动态不确定性环境下的地铁车站应急疏散仿真建模

针对动态不确定环境下乘客初始状态、疏散行为、全局疏散路径不确定等问题,提出基于Agent的疏散行为动态切换模型,并引入选择变更代价实现了多种疏散行为的动态切换;考虑与常态仿真衔接构建疏散空间衔接关系,并提出基于改进Dijkstra算法的全局疏散路径搜索方法;最后,以某车站突发事故场景为例进行多个应急预案的仿真评估.结果验证模型具有可行性,并能更真实反映动态不确定环境对乘客疏散过程的影响,进一步提高了疏散仿真精度.     

基于形式化方法的道口控制系统规范建模与验证

为了增强铁路道口控制系统设计的可靠性,使用一种形式化方法对该系统进行建模与验证. 基于道口管理规范,在分析系统各类属性与事件流程的基础上,使用UML图方法并结合精化策略建立了系统各层的Event-B语言模型. 通过对不变式的证明义务进行证明,验证了系统设计中的安全、时间特性,检查出了需求规范分析中的缺陷,提出了增强系统稳健性的改进方案,修正了系统的设计原型. 最后,通过不变式冲突与死锁检验进一步确认了模型的正确性. 研究表明文中方法提高了形式化建模过程的准确性与层次性,且确认得出目前规范中存在列车驶入道口时不能确保道口出清的缺陷,证实了使用本文形式化流程可以验证道口控制系统的需求规范并形成可靠的设计原型,从而可提高铁路道口的安全性.      

地铁火灾事故中人员疏散时间计算模型与仿真

结合地铁车站火灾事故中人员疏散过程的实际情况,综合考虑人员响应、客流下车、离开站台、通过检票口、通过楼扶梯和通道5 个过程的客流实际疏散情况,开展疏散试验,对人员疏散行为进行定量研究,同时利用试验数据对疏散时间计算公式和疏散模型进行验证和参数标定,建立基于不同空间环境客流密度的地铁车站分段客流疏散间计算模型。选取典型地下二层岛式地铁车站为研究对象,设定疏散场景及参数,应用所建立的计算模型对疏散时间进行计算,其计算结果与使用《NFPA 130:轨道交通客运系统标准》所推荐的计算方法的计算结果接近,验证了分段客流疏散时间计算模型的可行性。最后,利用基于社会力模型的Anylogic 软件对疏散过程进行仿真,将仿真结果与计算结果进行对比,结果表明,本文提出的分段客流疏散时间计算模型的计算结果误差较小,相对较为合理。     

进站信号机点灯电路模拟系统

为深入剖析进站信号机点灯电路的工作原理,基于AT89C51单片机设计模拟控制电路,以按钮开关逻辑组合模拟电路的联锁条件,实现办理进路、开放信号功能。仿真验证结果表明,系统能够正确模拟进站信号机点灯电路相关功能。模拟系统可以服务于车站信号的实训、实验等场景。     

车站联锁控制系统的仿真

微机联锁系统是以微型计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统,自适应车站联锁模拟控制系统是一套车站联锁的仿真模拟系统.阐述了自适应车站模拟控制系统与微机联锁系统的关系,介绍了自适应车站模拟控制系统的功能、设计和特点.     

车站联锁控制系统的仿真

微机联锁系统是以微型计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统，自适应车站联锁模拟控制系统是一套车站联锁的仿真模拟系统，阐述了自适应车站模拟控制系统与微机联锁系统的关系。介绍了自适应车站模拟控制系统的功能，设计和特点。     

基于TPr/T-S的客专车站通用模型及仿真

为建立能跟踪列车、进路、股道变化踪迹且与车站站场布局及结构无关的车站通用模型,将客运专线车站站场视为由进路和股道这两类个体组成;引入时间参数将谓词/变迁-系统(Pr/T-S)扩充为定时/谓词变迁-系统(TPr/T-S).扩充后的系统既能在仿真中跟踪每个个体的状态变化踪迹,又能描述个体状态变化与时间的联系.基于列车、进路、股道等三类个体和TPr/T-S建立了与车站拓扑和规模无关的客运专线车站通用模型.对徐州东站的仿真试验数据显示了进路、股道等设施的占用情况,仿真时间段内车站进路平均利用率为34%,每列列车都能分配到可用进路,表明所采用的运行图是安全、可行的,也证实了此通用模型的有效性.      

