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.      

基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

CTCS-3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM-R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降.     

一种基于模糊逻辑的CTCS-3级列控系统越区切换算法

基于GSM-R的CTCS-3级列控系统中,越区切换是保证列车运行的安全、提高运营质量的关键技术之一.在系统分析GSM-R通信网络在越区切换中的信号传输过程以及每个过程时延的基础上,提出了基于提高运营时间的两种改良建议.重点研究了一种基于模糊逻辑技术的改进快速切换算法,并通过具体数据分析了算法性能.研究表明,此算法可以大大降低切换时延且不会增加运营时间,是一种适合CTCS-3级列控系统的较好切换算法.     

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。     

基于贝叶斯网络的CTCS-3级列控车载系统韧性

为弥补现有指标的不足,引入韧性作为非常态事件下CTCS-3级（China train control system-3）列控车载子系统运行稳定性的测度指标. 提出了车载子系统韧性量化评估方法,构建了基于贝叶斯网络（Bayesian network, BN）的韧性评估模型,并定义了5种基于韧性的部件重要度指标;进一步利用贝叶斯网络双向推理功能,计算了车载子系统在不同扰动情景下的韧性及部件重要度指标. 研究结果表明:韧性可全面描述车载子系统抵御扰动和从扰动中恢复的能力,非常态事件扰动下,韧性与可用性指标存在明显差异;不同扰动情景下系统韧性明显不同,扰动发生时,车载子系统面临磁暴影响时的韧性为0.8017,而遭遇雷电时的韧性为0.8819,面临冰雪扰动时的韧性为0.9880;部件重要度存在情景依赖,同一部件在不同扰动情景下重要度排序可能不同,且可能随时间动态变化.      

CTCS-3级列控系统车地交互流程形式化建模与验证

正在建设的时速300 km/h以上的高速铁路已采用CTCS-3级列车运行控制系统.车地信息交互流程是影响CTCS-3级列控系统的效率、可靠性和安全性的主要因素之一.基于时间自动机理论对车地交互流程进行建模与验证具有重要意义.首先将车地交互流程分为4个典型的子流程：任务启动流程、正常行车流程、RBC切换流程和任务结束流程,然后针对这些子流程建立无线闭塞中心（RBC）、车载设备（ATP）和铁路专用移动通信网（GSM-R）的时间自动机网络模型,最后利用时间自动机模型验证工具UPPAAL进行仿真分析,验证了CTCS-3级列控系统的车地交互流程的安全性和受限活性.     

CTCS-3系统中ATP子系统的仿真研究

主要利用matlab强大的运算能力,根据列车制动特性,线路条件,行车许可终点,限速等信息编程仿真计算ATP自动防护曲线,列车制动距离,得出对行车许可更新时间的要求,并以友好的人机界面方式显示仿真结果,从而有助于ATP子系统的研发,提高铁路运输安全和运营效率。     

车路协同系统仿真信息多分辨率交互方法

车路协同系统仿真研究对于交通系统的发展具有重要的意义.为了研究车路协 同系统的仿真关键技术并构建车路协同系统仿真平台,本文提出信息多分辨率交互方法 解决基于HLA的系统仿真过程中的网络拥塞问题,建立了高分辨率车辆行驶状态信息模 型、中分辨率车队状态信息模型、低分辨率交通流信息模型,运用聚合解聚法实现不同信 息分辨率间的仿真过程,采用模糊预测发送缓冲区信息排队长度方法确定多分辨率模型 间的聚合解聚时机.通过仿真管理器联邦成员的运行结果分析表明,该方法能够有效减少 系统属性吞吐量,从而较好控制网络拥塞,降低系统属性延时,提高仿真效率.     

基于TAIO变异的CTCS-3列控系统测试案例生成方法

为了研究高覆盖已知故障集的中国列车运行控制系统三级（CTCS-3）测试案例生成方法,提出了一种基于输入输出时间自动机（TAIO）变异分析的测试案例生成方法. 结合列控系统模式转换的故障特点,设计了包含模式转换已知故障的8种变异算子（改变行为、改变目标位置、改变源位置等）,形成了15 106个变异体;利用输入输出一致性关系（tioco）和k-Bounded模型检验方法生成了10 843个测试案例;应用一致性关系分数（CRS）、平均一致性关系分数（ACRS）和加权一致性关系分数（WCRS）进行了故障覆盖度的分析. 研究结果表明:该方法设计和生成的测试案例能够有效覆盖改变行为、改变不变量和增加sink位置3种故障模式,而对于约束取反和复位取反的故障模式覆盖度不高,需通过额外的观测信息来检测故障.      

