XML技术在CTCS-3级仿真测试管理中的应用

仿真测试管理器是CTCS-3级仿真测试平台的重要组成部分.将XML技术应用于仿真测试管理器,实现其各仿真测试节点初始化设置、网络参数配置和信息记录3个功能,促进了仿真测试管理器的开发,优化了CTCS-3级的仿真测试过程.     

仿真测试管理器在CTCS-3级列控系统仿真测试平台的应用

仿真测试管理器是CTCS-3级仿真测试平台的重要辅助模块,它独立于CTCS-3级列控系统,但在仿真平台中可实现节点监控、数据收集、人工命令自动下达等辅助功能.从仿真测试管理器的仿真前准备及仿真过程控制两大方面对其进行介绍,体现出其在CTCS-3级列控系统仿真测试平台中灵活性及重要性.     

列车运行控制系统仿真平台的研究

高速列车运行控制系统是中国铁路信号领域的主要发展方向。高速列控系统仿真平台主要由车载ATP系统、地面仿真平台、GSM-R网络平台以及仿真测试平台构成,面向符合CTCS-3级和CTCS-2级技术规范的车载设备和关键地面设备,实现其相关功能测试和验证。     

基于AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台

根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool.CARSTool采用激励—反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路、消息、激励、响应和测试序列等基本元素,具有线路工程数据配置、通信链路配置、站场线路配置、PI Object、仿真系统、列车运行仿真和自动测试序列7个功能模块.以郑西客运专线列控数据为例,采用CARSTool对CTCS-3级列控系统进行仿真测试.测试结果表明:通过规范化语法严格卡控测试步骤,根据CTCS-3级列控系统测试案例库以及激励—反馈信息判断测试项目的执行状态,CARSTool实现了测试计划、执行过程和测试结果的闭环处理;说明CARSTool能够实现CTCS-3级列控系统的自动测试.     

基于故障注入的CTCS-3级列控系统可靠性评估技术研究

CTCS-3级列车运行控制系统的可靠性是保证列车安全高效运行的必要条件,因此,在列车控制系统仿真系统上进行各种测试验证试验至关重要。故障注入技术（Fault Injection）是将系统的有效故障模式样本注入到系统中,以此评价系统的功能设计水平,是系统测试性、安全性以及功能验证研究的重要研究基础。根据CTCS-3级列车控制系统的运行特点和软件故障注入的优势,提出将软件故障注入方法应用在列控系统仿真领域进行可靠性验证,设计并实现了一种软件故障注入系统,给出其中的故障案例描述语言、故障库和故障注入软件算法,构建了软件故障注入系统的总体结构和各部分的详细功能结构。通过仿真结果可以看出,软件故障注入方法应用在CTCS-3级仿真系统中,可以有效地模拟故障并执行注入,进一步提高仿真系统的可靠性和容错性。     

CTCS-3级列车运行控制系统对GSM-R网络主要需求的探讨

CTCS-3级列车运行控制系统采用GSM-R网络实现RBC与车载设备的车-地信息双向传输。通过总结CTCS-3级列车运行控制系统安全数据传输对GSM-R网络的主要需求特点,分析满足列车运行控制系统需求的GSM-R网络主要运行指标,提出工程建设和运营维护工作中需要考虑的因素及建议采取的措施,可供统筹开展高速铁路信号、通信系统设计、建设与维护工作参考。     

书讯

正《列车运行控制》正式出版気本书为"轨道交通信号与控制专业系列教材"之一,全面系统地阐述了列车运行控制系统的基本知识、基本组成和基本原理。包括铁路列车运行控制系统综述、CTCS-0级列控系统、CTCS-2级列控系统、CTCS-3级列控系统、列控设备动态监测系统和轨道车运行控制系统等内容。     

应答器旁瓣区分析及解决方案

随着铁路大提速,应答器设备在各条提速线路和客运专线中得到了广泛应用.在CTCS-2、CTCS-3级系统中,应答器是列车运行控制系统(ATP)控车数据的重要来源.应答器能否稳定可靠工作,直接影响动车组的安全运行.     

200～350km/h列车运行控制系统关键技术研究

通过分析CTCS-2、ETCS-2和CTCS-3列车运行控制系统的不同特点,在CTCS-2应用的基础上,提出一种能够满足200～350 km/h列车运行速度的列车运行控制系统(CTCS-235).CTCS-235系统利用CTCS-2系统设备,通过增加轨道电路列控信息、改变闭塞分区设置等方法,解决了满足300～350 km/h列车运行控制信息量和列车安全追踪间隔问题,实现对200～350km/h列车安全控制.同时,CTCS-235系统克服了ETCS-1点式系统实时性较差的缺点;避免了CTCS-3系统由于轨道电路传输信息和GSM-R传输信息不兼容,造成ETCS-2 与CTCS-2兼容性实现复杂等问题.CTCS-235系统结构简单,兼容性好,便于实现,成本低廉.本文阐述CTCS-235系统的构成和工作原理.分析满足300～350 km/h列车控制信息量、闭塞分区设置、兼容性、系统的可靠性和安全性等关键技术.将CTCS-235系统的性能和特点与 CTCS-2、ETCS-1和CTCS-3系统进行了比较.     

