[发明专利]一种基于数字孪生的轨道交通仿真系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，包括数字孪生体系统、物理孪生体系统、感知与传输系统和数字孪生组态软件系统，其中：

所述物理孪生体系统，用于实现轨道交通物理实体的实际运行过程；

所述数字孪生体系统，用于基于预先构建的数字孪生体三维模型对所述物理孪生体系统的实际运行过程进行实时仿真模拟；其中，所述数字孪生体三维模型与所述轨道交通物理实体相对应；

所述感知与传输系统，用于通过物联网技术进行系统数据采集，以及用于实现所述物理孪生体系统、所述数字孪生体系统与所述数字孪生组态软件系统之间的数据传输；

所述数字孪生组态软件系统，用于实现系统数据管理，以及用于实现对所述物理孪生体系统和所述数字孪生体系统的可视化管理。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生组态软件系统包括误差校正模块，所述误差校正模块用于基于所述物理孪生体系统与所述数字孪生体系统之间的参数误差，根据预设智能算法对所述物理孪生体系统和所述数字孪生体系统进行误差自动校正。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生组态软件系统还包括性能监测模块，所述性能监测模块用于结合预设的性能自适应模型以及所述物理孪生体系统的传感数据，对所述轨道交通物理实体的各专业物理部件和整机进行性能监测。

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生组态软件系统还包括故障预测模块，所述故障预测模块用于基于预设的故障预测模型对所述物理孪生体系统进行故障诊断和预测；其中，所述故障预测模型为结合历史维修数据以及所述性能自适应模型和所述数字孪生体三维模型进行构建得到。

5.根据权利要求3所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生组态软件系统还包括性能预测模块，所述性能预测模块用于基于预设的性能预测模型对所述物理孪生体系统进行性能预测和寿命预测；其中，所述性能预测模型为结合历史运行数据以及所述性能自适应模型进行构建得到。

6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生组态软件系统还包括性能优化模块，所述性能优化模块用于基于预设的控制优化模型对所述物理孪生体系统的控制策略进行优化；其中，所述控制优化模型为根据局部线性化模型与设备运行状态环境模型进行融合后构建得到。

7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生体系统包括空气动力学仿真模块，所述空气动力学仿真模块用于对所述物理孪生体系统的列车过站流场进行仿真模拟。

8.根据权利要求7所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生体系统还包括动力学仿真模块，所述动力学仿真模块用于将所述空气动力学仿真模块产生的空气动力学仿真数据结果映射至预设的轨道交通站台防护装备模型中，以对所述物理孪生体系统的轨道交通站台防护装备进行动力学仿真模拟。

9.根据权利要求1所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述数字孪生体系统还包括控制系统仿真模块，所述控制系统仿真模块用于基于预设的动力学数学模型对所述数字孪生体系统的列车运动进行自动控制，并生成所述数字孪生体系统的列车运动过程中的动力及阻力仿真数据。

10.根据权利要求1所述的基于数字孪生的轨道交通仿真系统，其特征在于，所述物联网技术包括无线传感器网络、DCS技术和传输组网技术。