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.      

铁路平交道口愈加安全与智能化

对所有的铁路来说，铁路平交道口首先要考虑的问题就是保护行人和设备的安全。为把这个问题变得更加简单，供应商必须确保从铃声、交通灯到通信设施都围绕一个目的运转——安全。为此，制造商也不断努力打造出更加结实的交叉口栏木、更节省能源的LED信号灯以及信息交换速度更快的通信系统。     

智能交通安全控制系统的模型验证

随着智能交通系统的发展，交通安全控制系统的开发变得越来越复杂，系统中存在的“设计型故障”很难被检测和排除，“设计型故障”成为影响系统安全性的主要问题。笔者利用形式化方法对交通安全控制系统进行严格的模型验证，提出了系统模型验证的安全性约束和安全性路径的概念，给出了模型验证的推演方法，为解决智能交通安全控制系统的“设计型故障”问题提供了一种有效的手段。     

提速铁路道口安全监控系统的设计与实现

针对提速列车通过铁路平交道口时的安全问题,研制了频率为150 MHz无线传输、太阳能供电的提速铁路道口安全监控及信息管理系统.通过对铁路道口数据的实时采集、传输、存储以及运行状态的监控、报警,实现了铁路提速道口的安全监控与信息管理.该系统已在成渝铁路成都—龙潭寺区间K+5885成都机务段道口使用2年,累计2.4万余对列车通过该道口,系统均有效监视了道口的通行状态.     

安全苛求系统的形式化开发方法

从系统工程的角度出发，基于形式化理论，对安全苛求系统的开发方法进行了研究。首先介绍了安全苛求系统的形式化方法，分析了形式化方法对安全苛求系统的作用；提出了一种安全苛求系统的形式化开发模型（FDM），给出了具体的应用实例。     

铁路道口安全管理探讨

随着铁路运输的发展，铁路道口安全问题日益突出，事故增多，本文分析了事故发生的原因，提出必须强化平交道口的安全管理，减少无人看守道口，改“平交”为“立交”，加强安全宣传教育，增设道口安全设备。     

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。     

北美行车自动化系统ATCS的述评与功能分析

综述北美铁路行自动化系统ＡＴＣＳ的构成的特点，ＡＴＣＳ的目的是利用当今的高新技术，改造现有的行车与调度控制系统，以全面提高铁路运输的安全，有效和经济性，文中还介绍了ＡＴＣＳ系统的一些主要功能部件，分析了文书诉功能和特点，并提出了我在我国如何开展行车自动化系统研究的一些思考。     

区域计算机联锁系统站间安全通信研究

区域联锁系统是实现铁路相邻车站集中控制功能的安全相关信号控制系统,站间安全通信是区域联锁系统安全性保证的一个至关重要的环节,本文分析了站间通信中潜在的危害,针对每种危害提出可行的安全防范措施,并描述了在区域联锁系统中如何实现安全相关传输功能,进而实现安全完善度等级4的站间安全通信.     

机车信号邻线干扰分析

对机车信号邻线干扰问题进行量化分析是高速铁路自动控制系统中亟待解决的问题。本文对磁场理论、电路理论、通信双线传输线理论分析法进行了比较，最终提出了机车信号邻线干扰等效电路模型和数学模型，采用边界条件分析法对机车信号邻线干扰进行了分析。     

内燃动车组安全风险管理

结合内燃动车组的功能性能要求,阐述了在项目各阶段进行的安全性分析工作,建立了安全风险管理分析流程,实现了项目各阶段工作与安全风险管理分析工作的有效统一．通过对服务范围内的系统设计进行审核,识别了车辆系统隐患及其减轻措施,并在系统设计、开发、生产及测试过程中纳入相关的减轻措施,将风险控制在合理可接受的范围内,以保证内燃动车组的的车辆安全性,有效降低了产品生命周期的安全风险,满足了用户的安全性要求．     

基于ACP方法的城市轨道交通平行系统体系研究

针对目前城市轨道交通中亟待解决的安全、高效、可靠运行等关键问题,运用复杂系统研究中的人工交通系统、计算实验和平行执行（ACP）方法,提出了基于ACP方法的城市轨道人工交通平行系统体系研究. 通过对传统仿真软件的分析,指出了建立动态、整体、真实的城市轨道人工交通系统研究体系的必要性;详细描述了城市轨道人工交通系统的构建方法和计算实验流程方案;最后,通过平行执行对各种方案进行综合评估,制定合理的管理方案;形成一套自下而上的城市轨道交通平行控制和管理方法. 城市轨道交通平行系统体系的研究,对综合交通体系的发展必将产生深远的影响.     

