基于通信的列车控制(Communication Based Train Control,CBTC)系统是当前城市轨道交通信号控制领域普遍使用的一项重要技术,建立功能完备的CBTC仿真实验系统,对于提高人才培养质量、促进行业发展具有重要的作用。为此,本文提出并研发了一种基于云平台分时共享的CBTC仿真控制系统,结合了智能控制、网络通信、视频媒体等技术,同时借助公共云平台,以分时的形式实现实验设备资源的共享。论文主要工作分为以下四个方面:(1)设计研制了通用式大容量开关量驱采系统。该系统分为译码控制模块、输出驱动模块、输入采集模块、总线背板模块四个部分,基于嵌入式ARM平台,通过i.MX6UL的外部接口(External Interface Module,EIM)总线接口实现驱动控制和信息采集。系统电路板采用4U标准,通过译码最大可扩展6个19吋标准机笼,每个机笼译码出16个驱动或采集模块,每个模块有32路驱采点位,驱采点位最多可达到3072个。系统基于Linux操作系统,通过UDP协议实现100M网络通信,并通过外网接口与云端的Web ATS系统实现互联互通。(2)设计研制了智能化控制决策仿真车载子系统。该系统以Cortex?-M3内核STM32微控制器为核心配置外围模块构建起三层功能结构——传感层、控制通信层以及执行层。根据需求分析设计传感层视频、射频、电流电压检测和测速模块来采集地面实况、应答器、电流电压以及车速等信息数据,经由控制通信层主控制器进行处理并产生UDP协议发送数据帧,由Wi Fi模块连接云端通信信道形成Socket传输比特流,同时将决策结果送达执行层驱动电机实现功能。(3)驱采系统及车载系统软件设计。驱采系统软件基于Ubuntu系统进行嵌入式开发,准备工作涉及交叉编译环境搭建、Linux移植,在此基础上编写了模块化内核层EIM总线驱动,构建了应用层功能开发硬件接口函数,设计了通信、心跳包、EIM读、EIM写四个子线程应用层功能模块;车载子系统软件基于Keil5/μVision5 IDE软件平台配备CMSIS和相应STM32F103器件支持包进行开发,根据功能需求分析设计数据决策处理、通信、控制等结构化代码,构建车载发送和接收数据帧通信协议。(4)云控制交互系统信息安全和加密设计。云平台共享实验室系统需要保证用户信息和通信数据传输的安全和准确,本文将单向散列MD5算法嵌入云端上位机和下位机模块化代码段,利用框架化MD5算法函数在网站后台将用户的信息和密码转换成MD5值存储,将传输的数据进行MD5加密和验证,利用此算法的不可逆和简易特性来快捷有效地保护用户隐私权益和提高系统功能稳定性。全文包含图67幅,表8个,参考文献51篇。