基于Petri网的平交道口信号设备故障诊断方法

平交道口是公路和铁路的交汇点，也是事故易发点。针对平交道口安全苛求性特征，研究平交道口信号设备故障诊断方法；以Petri网为工具，对平交道口信号设备控制逻辑和过程进行建模；采用TINA仿真软件生成平交道口信号设备模型的可达图，实现对平交道口信号设备的故障诊断。该故障诊断方法的应用将有助于提升平交道口的安全性和运行效率。     

基于有色Petri网的铁路时间同步网协议安全性分析

随着时间同步技术在铁路领域的发展,能够实时地保证时间同步协议NTP的安全运行变得至关重要。由于NTP协议自身具备一定的安全缺陷,因此,对NTP协议的安全机制进行分析十分必要。考虑到NTP协议的无连接特性,使用有色Petri网建立其在正常工作模式下的有色Petri网模型,并分析协议在进行时间同步过程中存在的漏洞。构建入侵者成功入侵协议所需要的知识集和入侵者在入侵过程中能够获取的知识集,并使用有色Petri网对NTP协议受到入侵的过程进行建模。通过逆向状态分析方法,对NTP协议进入不安全状态的可达性进行分析,使用CPNTools软件对分析结果进行仿真验证。结果表明,NTP协议的服务器身份验证过程是不安全的。     

基于着色Petri网的铁路时间同步协议建模及安全性分析

针对Autokey模型的铁路时间同步协议安全性问题,提出利用着色Petri网对协议进行安全性分析。剖析Autokey模型的铁路时间同步协议序列及其执行流程;重点针对其认证阶段,分别构建正常认证和加入中间人入侵的着色Petri网模型,分析中间人入侵时协议认证过程的不安全状态,建立模型状态方程;应用逆向状态分析法对铁路时间同步协议认证过程的安全性进行分析,得到中间人在认证阶段攻击协议的实施序列。研究结果表明:基于Autokey模型的铁路时间同步协议的认证过程是不安全的。     

铁路信号控制逻辑的有色Petri网描述方法

铁路信号逻辑控制关系的形式化描述对实现铁路信号设备计算机控制系统的研制开发具有十分重要的意义.形式化的描述不但可以便于计算机实现具体的逻辑控制,同时也可以提高计算机程序的可靠性.对这些逻辑关系精确地描述之关键在于选择恰当的描述语言.本文利用有色Petri网的特点结合一些铁路信号设备的变化规律给出了相应的有色Petri网描述,并针对一种简化的区间自动闭塞的控制逻辑介绍了用有色Petri网建模的基本方法和有色Petri网模型的分析过程.     

一种层次化CPN模型及其在给排水系统中的应用

先分别介绍了Petri网和面向对象技术,提出将高级Petri网和面向对象技术相结合构成层次化的面向对象有色Petri网（HOCPN）模型。该模型综合了面向对象技术和Petri网的优势,实现了对较为复杂网络的建模,从而可以进一步地实现对复杂网络进行验证。最后,将该建模方法在给排水系统中进行实际应用。     

基于UML与CPN的CTCS-3级列控系统建模与验证方法研究

CTCS-3级列控系统安全功能极其复杂,为保障其正常运转,有必要对列车运行控制系统的建模与验证进行深入研究。在分析了UML建模图和有色Petri网优缺点的基础上,提出了UML和有色Petri网(CPN)相结合的建模与验证方法,并应用在CTCS-3系统中,对CTCS-3级列控系统的建模与验证具有积极的研究意义。     

基于UML建模的计算机联锁进路模块Petri网验证

对于铁路车站计算机联锁软件中的重要部分之一的进路模块，使用UML对其进行建模。针对UML没有精确语义、缺少模型分析和验证手段不足的缺点，利用具有严格理论分析方法的Petri网对模型进行形式化验证，保证模型的精确性和安全性。     

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Petri网列车连挂解编模型分析

提出一种基于Petri网描述系统的方法,该方法(简称EPN)将Petri网与UML思想相结合,通过5种简单的事件模型来分析系统.由于借鉴了UML思想,使得EPN易于对一些复杂系统进行描述,也易于利用UML分析结果对系统快速建模.同时EPN是基于Petri网,因此完全可以利用现有Petri网的数学模型和工具进行建模和仿真.本文主要对列车控制系统中的连挂和解编过程进行建模.通过模型验证采用EPN分析系统的有效性和便捷性.     