基于行车安全场模型的交叉口车辆控制算法

为了提高网联环境无信号交叉口自动驾驶车辆的行车安全与通行效率问题,首先,建立无信号交叉口的行车安全场模型,构建包括车辆动力性能、制动性能以及通行交叉口所有车辆行车风险的目标函数,并设定相应的约束条件;然后,采用模型预测控制方法优化驶向交叉口车辆的行车策略;最后,基于VISSIM、MATLAB和NS3构建联合仿真试验平台,分别以车辆碰撞冲突类型、行车风险改善和道路拥堵程度验证并分析算法性能. 试验结果表明:在车流量和流量容积比大于1.0时,相比于传统的感应控制系统,本文提出的算法在延误时间、行程时间、冲突数目和通行能力的收益率分别大于90%、10%、10%和5%;在通信延迟低于100 ms,数据丢包在35%内,仍能够保证交叉口内车辆的通行效率.      

基于ITS的城市道路交通主动安全控制系统研究

通过城市道路交通事故的成因分析,对城市道路交通主动安全控制系统的构建进行了研究。提出了系统的结构框架、物理构造、工作流程和系统功能。运用先进的信息采集技术、网络信息传输技术、智能化信息处理技术和现代控制技术改变现有被动的交通安全管理模式,实现了交通事故事前的主动防御功能,可有效避免交通事故的发生,提高城市道路交通安全管理水平。     

CTCS-3级列控系统临时限速建模与验证

为了满足临时限速系统的实时性要求,采用时间自动机理论,对CTCS-3级列控系统临时限速工作流程分别建立了各设备的时间自动机子模型,进而构成临时限速系统的时间自动机网络模型,并基于临时限速系统技术规范的参数对模型进行赋值;采用BNF语法对临时限速系统待验证的属性进行了形式化描述,并应用UPPAAL验证工具对临时限速模型的安全性和受限活性进行仿真验证.验证结果表明:与现有临时限速系统的时间参数设置相比,修正后的时间参数设置避免了出现系统死锁现象;在不影响安全功能属性和受限活性的基础上,提高了临时限速系统的实时性,可在规范规定时间5 s内做出响应.      

基于风险控制理论的高铁车站安全管理研究

为了弥补传统安全管理方面存在的不足,确保高速铁路车站运输生产的安全,在分析高铁车站安全管理现状的基础之上,归纳出传统安全管理方面存在的问题,并提出基于风险控制理论的安全管理方法,然后系统地阐述分析了风险管理的理论基础,得出高铁车站风险管理的技术步骤。最后以渭南北站为例进行了验证。     

以安全为导向的地铁高峰时段多车站客流协同控制模型

传统的客流控制大都以减少乘客等待时间或者客运周转量最大为目标,缺乏对于安全性的考虑.保证乘客等待时间在可接受范围以内,以客流聚集预警值最小为目标,提出了以安全为导向的地铁高峰时段多车站客流协同控制模型,并成功将其转化为单目标线性整数规划模型,借助CPLEX优化器可直接进行求解.以某地铁线路高峰客流数据为例,通过计算得出,相对于以乘客等待时间最小为目标的客流控制方法,本文方法在保证乘客总等待时间仅增长1%的情况下,能够将所有车站客流聚集控制在安全范围以内,大大提高了客运组织安全性,为实际客流控制提供了很好的依据.     

基于Biba模型的三权分立分析

强制访问控制是建设高级别安全信息系统的必要条件.本文基于Biba模型,重点给出了信息系统中系统管理员、安全管理员和安全审计员三权分立的形式化分析.通过分析,给出三权分立管理机制下,保障信息系统安全管理的条件.本文的结果在某国家级信息系统的具体建设中得到了应用.     

利用超声波实现液位测量的简单方法

简要介绍了现在常用的超声波脉冲回波法和衰减式定点液位测量法的原理和存在的问题，然后在基于实验的基础上提出了一种新的实现定点液位测量及报警的简单方法。该方法无需对声速进行修正或进行较复杂的超声波信号处理。较详细的分析了该系统的工作原理．介绍了系统的组成结构和各组成部分的主要功能．并给出了系统的关键电路。