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。     

几种特殊情况的列控应答器布置及工程数据处理方案研究

主要结合工程实际介绍客运专线CTCS-2级及CTCS-3级列控系统等级转换、RBC切换、大号码道岔、区间反向运行等特殊情况的地面应答器布置方案及工程数据处理方法,对应答器应用原则进行优化和细化.     

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。     

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。     

基于运营场景的CTCS-3级列控系统功能需求分析

为了满足我国高速铁路的运营要求,通过自主创新形成了一套完整的基于无线闭塞技术的中国列车运行控制系统CTCS-3级规范。从CTCS-3级列控系统运营场景的角度,对CTCS-3级列控系统的功能需求进行分析,包括列车注册与注销、等级转换、行车许可、调车、紧急情况处理、临时限速、RBC切换等。     

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。     

特殊跨线场景下的CTCS-3至CTCS-2列控等级转换方法

研究目的:复杂枢纽接轨车站之间的CTCS-3至CTCS-2列控等级转换方案一直是信号设计中的难点,有必要通过列控等级转换原理分析和实际工程案例的总结,提炼出通俗易懂的设计方法,为今后类似场景的工程设计提供参考和借鉴。研究结论:(1)CTCS-3至CTCS-2列控等级转换的基本条件为:YG-3/2应答器组距离出站口应答器组要大于450m,YG-3/2距ZX-3/2之间的距离应大于5s按线路最高允许速度的走行距离,RBC数据配置的范围必须从执行点向远方延伸至少一个常用制动距离;(2)两个CTCS-3级横列式车场在股道位置接轨,且两个车场分别属于两套RBC管辖时,可以在跨场进路上进行CTCS-3至CTCS-2等级转换,在跨场运行之后线路的正线上再进行CTCS-2至CTCS-3等级转换,实现两套RBC之间的切换;(3)当CTCS-3级与CTCS-2级两个横列式车场在股道位置接轨,且具有两条以上的跨场进路时,可以在两条跨场进路上分别进行CTCS-3至CTCS-2等级转换;(4)当CTCS-3级线路与CTCS-2级线路间的联络线长度不满足等级转换基本条件时,可以将CTCS-3至CTCS-2列控等级转换点设于CTCS-2级线路;(5)本研究结论可为跨线信号列控系统的设计提供参考。     

中国铁道科学研究院2016年度科技成果简介(续二)

10 CTCS-3级自主化ATP车载设备和RBC测试大纲 为了对通号设计院、铁科院及北京和利时公司研发的自主化CTCS-3级ATP和RBC设备进行测试,依据《CTCS-3级列控系统总体技术方案》和《CTCS-3级列控系统测试案例》等相关技术规范,制定了《CTCS-3级自主化ATP和RBC测试大纲》（简称测试大纲）。     

基于路径优化算法的测试序列自动生成及验证

随着中国铁路运行控制系统的高速发展,列控系统行为功能的正确性与安全性成为业内关注的焦点,本文提出一套完整的测试案例与测试序列自动化生成的方法。制定与系统CPN模型、测试序列相关的定义;利用本文提出的全路径覆盖优化算法和序列优选算法生成XML测试序列;以CTCS-3级列控系统下RBC的切换为例,自动生成测试案例与测试序列,并在RBC测试平台上进行验证。结果表明:本文提出的测试生成方法可实现测试的自动化,针对RBC切换场景生成的测试序列重复度降低了75%,完全覆盖《CTCS-3级列控系统功能需求规范》中的相关内容。     

CTCS-3级列控系统中RBC功能需求及接口分析

无线闭塞中心(RBC)是CTCS-3级列控系统的核心地面子系统,随着300km/h以上CTCS-3级客运专线的建设,RBC的运用越来越广泛。着重分析RBC结构、列控系统运营场景中的功能需求、容量计算以及与CTCS-3级列控系统中其他子系统的接口,对CTCS-3级列控系统工程设计中RBC的功能划分和接口设计有很大的帮助。     

CTCS-3级列控系统无线闭塞中心功能需求研究

本文重点研究CTCS-3级列控系统无线闭塞中心(RBC)的功能需求及外部接口等.通过对CTCS-3级列控系统系统需求规范进行深入分析,得出RBC应具有的主要功能.在仿真平台中实际应用表明,本文所述的RBC功能需求、信忽流及外部接口等能够满足CTCS-3级列控系统仿真测试平台建设需求.     

基于UML的CTCS-3级列控系统运营场景分析方法研究及应用

CTCS-3级列控系统是典型的安全苛求系统,而对于安全苛求系统来说,系统需求规范中的安全隐患是最致命的。CTCS-3级列控系统的需求规范由14个运营场景来描述,因而以运营场景为单位,对规范进行分析与研究是合理的,并且是必要的。以UML和CSP为基础,提出一套适用于CTCS-3级列控系统运营场景的分析和验证方法,并以＂RBC切换＂场景为例,运用该方法分析了其活性、死锁、活锁、确定性和部分安全性。     

更高速度下无线闭塞中心功能的适应性论证

结合工程实际,对移动授权相关参数进行深入分析,研究RBC行车许可发送方式、安全与可用性、跨区切换技术、联合缩短移动授权等几个重点内容,论证更高速度下无线闭塞中心功能的适应性,为CTCS-3级列控系统下指导列车更高速度运行提供借鉴和参考意义。     

GSM-R通信切换事件对CTCS-3级转CTCS-2级列控的影响

着重阐述GSM-R通信网络的切换事件对列车CTCS-3模式控车转CTCS-2模式控车的影响,分析切换失败的原因,并提出一些网络优化措施,减少直至杜绝因切换失败而导致列车CTCS-3模式转CTCS-2模式的发生,加强行车安全。     

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.     

RBC控制能力及其布置方案分析

研究目的:RBC系统是CTCS-3级列控系统核心地面子系统.随着CTCS-3级客运专线工程建设的加快,针对单个RBC的控制能力与RBC的设置原则进行研究很有必要.研究结论:在阐述RBC系统特点及组成的基础上,通过对RBC系统控制对象、控制范围及处理时间的分析,结合RBC控制能力相关因素的讨论,提出了单个RBC系统控制能力的制约模型;参照相关规范中对RBC的技术指标要求,提出了RBC设置原则和RBC布置公式.并可为类似工程提供借鉴.     

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。     

基于变异模型的CTCS-3级列控系统测试用例自动生成方法研究

本文提出一种基于变异模型的CTCS-3级列控系统测试用例自动生成方法。根据列控系统需求规范,建立它的SMV（Symbolic Model Verifier）模型,对此模型进行变异,将变异之后的模型输入到模型检验器SMV中,利用模型检验生成反例的技术,自动生成测试用例,提高了测试用例的生成效率。并以CTCS-3级列控系统的无线闭塞中心（RBC）切换场景为例,验证了该方法的有效性。     

CTCS-3级列控系统RBC控车场景建模与验证

应用统一建模语言UML与模型检验工具PHAVer(Polyhedral Hybrid Automaton verifier)相结合的方法,研究CTCS-3级列控系统RBC控车场景:列车注册与启动、行车许可、等级转换、列车注销的混成性。首先通过UML支持的扩展机制,引入构造型(Stereotype)对UML进行面向混成性的扩展,建立RBC控车场景UML模型,实现对RBC控车场景混成性的描述。然后依据UML到PHAVer的转换规则,将UML模型转换成PHAVer模型。最后,依据CTCS-3级列控系统需求规范,总结RBC控车场景的功能需求,运用PHAVer进行验证,证明CTCS-3级列控系统需求规范的正确性。