城市轨道交通系统中列车间隔的有关分析

通过对城市轨道交通系统中列车间隔的分析，提出了影响列车间隔的3大因素：安全间距，车站停留时间和运行裕量。在此基础上推导固定自动闭塞和移动自动闭塞系统下列车间隔的计算公式。通过对两公式的比对。得出了移动自动闭塞系统能够缩短列车的运行间隔，提高线路的通行能力。     

SBS改性沥青软化点检测试验方法的探讨

SBS改性沥青在不同的灌模温度下会测出不同的软化点,本文对此现象作试验报导,以引起广大同行对沥青试验规程中SBS改性沥青试验每件的重视。     

基于UIO方法的列车自动驾驶信号故障检测研究

列车自动驾驶ATO(Automatic Train Operation)状态故障检测是实现CBTC(Communication BasedTrain Control)系统车载ATO控制功能可靠性的必要条件之一。针对影响列车自动驾驶功能与性能的速度、位置量测传感器故障及执行器故障进行故障建模,利用基于未知输入观测器UIO的故障检测方法对存在未知干扰与噪声情况下的ATO状态故障进行检测。通过构建残差与设置阈值来降低对未知干扰或噪声的敏感度,从而降低故障报错率。仿真结果表明,本文所提出的方法能够完成对列车控制状态3种故障模式的检测,该检测信息不仅能够给已经装备ATO的车辆提供实时优化曲线生成所需的参数,也可以为仍使用人工驾驶的列车进行预警,并为车辆维护业务提供有用信息。     

城轨列车在车站停车误差估计模型与在线学习算法的研究

根据城轨列车制动特性,对列车运动方程做2项简化。一是忽略空气阻力和坡度的影响;二是分别假设制动力传递有延时及减速度不变或减速度是初始速度的线性函数。由此推导出2个简化的列车停车误差估计模型和模型参数之间的线性关系函数式,并给出模型参数在线学习算法,以克服停车过程中的各种非线性因素的影响,提高停车精度。根据统计学原理,采用5个评价指标对模型的性能进行评价,采用停车误差估计判断停车精度是否满足停车可靠性的要求。利用实测停车数据对模型和在线学习算法进行验证和比较。结果表明:提出的简化模型和在线学习算法,能有效降低停车误差,并纠正误差分布的有偏性;停车误差在大于99.5%的情况下满足30cm停车精度的可靠性要求;模型1的效果比模型2略好。     

ETCS-2级列控系统RBC交接协议的形式化分析

RBC(无线闭塞中心)交接协议是影响ETCS-2级欧洲列车运行控制系统的控制精度、效率、可靠性和安全性的主要因素之一.对该协议的形式化分析可为我国CTCS-3级列车运行控制系统的规范制定和系统研发提供参考.随机Petri网语义清晰、语法严谨,并且具有良好的数学理论支撑,与仿真手段相比能够得出更加可信的定量分析结果.本文选择随机Petri网(SPN)这一形式化语言对RBC交接协议进行研究,综合信道突发降质、GSM-R小区切换、链路中断等故障因素,针对两种协议方案分别建立RBC交接失败概率模型,分析列车运行速度、RBC重叠范围对交接成功概率的影响.结果表明基于两个车载电台、切换时能同时与两个RBC通信的RBC交接协议能够更好地保证列车交接过程的安全性,对行车效率的影响比较小.     

基于UPPAAL的城市轨道交通CBTC区域控制子系统建模与验证

CBTC(Communication Based Train Control)系统可有效提高轨道交通的列车运营效率,降低系统建设和维护费用.在系统研发过程中需对系统进行建模、仿真和验证,发现系统设计缺陷,以保证系统的安全性.CBTC区域控制子系统是一实时控制系统,它要求控制时间的精确性和控制过程的准确性.本文通过分析城市轨道交通CBTC区域控制子系统的结构,给出满足该子系统安全性的功能和性能要求,并结合时间自动机理论方法提出包含列车、速度距离控制器、区域控制器和多车控制队列的时间自动机网络模型.同时,应用UPPAAL验证工具对CBTC区域控制子系统进行仿真建模,并验证该子系统功能和性能要求,从而保证了系统模型的安全性和受限活性.     

基于IECP的CTCS-3列控车载TSM曲线完备性测试用例集生成方法研究

作为CTCS-3级列控系统的核心安全功能,速度-距离模式曲线具有参数输入域规模大、故障模式复杂等特点,如何完备地测试列控车载设备速度-距离监控曲线功能异常困难。提出了一种基于输入等价类划分测试理论的CTCS-3级列控车载目标速度监控曲线完备性测试用例生成方法。首先,结合CTCS-3级列控系统需求规范,建立了满足司机制动优先和设备制动优先两种不同制动优先级情况下的TSM有限状态机模型,并利用反应式状态迁移系统的形式化语义,描述了不同输入情况下模型的内部状态迁移过程。其次,利用I/O等价原理和等价类划分理论,得到了两种不同制动优先情况下的输入等价类划分。在此基础上,通过引入了被测系统的故障模型和故障域范围,采用W-method测试用例集生成方法,在满足模型故障域的条件下,最终得到两种不同制动优先的目标速度监控曲线模型完备测试集。设备制动优先情况生成的测试用例数量高于司机制动优先约33.3%,且所需测试时间和内存消耗更多。     

令牌总线CircLink在列控系统中的应用

主要研究基于改进型令牌传递协议的现场总线CircLink在列车运行控制(ATC)系统车载设备中的应用.在列控系统中引入新型令牌总线CircLink,对于提高其通信性能有着重要的意义.给出车载CircLink总线的应用及工作原理,深入剖析新型令牌总线CircLink和传统令牌总线ARCNet的令牌传递协议,得出CircLink在协议上优于ARCNet的结论,为CircLink在列车控制系统以及更广泛领域中的应用提供了有力的依据.     

利用北斗单星三频载波数据估算码偏差的方法

卫星导航系统码间硬件延迟偏差是电离层解算的主要误差来源,在高精度定位时,码偏差需要加以计算和消除.本文提出了通过北斗单星三频无电离层组合、线性回归假设及载波硬件延迟模型进行估算北斗接收机载波相位码偏差的方法,直接计算接收机的码偏差.通过采用实测的北斗单星三频载波数据,验证了该方法对于码偏差大于1μs时是有效性的.此方法提高了北斗二代测试期间数据质量分析水平,增强了北斗接收机软硬件的开发测试能力.     

混杂系统主动容错架构在车载设备的应用研究

文章提出了一个针对于混杂系统的主动容错架构.通过对混杂系统的模型抽象,实现混杂系统到离散事件系统的转化.根据离散事件系统的允许事件轨迹计算其安全可控事件集合,进而合成主动容错监控器,实现混杂系统的主动容错控制.最后,以列车运行控制系统车载设备为例,实现列控系统车载监控器的合成.系统仿真结果证明了合成监控器的有效性.