列车运行控制系统设计正确性的验证方法

为验证系统开发阶段列车运行控制系统设计的正确性,提出了基于RAISE软件的系统建模、描述及验证方法.以CTCS-3级两列列车追踪运行为例,采用面向系统特性的域,建立了系统域模型,并在对域模型扩充和完善的基础上,用RSL语言描述了两列列车追踪运行情况.根据RSL语言描述的公理及RAISE自身的推理规则,验证了当两列列车追踪运行时, CTCS-3级列车运行控制系统设计的正确性.     

基于形式化方法的道口控制系统规范建模与验证

为了增强铁路道口控制系统设计的可靠性,使用一种形式化方法对该系统进行建模与验证. 基于道口管理规范,在分析系统各类属性与事件流程的基础上,使用UML图方法并结合精化策略建立了系统各层的Event-B语言模型. 通过对不变式的证明义务进行证明,验证了系统设计中的安全、时间特性,检查出了需求规范分析中的缺陷,提出了增强系统稳健性的改进方案,修正了系统的设计原型. 最后,通过不变式冲突与死锁检验进一步确认了模型的正确性. 研究表明文中方法提高了形式化建模过程的准确性与层次性,且确认得出目前规范中存在列车驶入道口时不能确保道口出清的缺陷,证实了使用本文形式化流程可以验证道口控制系统的需求规范并形成可靠的设计原型,从而可提高铁路道口的安全性.      

基于形式化方法的平交道口控制系统安全设计

铁路平交道口控制系统是一种典型的安全苛求系统，为提高铁路平交道口的安全性，提出一个能适应双线双向接车的自动控制系统.首先，分析现有铁路平交道口的作业流程，利用新的控制系统解决现有系统中常见的三个问题，即出清检查、制动距离限制、连续接车中防护门短时间开放问题；其次，基于Event-B语言以及精化策略对设计的自动控制系统建立形式化模型；最后，检查证明义务以验证需求属性是否被满足，并应用动画器Animation展示系统功能的正确性.结果显示：相比传统的道口管理系统，本文提出的自动控制系统增加了双线连续接车功能，且使用形式化建模和验证，避免系统设计中存在的二义性，对平交道口安全管理有一定的参考意义.     

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在轨道交通系统中,列车的运行控制系统是确保列车运行安全和提高列车运行效率的核心子系统。列车运行机理的分析,列车追踪模型和算法的建立,是开发列车运行控制系统的基础。本文根据地铁列车追踪运行的特点,建立了固定自动闭塞系统下的元胞自动机模型,并对北京地铁2号线进行了模拟仿真。通过时空图和速度—时间—位移图,我们研究和探讨了地铁列车追踪运行的一些主要特性,分析了速度、时间、位置之间的相互变化。模拟结果再现了地铁列车运行时列车流的动态特性。通过对比分析模拟结果和实际运行结果发现,所提出的模型是一种有效的模型,可以很好地用来描述地铁中列车运行的特点。     

测试理论在列控系统测试中的应用

分析了测试理论中涉及的测试目的、测试原理、测试设计和测试分析等内容，并提出了在列车运行速度控制系统测试中的应用方法。     

基于组态技术的船舶自动化控制系统设计平台的开发

针对船舶自动化控制系统的应用需要,对通用组态软件进行二次开发和功能增强,是基于组态技术船舶自动化控制系统设计平台开发的关键。文章从专用图形库、参数函数库、控件库打造等方面,对船舶自动化控制系统设计平台的开发模式进行了分析,提出了相关系统架构。     

列车运行建模与速度控制方法综述

随着社会的快速发展,如何保障列车行车安全,准点到达,舒适运行及节约能源成为列车运行发展趋势。因此,完备的列车自动控制系统成为现代铁路的研究目标。有效的列车运行过程模型描述和合适的运行速度控制方法是列车自动控制系统的核心。通过介绍列车自动控制系统的主要组成部分概述了列车自动控制系统的基本原理。归纳分析了近些年来列车运行过程模型描述手段和方法,并阐述了列车运行速度控制方法的发展历程,最后对我国列车的自动控制前景作了展望。     

城市轨道交通列车控制仿真模型研究

列车运行控制系统的应用,有效地提高了城市轨道交通的运行效率.由于缺乏相关的技术参数,应用传统牵引计算理论方法的列车运行控制仿真系统,若未充分考虑系统控车的特性,在工程应用中控制的精度将无法保证.本文着重考虑信号系统工程设计的限制条件,将列车的加减速性能和速度控制策略作为主要研究对象,构建基于能量守恒原理和信号控制条件的列车速度控制仿真模型.在此基础上设计仿真模型,实现所需要的系统功能结构和仿真流程,并开发形成软件系统.在实际运行线路案例研究中,与采用通用列车运行仿真系统获得的结果比较,验证本文所建仿真模型的精度和工程适用性.     

