基于有色Petri网的CTCS-3级列控系统RBC切换的建模与形式化分析

在CTCS-3级列控系统中,车载设备在执行RBC切换过程中所用时间的长短和切换成功概率的大小,严重影响着列车的运行效率。本文利用有色Petri网对车载设备进行RBC切换的两种方式分别建模,模型中引入GSM-R故障模型和非周期消息模型,模拟在GSM-R网络中消息的传输过程和重发机制。研究结果表明:基于两部车载电台的RBC切换方式比基于一部车载电台的RBC切换方式所用时间更少,效率更高。列车速度、消息重发时间间隔都会影响列车执行RBC切换的时间。消息重发时间间隔和RBC重叠范围又会影响车载设备进行RBC切换的成功概率。     

基于Timed-UML顺序图的RBC交接形式化建模与分析

在CTCS-3级列控系统中,采用RBC技术将线路划分成多个管辖区段。当列车行驶并跨越相邻RBC交界区域时,控制权将会移交至前方相邻RBC,整个过程称为RBC交接。在运行中,RBC交接过程能否实时安全可靠地执行,直接影响着列车的行车效率和乘客的生命安全。采用一种基于添加实时约束的UML顺序图与时间自动机结合的模型来建立RBC交接场景。以双车载电台的RBC切换策略出发,建立切换的Timed-UML顺序图模型,然后按照UML-TA转换规则,建立得到完整的时间自动机网络模型。并利用UPPAAL验证工具对RBC交接模型进行形式化建模及分析,对模型的死锁和功能实现做了验证,从而达到对CTCS-3级RBC子系统的实时性以及设计规范合理性的验证目的。     

高速铁路动车段试车线列控系统设计方案研究

在目前尚未制订高速铁路动车段试车线列控系统技术标准的情况下,研究分析我国高速铁路动车段试车线动车组列控车载设备的测试需求,针对车载设备主要功能(包括列控模式切换、列控等级转换、临时限速、车载与RBC仿真系统建立连接和无线通信会话、RBC切换、轨道电路信息接收、应答器信息接收、自动过分相、测速测距、常用制动、紧急制动等)进行测试流程及试车场景设计,在此基础上研究试车线列控系统设备组成,提出高速铁路动车段试车线列控系统设计方案,达到动车组在试车线上往返运行一次即可实现对列控车载设备性能全面测试的目标。     

基于SPN的无线闭塞中心切换过程中的故障分析

分析在RBC2(接收无线闭塞中心(RBC))不同时段故障工况下,对RBC切换的影响,选取形式化描述语言随机Petri网(SPN),分别建立RBC2在不同时段故障下RBC的切换模型,采用SPN数学建模,通过SPNP6.0分析RBC故障对切换的影响以及对行车安全和行车效率等方面的影响.分析结果可使人们对实际情况中RBC切换有更真实的认识,并对设备的改进、协议的完善等有一定的借鉴意义.     

CTCS3级列控系统车载设备仿真子系统的设计与实现

对CTCS3级列控系统仿真测试平台中的车载设备仿真子系统进行研究,介绍仿真子系统的结构和功能,描述核心功能的实现方法,包括最严格静态速度曲线的计算、动态速度曲线的计算、车载设备工作模式切换和RBC交接等.基于C++ Builder 6.0实现了车载设备仿真子系统.     

基于Timed RAISE的高速列车RBC切换协议形式化建模及验证

在CTCS-3(Chinese Train Control System Level 3)级列控系统中,RBC(Radio Block Center)切换是影响列车安全高效运行的重要环节,现阶段对RBC切换协议进行验证分析所使用的形式化方法还存在状态爆炸或描述性质单一等问题。基于Timed RAISE的形式化方法,结合域的模型,在对RBC切换流程分析的基础上,构建状态转移图,得到切换协议的形式化模型,使用等价和推断的推理规则对模型的正确性和实时性进行推理验证,得到的结果表明,RBC切换协议满足规范标准对正确性与实时性的要求,将验证结果与其他文献的结论进行比较分析,说明该方法具有通用性,对于推广其在列控系统场景验证中的应用有一定的实际意义。     

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.     

