基于Event-B的计算机联锁安全规范描述与验证

本文结合具体的站场实例,基于Event-B方法对信号开放、道岔控制、进路解锁等联锁系统关键安全规范进行了形式化模型描述和验证分析,给出了严格的分析结果.工作表明,铁路信号联锁系统是具有复杂时序逻辑的控制系统,Event-B方法适合于该类系统的描述与验证.通过形式化的联锁安全规范描述与验证,可以在系统开发的早期及时发现设计错误或漏洞,有助于提高计算机联锁系统的软件开发质量.     

城轨车辆牵引系统电磁干扰分析及优化

基于城轨车辆牵引系统工作接地和保护接地耦合影响,分析了系统电磁干扰机理;建立了系统干扰简化计算模型,该模型具有结构简单、物理意义明确、同时适用于时域和频域分析等特点,可用于预估系统高频干扰特性。通过对实际城轨牵引逆变系统等效建模,并对系统高频干扰电流进行计算,结合实测验证了理论模型的准确性;最后,提出一种简单、高效的系统电磁干扰优化方法,试验结果验证了抑制方法的有效性。     

电动汽车电传动试验系统

介绍了电动汽车电传动试验系统,着重分析了其测功机的系统校正方法。试验系统对电机的控制参数进行了调试和验证,对控制系统的稳定性进行了模拟和验证,为系统效率、系统温升等测试和验证提供了试验数据。     

高速铁路系统接口管理的结构化生命周期方法研究

通过系统研究,构建高速铁路系统接口管理的结构化生命周期模型,提出高速铁路系统接口结构化生命周期可由接口规划与分析、接口设计、接口实施和接口验证阶段组成。接口规划与分析阶段提出高速铁路接口识别表和系统接口关系网络图;接口设计阶段提出接口管理WBS矩阵和接口管理控制表;接口实施阶段提出接口管理进度跟踪矩阵、接口问题网络图和接口问题记录表;接口验证阶段提出接口验证的定性定量集成法。从结构化生命周期角度探讨接口管理的方法具有较强的理论意义及应用价值,可为高速铁路建设提供借鉴。     

基于Scott变压器供电的新型电能质量治理系统研究

针对Scott变压器供电系统牵引功率大、功率因数低、谐波和负序电流含量高等问题,提出了一种新型电能质量综合治理系统,分析了该系统的拓扑结构和工作原理,提出了适合该系统的负序和谐波检测方法及补偿策略,并仿真验证了该系统的有效性和优越性。     

激光测量在高速铁路扣件扣压力检测的适用性研究

为了提高铁路扣件扣压力检测的自动化程度,弥补人工检测精度低、效率低等方面的不足,研发一种基于激光测量原理的扣件扣压力自动检测系统。首先基于人工检测的原理建立高度差的测量模型,然后对测量系统采集到的数据进行处理分析,通过数据噪声处理、有效数据组的判定、特征点的提取得到测量模型所需结果,验证系统的适用性和有效性。为了验证特征值提取方法的有效性,对H-h高度差的提取结果与标准棒料直径进行比对,精度达到0.0064,在提取效果上具有较优的表现。测量系统的不确定度达到0.086,满足检测精度要求。     

机车状态监测地面分析预测系统设计

机车状态监测地面分析预测系统(以下简称系统)接收机车上采集的数据,并对数据进行分析,具有自动诊断、轴温检测与动态显示、电机火花等级检测、定时记录曲线分析、设备故障诊断及机车运行状态与操作监测等功能.通过仿真实验平台采集的数据验证了系统的良好性能.     

基于UML与CPN的CTCS-3级列控系统建模与验证方法研究

CTCS-3级列控系统安全功能极其复杂,为保障其正常运转,有必要对列车运行控制系统的建模与验证进行深入研究。在分析了UML建模图和有色Petri网优缺点的基础上,提出了UML和有色Petri网(CPN)相结合的建模与验证方法,并应用在CTCS-3系统中,对CTCS-3级列控系统的建模与验证具有积极的研究意义。     

铁路大跨桥梁桥面线形监测预警系统的设计与应用

以世界第一大跨高速铁路混凝土拱桥-沪昆客专北盘江特大桥为研究背景,提出面向运营期间的桥面线形监测预警系统的设计方案,详细探讨该系统的布置方案、精度要求、系统供电以及运营安全评估预警等。为了验证监测数据的可靠性,将系统自动化监测数据与人工监测数据进行对比分析。对比分析及实际应用结果表明,该系统在监测成本、可靠性和适用性等方面具有明显优势,精度满足高速铁路桥梁沉降观测要求。     

