基于故障注入的列控系统电磁兼容故障分析方法

在系统分析的过程中,仿真测试方法目前广泛运用于系统分析中,其中故障注入方法是一种行之有效的测试验证手段。主要研究仿真故障注入方法及其在列车运行控制系统电磁兼容中的应用。首先介绍基于HLA的列车运行控制系统仿真平台。基于该仿真平台,提出基于Markov链的电磁兼容故障分析方法,同时建立电磁兼容故障案例数据库。结合列控系统中典型的电磁兼容故障,建立相应的故障测试案例,在列控仿真平台中进行测试并获得列控系统的安全性分析结果以及故障统计特性。实验结果表明,故障注入方法能够有效的对列控系统电磁兼容故障特性进行评估分析。     

故障注入方法在列车运行控制仿真系统中的应用

故障注入作为一种有效的测试验证手段已在多个领域得到运用,针对列控仿真系统,采用基于仿真的故障注入方法,利用基于HLA设计的故障注入工具,通过关键设备典型故障案例的大量实验,对目标仿真系统进行相关安全性能测试,得到列车运行控制仿真系统的安全性能分析及关键设备的故障概率。实验结果表明,故障注入仿真可以有效对列车运行控制系统做出可靠性评估分析。     

基于故障注入的CTCS-3级列控系统可靠性评估技术研究

CTCS-3级列车运行控制系统的可靠性是保证列车安全高效运行的必要条件,因此,在列车控制系统仿真系统上进行各种测试验证试验至关重要。故障注入技术（Fault Injection）是将系统的有效故障模式样本注入到系统中,以此评价系统的功能设计水平,是系统测试性、安全性以及功能验证研究的重要研究基础。根据CTCS-3级列车控制系统的运行特点和软件故障注入的优势,提出将软件故障注入方法应用在列控系统仿真领域进行可靠性验证,设计并实现了一种软件故障注入系统,给出其中的故障案例描述语言、故障库和故障注入软件算法,构建了软件故障注入系统的总体结构和各部分的详细功能结构。通过仿真结果可以看出,软件故障注入方法应用在CTCS-3级仿真系统中,可以有效地模拟故障并执行注入,进一步提高仿真系统的可靠性和容错性。     

列车运行控制系统故障注入测试方法研究

故障注入测试在对列控系统的功能、安全性验证测试中具有重要作用,通过故障注入测试可以分析列控核心设备对故障-安全的响应行为,以此评价系统功能的设计水平。为解决现有基于仿真的故障注入测试方法可信度不高、通用性较差的问题,以列控设备接口间的通信数据为着眼点,利用铁路信号安全通信协议(RSSP)、借助序列化技术与面向对象编程思想,设计了一种应用于列控系统真实设备的故障注入测试方法。在实验室中利用真实的列控系统环境,通过对典型通信数据错误场景的模拟,完成了对本测试方法的验证。验证结果表明,提出的故障注入测试方法满足故障注入测试的需求,提高了测试结果的可信度,并且在不同的设备接口间具有良好的通用性。     

基于IRM-COM的列车运行控制系统测试用例生成方法

为验证高速铁路列车运行控制系统在多个故障发生时的安全性,针对系统故障降级场景,提出一种基于初始约简矩阵—组合遗漏矩阵(IRM-COM)测试用例生成算法的故障组合注入方法。首先对故障类型进行矩阵形式化描述,然后形成故障注入组合测试表初始矩阵,最后生成测试用例表。仿真结果表明,该组合测试的故障检测率比随机测试和自适应随机测试平均高10.2%,而且测试用例个数比自动高效测试用例生成器(AETG)和基于矩阵重复度的组合测试(CTboMRD)平均少13.4%,验证了所提算法具有更强的约简能力,提高了测试效率。     

信号维护支持系统的仿真测试方法研究

在城市轨道交通运营中,信号维护支持系统是对列车运行控制设备进行集中监测和维护管理,是保证列车运行控制系统正常工作的关键系统。针对维护支持系统的仿真测试需求,基于系统允许的宽恕次数,设计出一种随机筛选调度方法,解决了仿真测试环境常见的性能瓶颈问题。通过实际性能测试,验证了该方法的有效性。     

基于HLA的分布式三维视景列车运行模拟器的设计与实现

介绍一种基于HLA的三维视景列车运行模拟器.该模拟器可以接入CTCS3列控系统仿真测试平台,以三维视景输出方式,模拟列车运行.同时,模拟器之间可以通过RTI互相连接,仿真多辆列车运行.对该模拟嚣的软件框架设计和各个功能模块实现进行简要介绍.     

