基于CPN高铁临时限速数据融合方案验证

高速铁路列控系统中C3单元和C2单元相对独立控车,两套系统中的列控数据在系统层之间缺乏共享和约束机制.本文在分析系统结构和数据传输特性的基础上,提出一种基于数据融合,提升高速铁路临时限速安全性的方案,并利用有色Petri网（CPN）对融合方案进行建模.通过仿真软件分层和赋时功能构造系统顶层模型、临时限速生成子模型、故障子模型、融合子模型和时间序列,模拟临时限速信息传输过程中的系统状态和行为.仿真结果表明：在故障注入情况下,数据融合方案在一定程度降低了错误数据的输出,提高了系统的安全性.     

高铁CTCS-3级列车运行控制系统轨道电路建模与仿真

CTCS-3级列车运行控制系统是我国高速铁路的核心系统之一,是铁路安全运输的重要保障。构建列车运行控制系统仿真测试平台,对于分析列控系统性能,验证列控系统功能具有重要意义。本文分析了CTCS-3级列控仿真测试平台中轨道电路模块的设计与实现,完成了轨道电路占用检查功能和轨道电路码序编制功能,并进行了轨道电路分路不良情况的识别与防护。     

磁悬浮列车跨系统运行Petri网模型

根据磁悬浮列车跨系统运行需求,研究了其运行控制系统的总体框架,明确了需要增加的功能子系统。基于系统理论,采用Petri网对系统关键属性、列车运行过程及各子系统的功能进行了层次化的建模。最高层模型描述系统整体关键属性,低层模型描述列车运行过程及可靠性。此模型可用来定量分析磁悬浮列车系统层面上跨系统运行时,失败率与各子系统部件可靠性之间的关系。如每年磁悬浮列车跨系统运行失败次数不超过1次,则连接相邻列控系统的2个通信网,其失效率都需低于10-6次.h-1。当列车跨系统运行触发时间分别为0.2、2.0min,步进时间分别为4、16min时,则跨线运行失败率分别为1.95×10-5、1.65×10-5次.h-1。仿真结果表明:列车跨系统失败率随a网和b网可靠性的提高而降低,同时随着跨系统触发时间和步进时间的增加而降低。层次化建模分析方法可以根据系统层面的关键属性要求,定量确定各子系统部件的可靠性需求。     

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基于通信的列车控制系统是我国铁路信号技术发展的一个重要方向，本文在分析了基于通信的列车控制系统结构的基础上，采用有色Petri网方法对该系统进行建模仿真研究.有色Petri网是一种以图形形式描述系统结构、功能的建模分析方法，特别适合大型异步并发系统的建模与仿真.为了使模型简洁清楚，提出了分整体层、处理层和功能层三部分建立相应的系统有色Petri网图的分析方法，并用CPN /Tools工具软件来实现.通过建立一个墓于通信的列车控制系统的有色Petri网模型，为最终开发出该系统的软件仿真平台莫定了良好的基拙.     

基于TCPN的铁路客运站作业组合仿真模型

为解决现有铁路车站作业系统仿真模型建模过程复杂、适用范围有限、效率不高等问题,根据站场布置图,用进路冲突图描述车站列车进路及进路关系,并在此基础上建立了适用于不同站场布置图的赋时有色Petri网(timed colored Petri net, TCPN)仿真模型.车站作业过程仿真结果表明: TCPN仿真模型性能与结构稳定,适用于包括高速铁路在内的任意铁路客运站站型图的作业过程仿真及优化;冲突图模型与现实车站系统相似程度高,对车站布置图的描述精度与施工图精度相同,最高可达毫米级;与传统铁路车站仿真软件手工建模过程相比,冲突图模型建模效率高,建模过程耗时小于1 s;仿真过程咽喉进路最高负荷为70%,到发线最高负荷为35%,列车到达正点率100%,出发正点率91%.      