基于有色Petri网的车载设备模式转换测试序列生成方法

为高效、自动生成覆盖车载设备所有转换路径的测试序列,根据《CTCS-3级列控系统系统需求规范》,首先基于有色Petri网构建车载设备模式转换(MTCPN)模型,并采用ASK-CTL公式和非标准状态空间查询法对MTCPN模型进行分析和验证,然后根据车载设备模式转换规则,将车载设备的工作模式及其转换路径映射为有向图,采用中国邮路算法求解有向图,生成1条最优邮路,并对该邮路进行二次优化,生成车载设备模式转换的测试目标序列集;将测试目标序列作为MTCPN模型的输入,仿真生成满足全路径覆盖准则的可执行的测试序列集和XML文件。验证结果表明:基于有色Petri网的测试序列生成方法能够满足测试需求,并且避免了既有方法的状态空间爆炸和搜索死循环问题,提高了测试效率。     

基于着色Petri网的下一代列控系统虚拟闭塞技术仿真分析研究

采用虚拟化的逻辑区段代替实际的轨道占用检测设备划分轨道区段，这对自然环境恶劣、维修维护工作困难的高寒铁路具有重要意义。针对下一代列控系统的特点，对其虚拟闭塞技术展开研究。分析了虚拟闭塞条件下，列车占用检查功能以及车地通信故障情况下，区间安全防护功能的逻辑实现。根据对虚拟闭塞技术的研究，以车地通信故障情况下，区间虚拟区段的封锁设置为例，采用着色Petri网的基本概念，利用CPN Tools建模仿真工具，对封锁功能进行建模仿真分析。根据验证结果，对所建模型进行分析修正，确保模型逻辑功能的正确性。     

基于Petri网的铁路信号综合系统可靠性分析

铁路信号综合系统已是高速铁路、客运专线不可或缺的设备,其可靠性也显得尤其重要。利用Petri网进行分析建模,并采用马尔可夫过程进行可靠性计算分析,对于系统的设计分析具有很好的参考价值。     

Petri网分析方法改进研究

Petri网是系统建模与分析的一种有力工具。但对于复杂或并行系统分析,由于状态爆炸问题,传统的可达分析方法存在一些不足,经常无法完成系统动态特性的描述,本文提出一种改进分析方法———独立-耦合可达树分析方法,简化了Petri网模型中多进程并行运行情况下的可达树分析,取得了良好的效果。     

铁路调车作业人身安全综合评价的研究

针对以安全检查表评价法评价调车作业人身安全存在的不足，提出以该评价法为基础的主成分分析评价模型。以某编组站为例，借助SPSS20.0软件对该站调车系统5 个单元调车作业人身安全进行综合评价。实际应用结果表明，运用提出的模型有利于车务安全部门对调车作业人身安全进行全面深入的分析、针对主要问题采取改进措施。     

行车安全综合监控系统的时序Petri网描述及验证

行车安全综合监控系统规模大,复杂程度高,且具有不确定性。研究有效的形式化分析和验证方法对系统测试和可行性分析等方面具有重要意义。本文基于时序Petri网,提出了相应的分析和验证方法。然后,以系统中数据处理和传输过程的公平性、及时性和可靠性等问题为例,进行建模、分析和验证,从而说明本方法的有效性。     

铁路安全风险预警信息系统的研究与设计

以提升铁路安全趋势分析能力，完善铁路安全风险预控管理体系为重点，在深入研究铁路安全风险构成、风险量化评价方法、安全状态评价模型及风险预警模型等关键技术的基础上，提出了铁路安全风险预警信息系统的建设目标、总体架构和主要功能设计。实践表明，通过系统的研究与应用，可以加强铁路安全风险的管理和预控能力，促进铁路安全管理的前移和科学化。