基于IEEE802.15.4的车辆间通信系统硬件设计

将IEEE 802.15.4应用于车辆间通信系统中,对IEEE 802.15.4协议和射频芯片进行了介绍,提出了基于IEEE 802.15.4的车辆间通信系统硬件系统设计方案,分析了与硬件系统设计相关的系统参数,在系统参数指导下对硬件进行了实施,经实际环境测试表明本硬件系统设计的正确性.     

UML状态图映射为Petri网模型的方法研究

UML广泛应用于软件建模,然而UML是半形式化的,这使得很难对其进行严格的语义分析和正确性验证。状态图作为UML动态描述机制的重要组成部分,同样存在这样的问题。Petri网作为一种图形化建模工具,具有严格的形式化语法语义,而且有很多成熟的分析方法。本文提出了将UML状态图映射为Petri网模型的方法,并结合实例对映射后的模型进行分析,验证了模型的一系列正确性。     

CTCS2级列车运行控制系统超速防护仿真研究

本文介绍了CTCS2级列车运行控制系统的系统结构和速度曲线控制模式,并利用计算机技术对基于轨道电路和应答器的CTCS2级列控系统进行了仿真实现.文中重点阐述了仿真系统中目标距离模式曲线的计算原理,列车定位和超速防护仿真算法.使用该仿真系统对胶济线线路数据进行运行仿真,为进一步研究列车运行控制系统提供了有效的实验环境和方法.     

超级电容储能系统抑制直流牵引网压波动的研究

超级电容储能装置通过双向DC/DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动能量,本文就车载超级电容储能系统的结构及充放电控制策略进行了研究,给出超级电容储能系统充放电控制策略,通过对其控制策略的仿真分析,验证了超级电容储能系统可以有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和再生失效等问题.     

基于DSP的摆式列车测控系统研制

摆式列车是专门为曲线过多的线路设计的新型列车，在运行中需要实时地检测线路和列车状态参数并对它们进行实时处理，同时基于高可靠性考虑，其空系统对处理速度和运算精度要求非常高。介绍了以通用数字信号处理器（Digital Signal Processors，简称DSP）为核心，实时对摆式列车进行测量与控制的测控系统。     

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。     

列控车载设备控制程序及参数远程实时更新方法

针对既有列车控制系统不具备对车载设备控制程序及参数进行远程在线实时更新功能的问题,提出一种基于无线传输和嵌入式的列控车载设备控制程序与参数实时更新方法,在无线机车信号实际应用测试中表明,所实现的程序更新机制具有较高的适应性和可靠性,可有效提高运营中的车载设备程序升级效率,提高了对列车控制的安全性,降低了系统维护成本.     

倾摆控制系统对摆式列车动力学性能的影响

从研究摆式列车的控制方法入手 ,讨论摆式列车的 PID控制策略及其系统的组成。建立了带有闭环控制系统的摆式客车力学仿真模型 ,并对控制系统的特性参数、滞后时间和控制系统失效等问题对摆式客车曲线通过性能的影响展开仿真分析 ,以得出摆式客车安全性能指标的定量结果     

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.     

列车运行调整辅助决策系统设计

列车运行调整辅助决策系统，是铁路行车调度指挥自动化系统的关键环节，通过对该系统工作流程及各主要组成部分的分析设计，建立列车运行调整的混合0-1线性规划模型，针对传统处理方法的不足，提出并利用有限状态机制控制处理过程，为该系统提供可行的方案，此方案不仅符合结构化系统设计的基本思想，容易编制出相应的软件，而且有较强的实用性。     

基于遗传算法的列车运行能耗优化算法

研究了CBTC系统中列车控制模型和列车运行调整,以降低能耗为目标,对列车在区间的运行控制进行优化组合,提出了基于遗传算法的能耗优化算法,根据具体的线路条件,计算了在不同的运行等级下或不同区间运行时分对应的列车运行速度曲线。以一段2 400m长,具有典型节能坡设置,且包含一段60km.h-1区间限速的线路为例,进行了能耗计算和优化仿真。研究结果表明:优化之后速度曲线与其对应的运行等级2、3、4的速度曲线相比,列车牵引能耗减少到原来的62%、58%、60%,节能效果显著,算法有效。