CTCS-3级列控系统规范的建模与形式化验证方法研究

CTCS-3级列控系统规范是CTCS-3级列控系统设计与开发的基础,是实现互联互通以及确保系统高效率与安全性的关键环节。然而,依靠经验与直觉制定的规范不可避免地存在某些漏洞或者安全隐患,因此对CTCS-3级列控系统规范进行建模与形式化验证显得十分必要。本文提出CTCS-3级列控系统规范建模与形式化验证方法,此方法的特点是能够在系统规范、模型、验证工具以及验证结果之间建立一条跟踪链,从而始终保证系统规范、模型及程序代码之间的一致性。结合笔者运用此方法对CTCS-3级列控系统规范建模与形式化验证的实践,证明这种方法是可行的、高效的。     

CTCS-3级列控系统的系统评估研究

我国已经步入高速铁路时代,通过集成创新,建立符合我国国情和路情的高速铁路列控系统及系统评估体系具有非常重要的意义。论述了CTCS-3级列控系统的研究技术路线,提出了CTCS-3级列控系统的系统评估方法,对CTCS-3级列控系统的生命周期各个阶段进行有效评估,从而保证高速铁路列控系统满足高速铁路的需求。     

基于控制关系模型的CTCS-3级列控系统功能安全分析方法

本文给出CTCS-3级列控系统中组件控制行为的形式化定义,并针对控制行为的时序关系,提出控制行为时序逻辑。以此时序逻辑为基础,给出控制关系模型的形式化定义,使用控制关系模型对列控系统中的控制行为关系进行刻画。利用深度优先搜索的方式,对系统的控制关系模型进行分析,实现STPA(System-Theoretic Process Analysis)过程中不恰当控制行为的自动化辨识。以CTCS-3级列控系统的RBC交接场景为例,使用上述基于控制关系模型的STPA方法对列控系统的功能安全进行分析。分析过程表明利用形式化的控制关系模型扩展STPA的方法适用于CTCS-3级列控系统的功能安全分析。     

CTCS－3级列控系统测试案例生成方法的研究

CTCS-3级列控系统是保障铁路行车安全、提高运输效率的重要设备,上道运用前必须在实验室和现场分别进行功能测试,建立CTCS-3级列控系统测试案例库对CTCS-3级列控系统的功能测试具有非常重要的意义。分析了系统需求规范、功能特征和测试案例之间的关系,研究了从系统需求规范和总体技术方案提取功能特征的方法和测试案例的生成方法。     

基于黑盒测试技术的CTCS-3级列控系统联调联试研究

CTCS-3级列控系统是高速列车安全、可靠、高效运行的关键技术之一。为检验列控系统的总体设计方案和功能需求,在系统集成工作完成后,应在动态条件下,对系统设计方案、总体功能需求和系统接口关系与安全性等进行联调联试。CTCS-3级列控系统联调联试属于典型的黑盒测试,武广高速铁路CTCS-3级列控系统联调联试以黑盒测试技术为基础,将测试模型、测试案例、测试数据、缺陷管理与试验环境充分结合,促进了列控系统联调联试技术的发展。     

我国铁路CTCS-3级列控系统的分析与研究

CTCS-3级列控系统是我国通过自主创新建成的具有自主知识产权的列车运行控制系统,凝结了我国铁道部、高校、科研院所和骨干企业群策群力的智慧结晶。通过对国外列车控制系统发展现状及我国列控系统发展历程的介绍,阐述了我国CTCS-3级列控系统研究的必要性及技术方向的选择;说明了我国CTCS-3级列控系统的技术特点;同时还对CTCS-3级列控系统结构及主要设备的功能作了简要介绍,并总结了系统研发的主要创新成果。     

基于UML的CTCS-3级列控系统运营场景分析方法研究及应用

CTCS-3级列控系统是典型的安全苛求系统,而对于安全苛求系统来说,系统需求规范中的安全隐患是最致命的。CTCS-3级列控系统的需求规范由14个运营场景来描述,因而以运营场景为单位,对规范进行分析与研究是合理的,并且是必要的。以UML和CSP为基础,提出一套适用于CTCS-3级列控系统运营场景的分析和验证方法,并以＂RBC切换＂场景为例,运用该方法分析了其活性、死锁、活锁、确定性和部分安全性。     

GSM-R 4.8kb/s数据业务传输特性和机理的研究

基于CTCS-3级列控系统对GSM-R系统的需求,从理论角度探讨了用来承载CTCS-3级列控系统安全数据传输的4.8kb/s异步透明数据的传输特性和机理,从而可以为规范制定、互联互通提供技术依据。     

ETCS-2与CTCS-3在功能方面的差异性分析

列车运行控制系统是保障高速列车行车安全、提高铁路运输效率的核心装备。中国的CTCS-3列控系统和欧洲的ETCS-2级列控系统具有相似的功能。介绍CTCS-3级和ETCS-2级存在差异的功能、ETCS-2系统特有的功能、CTCS-3系统特有的功能。     