基于V模型的ATS软件验证方法研究

轨道交通信号系统必须经过严格的验证才能进入工程应用。以ATS自动列车监控系统软件为例,研究信号系统在生命周期V模型下的验证方法,把开发周期简要划分为需求分析、设计实现、测试验证3个阶段,用以论述验证活动,阐述在产品生命周期各个阶段采用如评审、追溯分析、测试分析等不同验证方法,从而更大程度地保证系统的正确性。说明ATS系统的验证活动是一个庞大的工程,在产品开发生命周期的各个阶段都应执行充分的验证活动,收集足够的客观证据证明产品各个阶段的输出满足需求。     

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级列控系统规范建模与验证

结合统一建模语言UML与符号模型检验SMV形式化方法,提出需求规范严格建模和验证方法。利用需求管理工具,保证了模型和规范的一致性和对规范的覆盖性,同时实现了规范验证结果对模型、转换规则和规范的跟踪。给出了CTCS-3级列控系统严格建模与验证的方法体系和流程,并以CTCS-3级列控系统需求规范中的模式转换部分为例,说明了规范的建模、验证和分析过程。     

移动授权的形式化建模与验证

基于通信的列车运行控制系统(Communications-Based Train Control System,CBTC)相较于传统的基于轨道的列车运行控制系统,无论是从功能方面还是性能方面都有了很大的改进。在系统的研发过程中,对其进行建模和验证,能够发现系统设计的缺陷,进而保证系统的安全性和功能性。移动授权(Movement Authority,MA)是CBTC系统的核心功能,用来保证列车的安全运行间隔。通过对移动授权生成原理的研究,采用时间自动机和其自动验证工具UPPAAL对其进行建模以及验证,验证结果表明,搭建的移动授权模型能够达到规定的安全要求和功能要求。因此UPPAAL能够对复杂的实时系统进行仿真验证。     

列车通信网络控制器的综合验证

列车通信网络对安全性和可靠性提出更高的要求,如何保证网络控制器设计的正确性和可靠性成为确保列车安全运行的关键因素之一。本文以高级验证方法学为指导搭建列车网络控制器的层次化验证环境,提出网络拓扑级验证模型和错误注入机制,并对验证结果进行深入分析。实验结果表明:该验证方法增强验证组件的重用性,弥补传统方法的不足,有效提高了验证效率。     

基于Prover的联锁软件形式化验证过程研究

计算机联锁系统是铁路信号控制系统的核心设备,是有着苛刻安全要求的复杂控制系统。本文采用Prover形式化开发工具对联锁软件安全需求进行形式化验证。通过模型检验的形式化验证方法,遍历系统输入变量的所有状态空间.验证联锁特定应用满足系统安全需求,确保系统的安全性得以正确实现。在保证系统安全性的基础上,以全状态空间查找反例的检验方法进一步提升产品的质量。     

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。     

利用时间自动机理论探讨客专RBC控车流程

基于时间自动机理论,在UPPAAL这种目前最先进的实时系统建模分析验证工具中,对RBC系统消息收发进行分析、建模及验证。最终对RBC系统控车消息收发流程的特性进行验证,对于保证RBC系统控车流程的安全性、减少系统开发周期及开发成本都有重要的实际意义。     

地铁列车控制电路的建模与仿真研究

由于地铁列车控制电路的庞大、复杂、联锁性强等特点，目前，列车控制电路只是以CAD绘图的方式绘制保存，并不能仿真电路。针对这一点，开发一套可自行绘制电路图并且进行动态仿真的电路建模与仿真软件，使电路开发人员在开发过程中能够更方便地进行电路开发与验证。在Visual Studio编程环境下，利用其MFC类库编程实现了此电路建模与仿真系统。     

一种基于场景的CTCS-3列车控制系统建模方法研究

对CTCS-3列车控制系统进行有效的测试、分析和验证是保证列车运行安全和旅客生命财产安全的重要手段,而形式化模型是系统测试、分析和验证的基础。本文以CTCS-3列车运行控制系统的UML非形式化模型为基础,以自动机模型作为系统形式化模型描述的数学工具,研究UML顺序图(场景)自动转化为自动机网模型的方法。首先将场景的UML顺序图自动转化为子系统的子自动机模型,然后通过合并不同场景的子自动机模型,得到子系统的组元自动机模型,最后通过对通信通道的建模得到系统的自动机网模型。使用本方法,基于系统的UML顺序图模型可以自动生成系统的自动机网模型。