基于Multi-Agent的列控系统复杂运营场景建模与仿真方法研究

针对高铁列控系统的并发性、混成性、交互性等特点,基于列控系统技术规范,结合Multi-Agent理论、Prometheus建模方法以及仿真技术,提出基于Multi-Agent的高铁列控系统复杂运营场景建模与仿真方法。最后,以CTCS-3级列控系统的RBC切换场景为例,构建基于Multi-Agent的RBC切换场景模型,并利用Multi-Agent仿真工具对模型进行仿真。仿真结果表明,该方法能够满足列控系统并发、混成、交互的复杂特性,可为列控系统复杂运营场景建模仿真与安全分析提供技术支撑。     

基于AUML的列控系统运营场景多智能体建模仿真研究

为满足列控系统交互性、混合性、反应性和并发性的复杂特性,从研究分布式复杂系统的多智能体方法出发,利用UML2.0扩展的AUML统一建模语言,提出一种列控系统运营场景多智能体建模方法。该方法采用基于Agent的AUML,以多智能体建模理论为基础,从系统功能需求、抽象Agent定义、Agent信息交互和Agent内部设计四个步骤对列控系统运营场景进行模型构建。最后以RBC切换场景为例,建立RBC切换场景的多智能体模型,结合模型,利用仿真工具进行仿真,得到满足列控系统复杂特性的仿真结果。结果表明:该建模仿真方法符合列控系统交互性、混合性、反应性和并发性,为列控系统研究奠定重要的仿真环境基础。     

基于多分辨率建模方法的CTCS-3级列控系统仿真技术

基于多分辨率建模和高层体系结构,对CTCS-3级列控系统进行仿真研究。根据CTCS-3级列控系统的结构,选择无线闭塞中心(RBC)、列控中心(TCC)、应答器信息传输模块和车载安全计算机4个关键模块组成控车模型。采用多分辨率建模方法,根据信息交互细节层次的不同,将控车模型中的不同模块划分为低、中、高3种分辨率模块。应用HLA仿真技术,构建控车模型中联邦对象模型和成员之间的属性公布与订购关系,应用RTI软件实现控车模型的仿真过程。实现了如下仿真场景:控车模型联邦与RTI软件的连接与退出;不同分辨率情况下的RBC与TCC信息交互生成行车许可;车载安全计算机绘制计算目标距离曲线;列车行驶视图显示。仿真结果验证了多分辨率建模方法在CTCS-3级列控系统仿真中的可行性。     

基于MSC与UPPAAL的列控系统等级转换场景形式化验证

等级转换是C3级列控系统的重要场景,是列控系统兼容性的集中体现,转换的成功与否直接关系到列车的运行安全和行车效率。因此,有必要对设计规范中所描述的转换过程进行形式化建模和验证,以保障系统的安全性和实时性。为保证设计规范与所建模型的一致性,采取消息顺序图(MSC)与时间自动机相结合的方式,建立等级转换场景中C2级向C3级转换过程的MSC模型,并将其转换为时间自动机模型。应用UPPAAL对模型的安全性和受限活性进行仿真验证,结果表明设计规范中所描述的转换过程是安全可靠的,可以满足C3级列控系统的兼容性和安全性要求。     

高速铁路列控系统运营场景实时性的建模与验证

高速铁路列控系统是一个典型的分布式实时系统,其时间约束主要反映在运营场景中子系统之间的交互过程中。时序逻辑的扩展方法并不能完全满足描述分布式实时系统性质的需要,并且随着系统的复杂性提高,列控系统运营场景中诸如超时、期限、直到…才等形式化描述与验证上存在不足。本文提出一种适合于列控系统场景建模与验证的方法,其核心思想是使用混合通信顺序进程HCSP(Hybrid Communicating Sequential Process)形式化描述分布式实时系统模型,提出转换规则,转换成时间自动机网络模型并进行自动验证。最后通过对典型场景无线闭塞中心RBC(Radio Block Center)切换的相关属性进行建模与验证,分析证明方法的有效性。     