铁路车站（场）列车到发与调车作业过程仿真的研究

通过构造车站列车到发和调车作业的仿真模型，并辅以站场数据和联锁模型，在计算机上构造虚拟的车站及列车、机车，车辆，实现铁路中间站和大站车场的基本生产过程的模拟。     

计算机联锁车务仿真培训系统的研究

为快速提高车务人员的业务水平,更好地组织行车工作,铁路总公司发文要求计算机联锁车站配置与站场一致的联锁仿真软件,而大部分既有联锁仿真软件不能满足这一规定.针对这一主要问题,开发了一款符合铁路总公司规定的计算机联锁车务仿真培训软件,从现场实际需求和系统功能需求方面对系统功能模块进行了细分,提出了软件设计方案,并采用基于.net架构的VS 2005系统开发平台进行软件开发实现.借助本软件,可极有针对性对车务人员的业务操作进行训练考核,实际应用效果良好.     

高铁计算机联锁仿真培训系统的设计与实现

目前国内车站信号控制系统普遍采用计算机联锁系统,现场计算机联锁系统处于全天候工作状态,难以用于新职人员设备操作演示和实践学习。传统教学培训方式死板,缺乏与现场实际设备结合;现有计算机联锁培训系统缺乏联锁试验方法和针对高铁特殊联锁功能的培训。针对此问题,提出了一种通过软件模拟方式实现高铁计算机联锁仿真培训方案,从现场实际需求和系统功能需求方面对系统功能模块进行了细分,提出了系统软件设计方案,并采用基于.net架构的Microsoft Visual Studio 2005系统开发平台进行软件开发实现。现场使用情况表明,该系统具备完整的联锁操作功能,集成丰富的培训内容和培训操作演练,具有良好的交互性,且系统具有成本低、易维护、集成度高、扩展性强等优点,对一线职工的培训效果好。     

基于形式化方法的平交道口控制系统安全设计

铁路平交道口控制系统是一种典型的安全苛求系统，为提高铁路平交道口的安全性，提出一个能适应双线双向接车的自动控制系统.首先，分析现有铁路平交道口的作业流程，利用新的控制系统解决现有系统中常见的三个问题，即出清检查、制动距离限制、连续接车中防护门短时间开放问题；其次，基于Event-B语言以及精化策略对设计的自动控制系统建立形式化模型；最后，检查证明义务以验证需求属性是否被满足，并应用动画器Animation展示系统功能的正确性.结果显示：相比传统的道口管理系统，本文提出的自动控制系统增加了双线连续接车功能，且使用形式化建模和验证，避免系统设计中存在的二义性，对平交道口安全管理有一定的参考意义.     

Component-based model integration approach for computer numerical control system development

A component-based model integration framework for computer numerical control system design and development is presented.The model integrates modeling,simulation,verification and implementation in a uniform environment.The computer numerical control(CNC) modeling language with well defined syntax and unambiguous semantics is developed.Using the proposed CNC model integration method,a three axis milling system model is developed in the case study.The approach is an attempt to create an infrastructure to suppo...     

钢轨波磨预测模型验证工况的研究

钢轨波磨会降低乘坐舒适性，增大轨道结构伤损，甚至影响列车的安全运行. 为判断钢轨波磨预测模型的准确性，首先，基于钢轨波磨现场调研数据，统计地铁线路和干线铁路的钢轨波磨发生率；其次，针对现有钢轨波磨预测模型验证方法的局限性，同时结合钢轨波磨发生的规律性，提出预测模型验证的3种基本工况:线路曲线半径≤350 m时的内轨波磨和外轨波磨、曲线半径 ≥ 650 m时的非科隆蛋扣件曲线线路或者直线线路钢轨的波磨，并进行实例验证；最后，根据基于轮轨蠕滑力饱和情况，提出了一种快速预测钢轨波磨发生的新方法. 研究结果表明:现有的波磨预测模型验证工况缺乏一般性，大部分没有考虑线路曲线半径的影响，忽视了从新轨到波磨出现阶段的钢轨振动演变规律，造成通过验证的波磨预测模型预测准确率偏低；所提出的波磨快速预测方法准确率可达到85.00%.      