基于AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台

根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool.CARSTool采用激励—反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路、消息、激励、响应和测试序列等基本元素,具有线路工程数据配置、通信链路配置、站场线路配置、PI Object、仿真系统、列车运行仿真和自动测试序列7个功能模块.以郑西客运专线列控数据为例,采用CARSTool对CTCS-3级列控系统进行仿真测试.测试结果表明:通过规范化语法严格卡控测试步骤,根据CTCS-3级列控系统测试案例库以及激励—反馈信息判断测试项目的执行状态,CARSTool实现了测试计划、执行过程和测试结果的闭环处理;说明CARSTool能够实现CTCS-3级列控系统的自动测试.     

新型列控系统无线闭塞中心测试平台研究

新型列控系统是对我国列车运行控制系统的最新研究与技术探索,无线闭塞中心作为新型列控系统的地面核心设备,实时控制列车间的追踪间隔,保障管辖范围内列车安全运行。为发掘新型列控系统无线闭塞中心设计中的不足,需利用测试平台对其安全功能进行充分验证。既有无线闭塞中心测试平台由于逻辑及数据结构设计问题,难以适配新型列控系统的工程数据,且无法满足新型列控系统部分功能的测试需求。通过分析新型列控系统工程数据及无线闭塞中心系统功能,对既有测试平台进行升级,将逻辑构建方式由以数据为基础调整为以模型为基础,降低测试平台与工程数据的耦合性;利用真实线路数据及新型列控系统中典型运用场景对该测试平台功能进行验证。验证结果表明,该测试平台解决了适配度不高、数据配置复杂的问题,可以满足新型列控系统无线闭塞中心多场景测试需求。     

CTCS2+ATO列控车载设备测试平台设计

列车运行控制系统测试平台是列车运行控制系统研发、生产及调试的重要支撑。通过分析车载设备的测试需求,提出测试平台解决方案,并进行了设计实现。研究成果可为城际铁路列控系统的测试提供一定的参考。     

列车运行控制系统多分辨率模型描述方法研究

列车运行控制系统仿真是研究列控系统的一个十分有效的手段。采用多分辨率建模理论,能够准确建立列控系统仿真模型,而多分辨率模型描述是多分辨率建模理论研究的基础环节。针对列控系统结构明确、仿真分布式的特点,提出了一种新的多分辨率模型描述方法,该方法将多分辨率建模与多分辨率仿真进行区分,提出了多分辨率模型域的概念,从而在仿真过程中,不同分辨率模型结构可以实现动态切换且不影响仿真系统的正常运行,为了维护模型间以及模型与仿真系统的一致性,设计了接口模型,以此解决了模型分辨率切换的数据正确性问题。对列控系统运行的简单过程进行了建模,通过仿真可以看出该方法的优势所在。     

城市轨道交通列车运行控制系统仿真分析与研究

列车运行控制系统保障着城市轨道交通网络的安全与效率,为了提高列车运行控制系统的设计效率,需要采用计算机辅助设计软件进行仿真分析。介绍了一种城市轨道交通列车运行控制系统仿真平台。该平台可以在多种信号系统制式下针对不同的车型及轨道线路进行牵引计算、闭塞设计和线路运行能力分析,并具有对仿真结果进行人工调整的功能。运用所设计的仿真平台,在双红灯固定闭塞制式下对某城市轨道交通线路进行了仿真分析,验证了仿真平台的有效性。     

嵌入式软件通用仿真测试平台研究

针对嵌入式软件的特性及其测试环境存在的一些弊端,研究提出了一种基于dSPACE软硬件架构+故障注入系统的较为通用的仿真测试平台,可实现实时仿真、自动化测试、测试管理、故障注入等"四维一体"的需求,并介绍了该嵌入式软件通用仿真测试平台的系统架构、工作原理及通用能力。通过DCU软件自动化测试实例化的实践应用,验证了该平台可有效提高嵌入式软件的仿真测试效率和测试质量。     