C3无线超时分析及处理方法

我国高速铁路采用CTCS-3级列车控制技术(简称C3),极大地提高了铁路运输能力.C3技术在保证高速列车运行安全的同时,存在最为突出的是无线超时问题.1 C3无线超时概述C3无线超时是指车载设备与RBC通信过程中,由于GSM-R网络、车载ATP或无线闭塞中心(RBC)等原因,引起车载与RBC通信异常中断,RBC无法对列车进行控制.     

客运专线CTCS-3级列控系统无线闭塞中心的建模与验证

本文分析客运专线CTCS-3级列控系统中无线闭塞中心(RBC)子系统软件的功能和性能约束,在此基础上采用时间自动机理论进行RBC子系统形式化语义描述,建立TER-QSR时间自动机网络模型,并应用UPPAAL验证工具对RBC子系统进行仿真分析,验证RBC的安全性(Safety)和受限活性(Bounded Liveness),同时进行RBC切换时间的优化。     

应用于接触网作业车的列控车载设备若干关键技术研究

接触网作业车最高运行时速160 km,用于高速铁路电气化维修、应急抢险救援等作业。为了满足现场运用要求,需要在接触网作业车上装备列控车载设备。简要介绍列控车载设备与接触网作业车的适配方案,并针对接触网作业车双端切换功能和列控车载设备与LKJ设备控车权切换功能所涉及的关键技术进行研究,提出了列控车载设备的优化解决方案,提高了接触网作业车车载设备的可用性和安全性。     

基于STPA与多智能体的列控运营场景危险分析及仿真验证方法

针对列控系统运营场景危险行为与危险致因辨识的复杂性特征及其缺乏有效的仿真验证手段等问题,考虑致因因素间呈现的非线性特点,提出1种将系统理论过程分析(STPA)方法与多智能体仿真技术相结合的列控运营场景危险分析及仿真验证方法.以单电台无线闭塞中心(RBC)切换场景为例,构建分层控制多智能体结构模型,利用STPA方法辨识R...     

基于GSM-R无线网络实现车-地通信的CTCS-3级列控系统分析

着重阐述基于GSM-R无线网络的车-地通信如何实现地面设备之无线闭塞中心子系统与车载设备连接,如何确保无线闭塞中心子系统发送行车许可和临时限速等控车指令实现高速列车的无线指挥,以及如何完成无线闭塞中心实时接收车载设备动态信息的无线反馈。     

无线闭塞中心切换问题分析

主要介绍了基于GSM-R网络的CTCS-3级中RBC切换过程,通过对比基于GSM—R网络的ITCS中的应用,找到CTCS-3级中RBC切换过程中的优势和劣势。     

基于Multi-Agent的列控系统复杂运营场景建模与仿真方法研究

针对高铁列控系统的并发性、混成性、交互性等特点,基于列控系统技术规范,结合Multi-Agent理论、Prometheus建模方法以及仿真技术,提出基于Multi-Agent的高铁列控系统复杂运营场景建模与仿真方法。最后,以CTCS-3级列控系统的RBC切换场景为例,构建基于Multi-Agent的RBC切换场景模型,并利用Multi-Agent仿真工具对模型进行仿真。仿真结果表明,该方法能够满足列控系统并发、混成、交互的复杂特性,可为列控系统复杂运营场景建模仿真与安全分析提供技术支撑。     

GSM-R双网主备分担方式下切换容限参数设置的研究

GSM-R网络双网主备分担方式下，切换容限参数的合理设置有助于移动台进行越区切换。分析切换容限参数设置对越区切换的影响，并通过切换测试验证参数的设置，为以后GSM-R网络的双网设计和优化提供一些参考。     

青藏铁路GSM-R网络切换过程的分析与研究

随着铁路信息化的发展，GSM-R数字移动通信系统即将在我国大规模应用。在铁路的高速运行环境下，保证有效可靠的切换是GSM-R网络的重要问题。根据青藏铁路的实际工程情况，总结了GSM-R网络切换过程的特点，同时对切换的2个重要问题，参数设置和切换异常，进行了分析，并根据信令流程得出异常定位的结论。