基于HUML扩展机制描述列控系统安全特性的研究

针对在列控系统建模和形式化分析领域UML模型难以直接描述系统安全特性的问题,提出一种利用UML支持的底层扩展机制对HUML进行面向列控系统安全特性的扩展方法。该方法给出列控系统安全特性需求,通过在HUML元模型中增加安全特性包,对安全特性元素进行定义,创建安全相关概要文件,并在建模软件中得到实现,最后介绍该方法在CTCS-3级列控车载设备故障方面应用的一个实例。新的建模方法丰富了列控系统HUML模型的表达能力和应用范围,使得列控系统安全特性能够直接被描述,从而将安全分析的起点提前至系统建模阶段,为列控系统建模和形式化分析提供一条新的思路和途径。     

基于ROPES的CTCS-3级列控系统车载设备的建模

针对列控系统传统建模方法存在的缺点,在对CTCS-3级列控车载设备进行需求分析、系统分析和对象分析的基础上,引入嵌入式系统的快速面向对象开发过程(ROPES)的建模方法。利用该方法进行CTCS-3级列控系统车载设备的体系架构设计,建立了系统的详细模型。利用Rhapsody工具,将模型转换成基于实时框架技术可执行的代码,自动生成测试案例,对模型进行验证。测试结果表明,该建模方法有效降低了软件设计的复杂度,缩短了车载设备软件的开发周期。     

基于SimEvents/Stateflow的CTCS-3级列控系统车地无线通信子系统建模与分析

根据CTCS-3级列控系统中无线通信子系统的分层结构和其具有随机性的特点,采用Matlab软件中SimEvents与Stateflow相结合的方式实现车地无线通信过程的建模与仿真,分析安全连接建立时间和不同长度无线应用消息传输延迟时间。结果表明:无线通信子系统安全连接建立时间符合《CTCS-3级列控系统GSMR网络需求规范》的要求,并且具有一定的安全余量;仿真得到不同长度的无线应用消息传输延迟时间,可为列控系统车地无线通信的实时性分析提供参考;建模方法简洁高效,模型能够较好地描述系统特性,仿真结果可为列控系统车地无线通信技术规范的完善、系统的设计与实现提供数据支持。     

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。     

基于MSC与UPPAAL的区域控制器切换场景建模与验证

区域控制器(Zone Controller,ZC)边界切换场景是城市轨道交通列车控制系统的重要场景,切换过程中移交ZC、接管ZC和车载子系统之间要进行频繁的信息交互,因而对其安全性和实时性有更严苛的要求。根据ZC子系统特点,将MSC半形式化方法作为切入点,结合时间自动机理论,建立ZC切换场景的MSC模型和时间自动机网络模型,用于ZC切换场景功能和受限活性的安全验证。结果表明:ZC边界切换控制功能满足系统安全性和受限活性的规范要求。因此此种建模验证方法是可行的,可以将其应用于列控系统其他场景的建模与验证过程中。     

基于统一建模语言的城市轨道交通应急处置系统开发

随着城市轨道交通逐步向网络化方向发展,突发事件(如火灾、恐怖袭击等)对城市轨道交通的影响面将更广,后果将更加严重,相应的,其应急处置也将难度更大、更复杂.传统的电视监控、电话指挥的方式已难以满足实际应怎处置要求.针对这种情况,结合网络化运营条件下轨道交通的应急指挥组织结构,设计开发了城市轨道交通应急处置系统,并运用统一建模语言图例对该系统的分析、设计和实现进行了详细介绍.该系统的应用将为网络化运营条件下城市轨道交通的应急处置提供一个切实可行的解决方案.     