基于HCSP的列控系统安全性建模与验证分析

高速铁路列车运行控制系统是保证列车安全、高效运行的核心设备，如何验证系统功能的正确性从而提高系统的安全性是至关重要的。引入了一种基于进程演算的方法—混合通信顺序进程（HCSP ，Hybrid Communication Sequential Process），利用该方法对列控系统进行了形式化描述，并针对典型的场景—注册与启动场景进行了HCSP建模，通过引入转换规则，进行了相应模型转换，应用模型检验工具UPPAAL进行了仿真和功能验证，验证结论表明了场景模型功能的正确性以及方法的可行性。     

基于Prolog的列控工程数据验证方法

列控工程数据作为列车运行控制系统的基础数据,保证其正确性是列车运行控制系统安全运行的根本保障。针对列控工程数据校核具有时间紧、任务重及变更频繁的特点,提出一种基于Prolog的列控工程数据验证方法。考虑到列控工程数据表格的多样性以及表格存储的缺陷,以XML为基础提出一种数据标准化格式。针对数据验证过程,通过铁总数据规范和领域专家知识,提取出数据包含的基础验证规则。在此基础上,考虑到数据验证的完备性,利用数据挖掘的方式,提取数据的隐含规则,再利用Prolog对各类数据规则搭建其验证模型。以武汉—广州线的工程数据作为测试数据,进行验证测试,结果表明该验证方法具有高效性和准确性。     

基于HLA的CTCS-3级列控系统仿真及可行性分析

采用运行支撑环境的管理策略,构建了基于高层体系结构的CTCS-3级列控仿真系统。分析了半实物仿真模型的校核、验证及确认,系统的可靠性、可用性、可维护性及安全性,故障注入方法在仿真系统中的应用;验证了高层体系结构应用于CTCS-3级列控仿真系统的可行性。     

CTCS-3级列控中心仿真器建立及功能测试

列车运行控制系统从设计、施工、监控和系统试运行是一个系统的过程,涉及工程量大、投资高、系统复杂,仅仅凭借经验,难以迅速掌握问题,因而不可能对已经建成的某条线路进行长期和全面的技术检验,改进系统的性能。利用计算机仿真技术,搭建列控系统仿真测试平台,成为研究开发下一代列控系统的必经之路。     

ATP安全制动模型在地铁列车三维仿真中的应用

基于MSTS开源平台,建立了郑州地铁1号线的列车运行三维仿真系统,将ATP安全制动模型应用于三维仿真中。本文介绍了三维仿真系统的结构和功能;选取了IEEE1474.1标准规定的ATP安全制动模型;对ATP安全制动曲线的算法进行了研究。以三维仿真系统中的线路数据为例,对速度控制模式曲线进行了仿真验证,实现了列车的ATP超速防护功能。列车运行控制原理与三维仿真系统深入结合的仿真研究,提高了三维仿真的真实性,为轨道交通控制系统的仿真研究和测试提供了参考。     

基于通信的列车运行控制系统安全通信协议的性能分析

安全通信协议是保证基于通信的列车运行控制系统中通信安全的主要因素,其性能分析具有重要意义。针对基于通信的列车运行控制系统安全通信协议,选择分层赋时有色Petri网(CPN)对其进行研究,建立状态转换模型与包含数据延时和信道故障的模型,通过改变数据延时的概率和信道无故障的概率,对安全通信协议的稳定性和失效率进行仿真,仿真结果对安全通信协议的设计有一定的参考意义,用概率论与数理统计知识对仿真结果进行分析,分析结果体现数据延时和信道故障是如何影响安全通信协议的性能的。分析结果表明基于通信的列车运行控制系统安全通信协议是合理的。     

基于多级可拓评价法的列车运行控制系统运营安全风险评价

为定量评价列车运行控制系统的运营安全风险水平,构建包括列控设备风险、操作风险、维修风险、环境风险、安全管理风险和更新改造风险的列车运行控制系统运营安全风险评价指标体系,并基于模糊层次分析法确定各评价指标的权重,建立列车运行控制系统运营安全风险多级可拓评价模型.以国内某高速铁路CTCS-3级列车运行控制系统的运营安全风险定量评价为例,验证了该模型的合理性、可行性和适用性.