中国高铁安全保护神

正看着上海虹桥火车站候车大厅屏幕上显示的高速列车运行时刻表,高峰时段无论是京沪高铁还是沪宁、沪杭等城际高铁,高速列车每隔几分钟就有一趟列车发出。若放眼整个高速铁路网,成百上千列高速列车几乎每时每刻都在有条不紊、安全正点地运行。在这庞大的高铁糸统里,是什么确保着列车运行的有序和安全呢?在中国2万多公里的高速铁路中,京沪、沪广、京津城际、沪宁、沪杭城际等高速铁路的列车最小追踪间隔只有3分钟,这些高速铁路采用了哪种列车运行控     

铁路客运专线列控系统的设计

客运专线是国家“中长期铁路网规划”的重要组成部分。作为高速铁路运行安全保障的信号系统中的CTCS-3列控子系统国内尚未制定技术要求,可通过引进与CTCS--3列控系统技术标准相近的欧洲成熟运用的ETCS--2系统,再结合我国路情进行适应性修改,通过消化吸收再创新,最终形成具有自主知识产权的CTCS--3级列控系统。本文介绍了时速300km的客运专线列控系统的主要组成及其功能。     

基于BP算法的模糊Petri网鱼雷故障诊断方法

模糊Petri网是故障诊断系统建模与分析的一种重要工具,但存在自学习困难的特点.该文将具有强大自学习能力和容错能力的神经网络与模糊Petri网相结合,并根据实际工程应用情况,提出最大路径法对模糊Petri网分层,避免了虚变迁和虚库所加入带来的模糊Petri网故障诊断模型复杂化问题,然后运用神经网络中的BP算法对模型参数进行学习,使模型具有了自学习和泛化能力.将其应用到某型鱼雷电子系统的故障诊断系统中,结果表明,该方法能够有效地提高模型故障诊断能力.     

ATS系统与三维视景仿真系统的结合技术研究

以郑州地铁一号线为背景,提出了基于MSTS平台的三维视景仿真系统与地铁ATS系统的结合技术方案.介绍了三维视景的建模过程,设计了用于控制对象的数据协议,利用MFC开发了用于系统间数据处理及传送的接口服务器.测试结果表明,提出的结合技术方案具有良好的可行性,满足基于三维视景的仿真系统的各项性能指标.为后续各项列控仿真子系统的研究,提供了新思想和技术方案参考.     

基于EHPN的A-SMGCS机场滑行道运行控制建模

针对先进机场场面引导与控制系统(A-SMGCS)中滑行道运行控制建模,提出一种基于扩展层次Petri网(EHPN)的建模方法。将滑行道分为交叉口和直线段模块,然后对模块内部的航空器行为进行封装,形成基于扩展Petri网的过程层通用模块,并进一步采用同步合成技术建立过程层模型。利用面向Agent的着色赋时Petri网建立决策层通用模块,同时将场面运行控制知识与模块的库所和变迁集成,增强模型的智能决策能力。采用某机场12h滑行道运行数据进行了仿真试验。研究结果表明:基于EHPN模型的仿真,其直线段和交叉口冲突次数分别为6次和11次,滑行道系统总延误为346s,与SIMMOD仿真模型效果相近,因此,该建模方法有效。     

通用型列控系统的安全计算机设计与验证

从硬件和软件两个方面研究并改进了现有的列车运行控制系统安全计算机平台,提出了一种简化型通用安全计算机平台.在不改变列控系统逻辑结构的基础上将独立的子系统集成到一台安全计算机上.然后对硬件结构的安全性指标和软件的时间、空间（内存）进行了仿真与计算,最终通过实验验证了通用型安全计算机平台的功能与性能,说明了该平台的正确性和有效性.     

基于Petri网的城市主干道交通信号协调优化

为研究城市主干道交通信号协调优化问题,建立了包括交叉口交通信号显示模块与信号相位转换模块的时延Petri网模型与基于变速度连续Petri网的交通流模型,设计了由监控、判别和通行相位选择3个子系统构成的交通信号控制系统,并给出了具体的控制步骤.根据连续Petri网中各参数间的关系,以车辆排队长度、上游路段车流速度和下游路段畅通度为输入变量,以相位优先指数为输出变量,确定下一通行相位,采用模糊Petri网确定当前相位的最佳绿灯时间,并进行了仿真计算.仿真结果表明:采用Petri网与模糊控制相结合的方法后,由西向东与由东向西方向车流的行程时间分别缩短了7.1％、7.6％,交叉口排队长度的改进率分别为11.9％、11.2％,4个相位的交叉口平均延误分别由9.7、10.3、11.8、13.2s下降到8.2、9.1、11.4、11.4s.可见,主干道信号协调优化方法可以较好地实现干线信号协调控制.     