基于UML的C3I仿真测试环境建模研究

建模技术在复杂软件系统的设计、开发、集成和测试中起着重要的作用．C^3I仿真测试环境所面临的问题是如何准确、有效地描述系统元素间的交互并快速建立系统原型模型．文中从UML的需求、结构、行为和实现模型来描述C^3I仿真测试环境的基本结构、组成元素、系统和对象间的交互以及从模型到具体设计的实现，从而完成基于UML的C^3I仿真测试环境的系统建模过程．该建模方法已在某测试环境中实现，缩短了系统的开发时间并确保了系统的性能和可靠性．     

基于CRUISE的汽车建模与仿真

论述了CRUISE软件功能和利用该软件进行汽车建模的方法和过程;以某后轮驱动轿车为例,利用CRUISE软件模拟分析了该轿车性能,得出了该车具有0～100km/h加速时间10.2s良好的动力性和循环百公里油耗11.73L/100km的燃油经济性;同时也得到了该车排放性能不能满足欧-Ⅲ排放标准的结论。仿真结果也验证了利用CRUISE软件分析汽车性能的可行性。     

基于网格技术的仿真及其应用研究

网格系统的设计是一个复杂的系统工程,它需要考虑由于广域共享所引起的许多问题,比如资源的异构性、动态性及性能等问题.网格仿真技术为帮助网格系统的设计者验证设计方案、测试设计性能提供了极大的便利.通过分析当前一些有代表性的网格仿真工具、仿真网格的体系结构,提出了网格仿真在交通领域的应用前景.     

基于Marc金属正交切削过程仿真的参数化建模

对金属正交切削过程的仿真,方便和快捷地对刀具—工件系统进行造型是必要的。本文通过建立刀具、工件的参数化模型并选用了合适的造型方式,应用数据库技术,采用C++Builder软件完成了接口设计;给定刀具的结构尺寸、几何角度和工件的几何尺寸以及刀具与工件的相对位置,即可生成二维造型的的过程文件,并在Marc软件环境中完成刀具—工件的建模。最后介绍了刀具—工件的参数化造型的关键技术及其过程。从而为正交切削过程的数值模拟奠定了基础。     

基于智能体技术的人员疏散仿真模型

在分析、比较现有各种疏散仿真系统的基础上，利用智能体(Agent)技术，建立了建筑物内人员疏散的仿真模型．通过选取不同的参数，在该模型中考虑了人员心理状态对疏散的影响，因此能更真实地模拟现实的场景．对一种简单的建筑中人员疏散情况的模拟表明，人员心理和对环境的了解状况对模拟结果有明显的影响．     

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依据模拟驾驶区段的工务数据,在模拟驾驶过程中实时地生成三维视景.根据平面几何和立体几何的基础知识,设计三维空间直线和圆曲线对象的空间走向求解公式,以及以线路中心线为基准的纵断面顶点坐标求解公式.在将坡道、曲线重新组合的基础上,以线段为单位,计算轨道线路中心线的空间走向,根据线路、设备(设施)的纵断面结构,依据线路中心线的空间走向,求解纵断面的顶点坐标,构造三维视景所需要的三维平面要素.同时结合列车的运行状态,确定列车的空间方向,将线路的三维视景经三维平移、旋转得到驾驶场景.使用结果表明,三维虚拟场景能够还原真实场景,帧频率可达25fps,满足真实和实时的要求.     

矿用自卸车流量放大器AMESim建模与特性研究

以300 t矿用自卸车全液压转向系统中采用的流量放大器为研究对象,为了研究其压力特性和流量放大特性及进一步研发同类产品,在矿用自卸车流量放大器的原理基础上,利用AMESim仿真平台建立自卸车流量放大器的动力学模型.设置模型中的主要参数,对流量放大器的动力学特性进行仿真研究.研究发现:流量放大器响应特性好,在阶跃转向流量35 L/min时,响应时间约为0.16 s;流量放大器的放大特性好,在较长时间内成线性变化,放大倍数基本稳定在8倍;流量放大器的入口压力随负载变化而变化,但其放大流量随入口压力的变化很小,可见流量放大器的压力稳定性好.     

基于ArcGIS的公路全景动态仿真

提出了一种以ArcGIS为基础平台的公路全景动态仿真的新方法.该方法采用ArcGIS由矢量等高线地形图构建可视化数字高程模型(DEM);采用ArcObjects提供的接口编辑DEM,实现由道路设计数据生成道路主体;利用3DMax和AutoCAD对构造物、公路附属设施等三维实体进行建模;在ArcScene中完成公路场景制作,最终实现行车模拟和漫游.由此,可直观地判断公路设计的合理性与安全性,展现所设计公路的效果.该方法不仅制作周期短,而且对三维编程能力要求也不高.     

基于ADAMS／CAR四连杆式非独立悬架建模与仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS的Car专业模块建立了某车的四连杆式非独立悬架多体系统仿真模型,并对模型进行仿真分析和计算。调整上、下推力杆的安装位置后再次进行仿真分析和计算,得出上、下推力杆的安装位置对车辆性能的影响,为汽车悬架系统研发提供一种有效的现代化手段。