混合动力机车动力系统建模及能量管理研究

针对混合动力内燃机车,基于车辆动力性分析软件ADVISOR,建立包括6个牵引电机联合驱动模型和轴重转移模型的串联式混合动力调车机车模型。以此为基础,建立恒温器控制与功率跟随控制相结合的混合动力内燃机车控制策略。在机车手柄位操纵的基础上,该控制策略可根据列车所需求的功率调节内燃发动机及驱动电机的输出功率,并引入电池荷电量(SOC)补偿方法,通过控制电池充放电,保证电池SOC维持在一定范围内,使发动机工作在最优区域,从而减小了燃油消耗。     

基于Agent的轨道交通ATS系统仿真方法研究

针对前人轨道交通列车自动监控(ATS)系统仿真方法的不足和ATS自身的特点,提出采用Agent技术研制ATS仿真系统。建立了基于Agent的ATS仿真系统结构,系统中的SCC-Agent的结构模型,并研究了它的形式化定义,行为模式,语义描述,控制流程和内部决策机理。介绍了系统的功能和监控界面。其研究方法降低了ATS仿真系统设计的复杂程度,使系统具有更好的分布性,灵活性,可重用性和可扩展性。目前,系统运行良好,在轨道交通自动控制(ATC)系统设备国产化研究中起到了重要作用。     

PSO-SVM算法在地铁车站温度控制系统建模中的应用

鉴于地铁车站环境控制系统具有时变性、非线性、随机性等特性,运用PSO-SVM算法建立地铁车站温度控制系统黑箱模型.相比于径向基神经网络、基于多项式核的PSO-SVM及基于混合核的PSO-SVM,基于径向基核的PSO-SVM较适用于建立地铁车站温度控制系统模型,并可进一步用于控制算法的仿真研究及控制器参数的确定.     

采用永磁悬挂体的磁悬浮系统建模与系统设计方法

为降低悬浮系统的功耗，提高悬浮品质，建议在吸力型破悬浮系统中采用永磁材料做悬挂体。文中给出了这种系统的建模方法，阐述了系统设计的原理。     

基于系统整合的公文流转系统建模方案

介绍一种基于系统整合的公文流转系统建模方案,它跳出传统公文处理的思维模式,将公文流转系统与企业内部所采用的办公自动化系统相结合,实现企业内部各个子公司之间,以及子公司的各个部门之间公文的正常流转过程,基本上可以实现企业内部的公文流转系统无纸化办公.     

基于虚拟样机的磁悬浮列车悬浮系统建模及仿真

为避免建立微分方程描述磁悬浮列车动力学问题的困难,利用ADAMS和Matlab软件建立了CMS-03型磁悬浮列车的虚拟样机模型,介绍了悬浮系统的建模方法和理由。所建的列车虚拟样机模型能顺利通过按照长沙试验线建立的轨道曲线,悬浮电流的变化也与试验测量结果一致,说明悬浮系统的建模方法是合理的。该模型为改进控制算法、验证列车动力学分析结果提供了一个良好的仿真平台。     

基于P2P技术的信息获取方案研究

当前互联网的体系结构是客户/服务器模式,服务器集中了所有功能和资源,因此负荷很重,维护其上的信息检索越来越困难.对等网(P2P)技术可以解决这个问题.P2P网络是一种分布式系统结构,它将互联网的集中管理模式引向分散管理模式,将内容从中央单一节点引向网络的边缘,从而充分利用互联网中众多终端节点所蕴涵的处理能力和潜在资源.但是已有的P2P检索机制并不成功,分析指出,主要是缺少为web设计的、定义严密的、基本的数据模型,即信息定义和结构的质量很差.因此提出了一个基于P2P技术的信息获取方案-ICover,它建立在P2P网络上,提供信息建模、信息发布、信息网关、虚拟组织、信息端到端加密等关键部分,从而有效完成信息获取和共享.     

基于AMESim的轨道交通车辆架控制动系统建模与仿真

基于制动系统气制动原理,参考用于上海轨道交通1号线6改8工程增购列车的克诺尔EP 2002架控制动系统,运用AMESim仿真软件,对架控制动系统的供风、停放制动模块,以及制动控制模块中的远程缓解、紧急冲动限制、制动、连通等模块进行建模,进而对架控制动系统气制动整体建模。仿真分析常用全制动、紧急制动、停放制动等制动模式,并与EP2000架控气制动系统设计指标进行对比。仿真结果验证了系统的常用全制动、紧急制动和停放制动等制动模式与1号线车辆的设计指标相符。