基于Petri网的单点信号优化感应控制

基于连续Petri网,建立交通流混合控制模型,通过分析离散化的交通信号控制混合Petri网模型,研究单交叉口交通信号感应控制问题.基于混合Petri网模型参数的分析,建立了各相位车辆总停留时间的计算方法;从库所标识与变迁使能程度间的复杂关系出发,研究了库所标识的变化规律;以车辆总停留时间最短为目标优化感应控制模型,仿真计算各相位绿灯时间.结果表明:基于混合Petri网的优化感应控制方法,4个相位的车辆平均延误显著缩短,可以较好地实现单点信号控制.     

高速铁路车站-区间能力协调性的重要影响因素分析

本文论述了高速铁路车站-区间能力协调的含义和度量指标,利用计算机仿真的方法对高速铁路车站-区间的作业流程进行了整体模拟,以高速铁路系统固定设备和移动设备的各种参数作为输入条件,车站-区间的最终通过能力和列车运行的延误率为输出结果,讨论了到发线数目、列车到达强度对车站-区间能力协调性的影响。     

高速动车组列车超速防护ATP系统分析

为保障高速铁路的安全运行,我国设计开发了列车超速防护ATP系统。基于通信特别是基于无线移动通信的列车超速防护系统是当今中国高速动车组列车运行控制系统的主流关键技术。ATP各子系统高度自动化,不仅具备自诊断功能,同时还可以实现自动化检测。ATP系统的轨道信息接收单元位于列车运行方向头部第一轮对前,用于接收轨道电路低频码并传送给安全计算机进行分析,随后安全计算机将接收到的无线数据包信息进行综合处理,计算生成速度模式曲线。列车超速防护ATP系统是现代化铁路信号设备自动化发展的必然结果。     

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铁路系统中固定设备与移动设备的相互作用效果最终体现在时间维度,而列车运行过程中的加/减速、近似匀速的动态特性又导致各种时间项的计量难以用精确数进行客观实时表示. 根据车站总体拓扑结构及高速铁路客流需求特征,结合列车运行的动态性,本文应用FTHNs-Conflict Graph双层模型计算&;评估高速铁路车站能力的基本研究思路,首先定义某一时段(比如高峰时段)内车站的列车服务-需求意向集合t@s-TSDIS,以完成既定列车服务-需求意向集合t@s-TSDIS的任务列表占用车站股道时间最少为优化目标,综合应用高级模糊时间Petri Nets (FTHNs)、Max Plus与改进的模拟退火算法,优化列车占用高速铁路车站股道时序.     

MC68332在列控车载设备中应用的研究

根据列车运行控制系统车载设备对系统微处理器的要求,分析了ＭＣ６８３３２的特点,并设计出基于ＭＣ６８３３２列控车载设备总体结构以及系统主机结构。最后给出应用ＭＣ６８３３２实现系统内部消息安全传输的方法。     

基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

CTCS-3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM-R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降.     

欢洲高速铁路弓网系统标准体系特征浅析

欧洲高速铁路弓网系统标准体系在《跨欧洲高速铁路系统互通性指令》（96／48／EC）和《对欧洲铁路供电子系统兼容的技术解释性文件》（简称“供电TSI”）的基础上建立。体系具有集合性、整体性、相关性、可分解性、环境适应性、目标性等六个特征。通过介绍欧洲弓网系统标准体系及其产生背景,研究了该体系内各标准之间的关系,并重点探讨六个特征在该体系中的具体体现。文章指出欧洲高速铁路弓网系统标准体系内各标准之间是相互联系、相互作用、相互制约、相互依赖的,弓网接触力作为串联弓网系统标准体系的根本,是该体系内所有原则制定的核心参数。     

基于赋时着色Petri网的木材柔性加工系统的建模与重构

以Petri网为建模工具,针对木材柔性加工系统(Wood Flexible Manufacturing System,WFMS)中的离散事件建立赋时着色Petri网(Timed Colored Petri-net,TCPN)模型.该模型不仅可以反映木材柔性加工系统中待加工产品的工艺加工路线,对系统的特性进行描述,还能够根据生产任务的变化进行快速重构.应用软件对该模型进行仿真,结果表明该模型是有效的.根据仿真结果,对系统进行简单的优化调度,提高了机床的利用率.