CTCS-3级列控系统标准规范体系的研究

为推进高速铁路CTCS-3级列控系统自主集成创新,我国开展了CTCS-3级列控系统技术体系研究。经过近3年的努力,初步建成了具有完全自主知识产权的CTCS-3级列控系统技术标准体系,CTCS-3级列控系统标准规范在武广、郑西和广深港等高速铁路列控系统建设中发挥了重要的指导性作用。阐述了标准规范对行业技术发展的重要性;简要介绍了国外典型的列控系统标准规范;详细描述了CTCS-3级列控系统标准规范的体系结构及主要规范的内容。     

CTCS-3级ATP无线通信技术自主化研究

CTCS-3级ATP无线通信技术是CTCS-3级高速铁路列控系统车-地通信的关键技术,着重阐述无线通信技术在自主化研发过程中的新技术,包括紧耦合热备结构特点、安全算法的自主化演进,以及通信协议栈的扩展性研究等。通过对CTCS-3级ATP无线通信技术的自主化研究,进一步提高ATP设备的可用性,提高车-地通信的安全性,并提高CTCS-3级高速铁路列控系统对下一代通信系统的兼容性。     

基于GSM-R的CTCS-3级列控系统安全数据传输通信协议栈分析

基于开放系统的安全数据传输理论,分析了开放传输系统的特点和应对策略,针对CTCS-3级列控系统安全数据传输,从数据链路层和传输层的角度探讨了用GSM-R来承载CTCS-3级列控安全数据传输时在协议方面所采取的差错控制、防止非授权接入等措施,在分析的基础上,给出了基于GSM-R开放系统的CTCS-3级列控系统连接建立详细过程。     

中国铁道科学研究院2009年科技成果简介(续四)

57郑西客运专线CTCS-3级列控系统综合试验试验大纲郑西客运专线列控系统采用CTCS-3级系统。进行郑西客运专线CTCS-3级列控系统综合试验的目的是综合验证该列控系统能否满足CTCS-3规范的要求以及350 km.h-1运营的要求,同时对其进行稳定性、安全性的动态验证。综合试验     

CTCS-3级与CTCS-2级列控车载设备对比研究

CTCS-3级及CTCS-2级列控系统已在我国高铁中广泛应用,对保证高速铁路运行安全起到重要作用。针对列控车载设备两者特点进行对比和差异分析,不仅为理解运用和维护当前CTCS-3/CTCS-2级列控系统服务,也为后续列控系统的发展提供思路。     

CTCS-3级列控系统接口在线监测研究

介绍CTCS-3级列控系统接口的监测方法,重点分析如何利用串口监测ATPIgsm-r接口,如何利用专用设备监测RBCPRI接口,以及如何利用交换机端口映射监测安全以太网络接口。按照介绍的方法构造的CTCS-3级列控系统接口监测系统能正确采集、存储、处理、解析监测数据,既能帮助用户实时查看CTCS-3级列控系统各接口的通信情况,也能帮助用户分析各接口历史数据,定位通信故障原因。适合在CTCS-3级实验室以及实际运营线路安装使用。     

CTCS-3级列控系统EMC技术的研究

依据CTCS-3级列控系统在实际运行中的电磁环境状况,从骚扰源、耦合途径和敏感设备3个构成电磁干扰的环节入手,分析CTCS-3级列控系统的干扰模型。围绕ATP系统的电磁兼容性试验,研究并验证CTCS-3级列控系统在现场和在实验室的电磁兼容测试方法和测试技术,讨论国内和国际相关标准的发展状况,提出了几点展望。     

高速铁路CTCS-3级列控系统集成工程技术优化的研究

CTCS-3级列控系统满足我国高速铁路建设和运营的要求,系统集成技术复杂,实施难度大,从系统集成工程的角度分析了CTCS-3级列控系统集成工程的关键点和难点,并提出和阐述了解决方案和技术优化措施,对后续高速铁路CTCS-3级列控系统集成工程具有重要借鉴意义。     

单线铁路CTCS-2级列控系统设计应用研究

CTCS-2级列控系统主要应用于双线铁路,在单线铁路中尚无工程应用先例,为解决单线铁路CTCS-2级列控系统应用存在的问题,在符合现行规范、不修改列控车载设备的前提下提出CTCS-2级列控系统总体方案。通过单线铁路与双线铁路的差异性对比分析,结合CTCS-2级列控系统功能需求,对闭塞方式、轨道电路配置、应答器设置、临时限速管理等特殊技术问题进行了研究并提出了解决方案。研究表明:CTCS-2级列控系统应用于时速200～250 km单线铁路能够实现列车高速安全运行。     

高速铁路CTCS-3级列控系统集成T程技术优化的研究

CTCS-3级列控系统满足我国高速铁路建设和运营的要求,系统集成技术复杂,实施难度大,从系统集成工程的角度分析了CTCS-3级列控系统集成工程的关键点和难点,并提出和阐述了解决方案和技术优化措施,对后续高速铁路CTCS-3级列控系统集成工程具有重要借鉴意义.     

郑西高速铁路联调联试CTCS-3级列控系统功能试验技术

正我国350km/h的高速铁路信号系统采用基于GSM-R无线通信的CTCS-3级列控系统。CTCS-3级列控系统试验是高速铁路建设的最后一道工序,也是最为关键的。通过试验验证列控系统的性能和功能能否满足我国CTCS-3级列控系统技术规范要求,确认全线系统达到开通运营条件。