城市轨道交通多车协作节能控制方法研究

本文设计了一种多车协作利用再生能量的节能方法,提出时隙-能量格的再生能利用模型,可分析同一供电分区内双向任意多车、多次牵引/制动的再生能利用。基于该模型,制定统一的调度控制一体化节能策略,通过选择列车站间运行曲线,调整站间运行时间、站停时间和发车间隔,寻找列车牵引总净能耗的全局最优值。本文利用北京亦庄线、昌平线的线路和列车参数,通过仿真对比现有调度控制一体化节能方法,验证本文所提方法的有效性。仿真结果表明,本文方法在不同站间距和发车间隔条件下,再生能利用率明显提升,牵引总净能耗均明显优于现有方法,有较强的实用性。     

高速铁路列车定位技术的研究

给出了高速铁路列车定位技术的一般概念，阐述了高速铁路中常用的列车定位技术。最终提出了一种崭新的列车定位模型，综合利用基于卫星的列车定位技术和基于查询／应答器的定位技术，大量减少了地面的查询／应答器，并对这些定位技术进行了比较。     

高速铁路环境下利用无线通信实现铁路信号信息传输的初探

无线列控中首先要考虑的是无线传输的可靠性，特别是在高速情况下，无线传输误码率能否满足列车控制的要求，基于这一点，本文指出了铁路环境下无线信道的特性，建立了信道模型，分析高速铁路环境下无线传输误码率，并给出了相应的改进措施。     

基于RM48的双机热备ATO设计

列车自动驾驶(ATO)是列车自动控制系统(ATC)的重要组成部分.本文根据全自动无人驾驶系统(FAO)中ATO的功能需求和RM48安全芯片的安全架构,提出了基于RM48的ATO双机热备结构设计方案.利用马尔科夫模型研究了双机热备ATO系统的可靠性,并且通过仿真工具分析了双机热备ATO和单机ATO的可靠性.仿真结果表明,双机热备ATO的可靠度比单机ATO具有明显的优势,完全可以满足全自动无人驾驶的可靠性需求.     

城轨交通列控系统渗透测试方法研究

随着城市轨道交通列控系统信息化、网络化、自动化程度的不断提升,系统面临的信息安全风险也日益加剧。长期以来,列控系统信息安全领域研究较少,更少有针对列控系统的渗透测试研究,因此难以对列控系统信息安全程度作出合理分析。综合列控系统的功能特点,分析列控系统存在的信息安全隐患和风险,借鉴一般互联网、工业控制网络渗透测试领域的测试方法,提出适用于列控系统的测试方法,并给出测试案例验证。     

基于位置的CBTC系统无线局域网切换机制

目前的城市轨道交通CBTC车地通信系统大多采用无线局域网技术。针对同时存在无线自由波和漏泄波导车地通信技术的CBTC无线局域网车地通信系统,提出一种基于位置的无线局域网切换机制。在无线自由波覆盖区段,移动台在确定的位置直接发起重关联请求,而不需要进行探询扫描新AP的过程。而在漏泄波导覆盖区段,通过改变移动台扫描的信道数和最大信道扫描驻留时间,同样明显减小了切换时延。该方法不仅适用于无线自由波的覆盖区域,也可以应用于漏泄波导覆盖的区域,能够减少CBTC车地通信系统中的切换时延。     

基于传染病和网络流模型分析APT攻击对列车控制系统的影响

高级可持续威胁(APT)是目前工业控制系统面临的主要威胁之一。APT攻击利用计算机设备漏洞入侵列车控制网络,感染并且扩散到网络中的其他设备,影响系统正常运行,因此评价APT攻击对列车控制系统的影响非常必要。提出一种基于传染病模型和网络流理论结合的APT攻击影响分析方法。首先,分析在APT攻击的不同阶段设备节点状态之间的转化规则,结合传染病理论建立APT攻击传播模型,研究攻击过程中的节点状态变化趋势;其次,把设备节点的状态变化融入网络流模型中,研究APT攻击过程中设备节点状态变化对列车控制网络中列车移动授权信息流的影响;最后,结合列车控制系统的信息物理耦合关系,分析APT攻击对列控系统整体性能的影响。仿真实验展现了APT攻击过程中节点状态变化的趋势,验证该方法在分析APT病毒软件在列车控制网络中的传播过程对列车控制系统整体性能影响的有效性,为管理者制定防御方案提供依据,提升列车控制系统信息安全水平。     

基于UPPAAL的FAO系统典型运营场景建模与验证

全自动驾驶系统FAO(Fully Automatic Operation)具有安全、可靠、高效的特点,成为未来城市轨道智能交通系统的主要发展方向。FAO系统典型运营场景是1个实时的过程,为发现其逻辑的错误、功能和性能的缺陷,需要在系统设计前,针对系统需求规范中典型运营场景的实现流程进行形式化分析。本文分析FAO典型运营场景保护区的实现流程,在系统需求规范中提取其功能与性能的需求,采用基于时间自动机理论的UPPAAL构建时间自动机网络模型,进行仿真分析,并验证其功能属性、性能属性与安全属性。通过反例分析、模型修正,增强对FAO系统的理解,减少设计故障,提高安全性,为系统设计与实现打下良好的基础。     

基于无线通信技术的高速铁路信号系统

为适应高速铁路发展，各国都在积极研制新一代的基于无线通信的铁路信号系统ＴＢＳ，在分析ＴＳＢ背景、系统结构的基础上，提出ＴＢＳ应主要解决的问题，介绍ＴＢＳ在国外的发展情况，探讨无线通信技术在高速铁路信号系统中的一些具体应用。     

基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法

基于通信的列车控制(CBTC)极有可能成为未来铁路的发展方向,只是目前人们对它的可靠性还抱有疑虑。给出了一种利用马尔可夫模型分析CBTC可靠性的方法。利用系统各类组件对系统可靠性的影响相互独立的特点,将系统模型划分为子模型分别考虑,并对各子模型进行简化以解决状态空间激增的问题。分析人员因素的影响及涉安单元的故障覆盖率,给出不同子模型的链状状态转移图。根据子模型间的独立性,将各子模型的事故率相加获得系统的事故率。