基于贝叶斯网络的车辆换道模型

车辆换道行为是微观交通流中最基本的驾驶行为之一,研究车辆换道行为可以提高车辆换道模型的仿真精度和减少由不合适的车辆换道行为引发的交通事故.当前车辆换道模型大多是基于驾驶员的决策思维方式建立的决策模型,这类模型的缺点是很难捕捉到驾驶员在决策过程中一些潜在决策模式和考虑的影响因素.鉴于此,本文引入了一种典型的人工智能方法--贝叶斯网络,建立了一个全新的车辆换道模型,试图通过机器学习的途径来提高车辆换道模型的精度.采用了分段离散化的方法对数据进行预处理,然后使用处理后的数据对贝叶斯网络的结构和参数进行学习,并分别建立了与两种贝叶斯网络结构相对应的车辆换道模型,最后对建立的模型分别进行验证.模型的验证结果表明,建立的基于贝叶斯网络的车辆换道模型对换道行为的识别率可以达到88%以上. 此模型还可进一步应用到驾驶员辅助系统的开发中.     

高铁信号系统安全关键功能测试建模方法

测试模型是高铁信号系统安全关键功能测试用例编制的重要基础,针对高铁信号系统安全关键功能测试建模过程中描述信号系统领域特征不够全面的问题,提出时间状态机测试建模理论和测试用例生成方法. 分析高铁信号系统测试建模的特点,提出信号系统安全关键功能测试模型的建模需求;以有限状态机理论为研究基础,结合功能逻辑和时钟约束提出时间状态机建模方法,采用Z规格说明语言给出时间状态机的形式化定义;将时间状态机转换为时间自动机,证明转换之间的一致性,并基于时间自动机的测试理论自动生成测试用例,再以计算机联锁系统中的道岔转换功能为例,建立时间状态机测试模型并生成测试用例. 最后,将两种方法生成的测试案例进行对比,结果表明:在功能逻辑方面,基于时间状态机建模方法生成的测试案例100% 地覆盖了基于时间自动机建模方法生成的测试案例,并新增了16条具有时钟约束的测试案例,能够满足高铁信号系统安全关键功能测试建模的需求.      

铁路信号系统软件测试建模方法

针对铁路信号系统软件测试模型不能系统地描述测试需求的问题,提出风险时间状态机建模方法. 首先,分析铁路信号系统软件测试建模的特点,并提出建模需求;然后,以有限状态机理论为研究基础,在有限状态机的变迁和状态中分别扩展出时钟和风险等级元素,提出风险时间状态机建模方法,满足功能逻辑、时间约束和风险等级3个方面的建模需求,采用Z规格说明语言给出风险时间状态机的形式化定义和格局转移机制;最后,以计算机联锁系统中的道岔转换功能为例,建立风险时间状态机测试模型,并与时间自动机建模方法进行了对比,结果表明,建模方法上,所建立风险时间状态机比时间自动机节省62%的变迁数,描述能力更强,能够满足铁路信号系统软件测试的建模需求.      

Binary Logic State Transition Oriented Formal General Reliability Model

There were various conventional modeling techniques with varied semantics for system reliability assessment, such as fault trees(FT), Markov process(MP), and Petri nets. However, it is strenuous to construct and to maintain models utilizing these formalisms throughout the life cycle of system under development. This paper proposes a unified formal modeling language to build a general reliability model. The method eliminates the gap between the actual system and reliability model and shows details of the system clearly. Furthermore,the model could be transformed into FT and MP through specific rules defined by a formal language to assess system-level reliability.     

Intelligent drug delivery system using UML diagrams analysis

A novel intelligent drug delivery system potential for the more effective therapy of the diabeticswas proposed, and the composition of system was analyzed. Based on the design of micro-electro-mechanicalsystems (MEMS), an iterative modeling process was introduced. Unified modeling language (UML) was em-ployed to describe the function requirement, and different diagrams were built up to explore the static model,the dynamic model and the employment model. The mapping analysis of different diagrams can simply verifythe consistency and completeness of the system model.     

Semantic driven design reuse for 3D scene modeling

The increasing scale and complexity of 3D scene design work urge an efficient way to understand the design in multi-disciplinary team and exploit the experiences and underlying knowledge in previous works for reuse. However the previous researches lack of concerning on relationship maintaining and design reuse in knowledge level. We propose a novel semantic driven design reuse system, including a property computation algorithm that enables our system to compute the properties while modeling process to maintain the semantic consistency, and a vertex statics based algorithm that enables the system to recognize scene design pattern as universal semantic model for the same type of scenes. With the universal semantic model, the system conducts the modeling process of future design works by suggestions and constraints on operation. The proposed framework empowers the reuse of 3D scene design on both model level and knowledge level.     

信号联锁的开关函数方法研究

采用开关函数对铁路站场网络进行描述，构造出站场网络模型。详细讨论了模型与信号联锁的对应关系，通过开关函数运算，得到一种生成联锁的新方法。结合实例，介绍了有向开关函数实现信号联锁的步骤。