与论证，我们认为可以通过二手房价格参数，这样较为接近和客观地反映出城市住宅类土地价格。

<1）二手房住宅价格同城市住宅类土地价格关系的理论假设

根据房地产估价中的成本法，房地产价格可以简单地看成由土地价格与建筑物成本<建筑物重置成本减去其累计折旧）两部分组成。

房地产价格除去建筑物成本后，剩下的就是土地价格。

因此我们选用的二手房价格如果服从一定的标准，这些标准使得所选用的二手房的建筑物成本基本上相同，那么城市土地价格就可以间接地由二手房价格反映。

由于在不长的一段时间内，建筑物成本的折旧可以忽略不计，所以二手房价格的变动实际上就是城市土地价格的变动。

<2）数据的选取

上海市二手房指数办公室提供的《上海二手房区域价格抽样报告》，其中二手房的采样标准为：

地段

处于控制点

装修程度

一般

房龄

15年

权利状况

产权

朝向

南

建筑面积

一室户32～37M2

楼型

多层

二室一厅62～70M2

结构

砖混

三室一厅85～90M2

〖摘要〗在讨论铁路和城市轨道交通中的行车区间内信息传输过程中可能存在的干扰的基础上，给出并分析了区间轨道传输信道干扰的仿真建模策略。

在简单介绍了系统仿真相关技术之后，着重阐述了电气化区段轨道电路的传导性加性干扰以及轨道电路同线干扰的数学模型。

最终实现区间信号仿真系统中干扰的仿真，从而为铁路区间以及轨道交通信号系统安全控制和防护设备的安全性测试评估平台的研究开发创造了一定的条件。

〖关键词〗城市轨道交通，区间信号，系统仿真，面向对象，干扰仿真，建模

1问题的提出

　　列车在铁路以及城市轨道交通线的区间（以下简称区间，即轨道线路上车站间的钢轨线路>的通过能力和安全运行，对提高列车的通过能力与正常运营起着至关重要的作用。

指挥行车的信号设备，与线路设备、机车车辆并列为轨道交通运输的三大基础设备。

信号设备的功能和可靠性对提高运输效率、保证列车的安全运行等起着十分重要的作用。

区间信号设备能确保列车在区间安全运行的前提下，尽可能地提高列车在区间的通过能力。

在我国，随着提速重载战略的实施和轨道交通科技的进步，已有众多的新型区间信号设备投入使用。

在区间安全性控制和防护设备的研制、生产、运营过程中，如何运用现代技术手段，对其功能可靠性和安全性进行科学、高效、全面、按标准的检测和评估是十分迫切的。

　　随着我国城市轨道交通运输设施和管理的日益现代化，目前在区间通过轨道传输的信息越来越多，也越来越复杂，这样，信息传送的可靠性和安全性问题便显得日益突出。

在区间，自动闭塞的行车信息以钢轨作为信道进行传输时，不可避免地叠加有各种外界干扰。

这些干扰将会对信号设备产生影响，甚至危及行车安全。

因此，在研究干扰源及其干扰规律的基础上，仿真轨道电路传输过程中所出现的干扰，在检测系统中对受检区间信号设备进行抗干扰能力的检测，有着重要的现实意义。

　　基于以上目的，本文将对用于区间测试评估平台的信号系统的信息传输仿真，重点是干扰仿真的建模方法展开讨论。

2系统仿真

　　系统仿真是以系统理论、形式化理论、随机过程与统计学理论以及优化理论为基础，以计算机和仿真系统软件为工具，对现实系统或未来系统进行动态实验研究的理论和方法［１］。

　　作为一种行之有效的认知方法，系统仿真已在航空航天、经济管理、决策优化、军事演习、安全软件测试评估等众多领域得到了广泛的应用。

在过去的20年中，系统仿真技术取得了令人瞩目的进展。

概括来看，仿真领域的主要研究内容包括：

仿真建模、形式化描述方法、仿真实现及仿真验证和确认（V&V>。

　　虽然系统仿真研究取得了巨大的进展，但相对而言，仿真在铁路信号领域的应用还不是很充分。

尤其在国内，它还是一个有待于近一步开拓的领域。

　　面向对象（O-O>的思想最早起源于仿真领域［２］。

在（O-O>设计方法中，对象（object>和消息传递（messagepassing>分别表示事物、事物间的相互联系；类（class>和继承（inheritance>是适应人们一般思维方式的描述范式；方法（method>是允许作用于该类的各种操作。

在计算机科学中，“对象”是包含现实世界物体特性的抽象实体，而“类”是对一个或几个相似对象的描述［３］。

对象、类、消息和方法的基本点，在于对象的封装性（encapsulation>和继承性。

通