简析GSM-R在CTCS-3列控系统中的作用和故障判断处理

CTCS-3级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统;它主要面向提速干线、高速新线或特殊线路,基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞。因此,GSM-R的质量如何将直接关系到CTCS-3列控系统的正常运行,并将影响到目前中国铁路大量投入建设运行的客专高速铁路的行车秩序。下面从几个方面来简单阐述GSM-R在CTCS-3系统的作用、GSM-R故障分析以及如何通过对GSM-R各接口信令的监测分析来判断定位CTCS-3系统的故障。     

我国铁路CTCS-3级列控系统的分析与研究

CTCS-3级列控系统是我国通过自主创新建成的具有自主知识产权的列车运行控制系统,凝结了我国铁道部、高校、科研院所和骨干企业群策群力的智慧结晶。通过对国外列车控制系统发展现状及我国列控系统发展历程的介绍,阐述了我国CTCS-3级列控系统研究的必要性及技术方向的选择;说明了我国CTCS-3级列控系统的技术特点;同时还对CTCS-3级列控系统结构及主要设备的功能作了简要介绍,并总结了系统研发的主要创新成果。     

单线铁路CTCS-2级列控系统设计应用研究

CTCS-2级列控系统主要应用于双线铁路,在单线铁路中尚无工程应用先例,为解决单线铁路CTCS-2级列控系统应用存在的问题,在符合现行规范、不修改列控车载设备的前提下提出CTCS-2级列控系统总体方案。通过单线铁路与双线铁路的差异性对比分析,结合CTCS-2级列控系统功能需求,对闭塞方式、轨道电路配置、应答器设置、临时限速管理等特殊技术问题进行了研究并提出了解决方案。研究表明:CTCS-2级列控系统应用于时速200～250 km单线铁路能够实现列车高速安全运行。     

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。     

高速铁路列控车载系统超速防护算法的研究与仿真

列控车载系统是一个典型的安全苛求系统,车载系统超速防护算法对列控系统的安全性具有重要影响。本文结合高速列车动力学模型、延时特性和混杂特征,提出了车载超速防护算法及车载系统的混杂建模方法。利用Simulink/Stateflow混合仿真技术实现了车载超速防护算法的仿真,并以区间两车追踪场景为例对超速防护算法进行验证。验证结果表明该超速防护算法是有效的,区间运行的两辆高速列车能够实现避撞功能。     

人机界面运营过程复现系统的应用研究

在CTCS-2级和CTCS-3级列车控制车载设备中,司机通过观察和操作人机界面（DMI, Driver Machine Interface）单元监控和调整列车运行状态。但是司机的错误操作、人机界面设备故障等均可能导致列车控制车载设备故障,造成运营晚点。为了对司机操作和车载设备故障进行复现,需要开发一种可以复现人机界面运营过程的系统。本文介绍了列车控制车载设备人机界面运营过程复现系统的系统框架、基本原理、人机界面日志记录包含的信息,以及人机界面运营过程复现系统4种典型应用场景,包括复现人机界面故障、支持人机界面软件调试、人机界面功能演示和自动测试人机界面功能。     

列控数据完备性建模方法研究

列控数据作为列车运行控制的基础,是列控系统的中枢神经,其完备性直接关系到列车运行安全.列控数据完备性能够保证列车安全控制数据的完整性、正确性、有序性、实时性、有序性和兼容性.本文以CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间的等级转换以及典型的设备故障导致降级场景为例,利用随机Petri网建立列控数据完备性模型,重点研究了列控数据完备性的完整性、实时性和兼容性方面的问题,最后提出了用模型完成的成功率以及系统平均延时时间分析列控数据完备性的方法.     

CTCS-3级列控系统车-地无线通信端到端通信安全增强技术的研究

为实现与CTCS-3级列控系统相关的安全信息在GSM-R系统中安全、可靠地传输,提出车-地无线通信端到端通信安全增强解决方案。该方案改进CTCS-3级列控系统的数据通信安全功能,可根据用户安全需求的不同等级,实现通信系统双向认证,或通过可信任认证中心使车载移动终端和地面无线闭塞中心（RBC）之间实现端到端认证。通过收发方的数字签名以及签名验证来提供信令完整性保护机制,防止信令被有效破坏。给出灵活的端到端信息加密解决方案,防止信息泄露、窃听,并阻止恶意入侵和干扰,使整个通信通道都得到安全保护。     

列车控制仿真系统中速度控制曲线的计算

在介绍列车控制系统结构和列车速度控制模式的基础上,重点阐述列车控制仿真中列车速度控制模式的曲线的计算方法.目次,整个列车控制仿真系统已经投入运行,并取得了预期的效果.     

属性驱动的列车控制系统需求建模与验证

形式化语言越来越多地用来描述列车控制系统需求规范,其精确的语法和语义一方面有助于创建精确的需求模型、消除理解差异,另一方面也为进一步分析验证提供了基础.通过提出一种基于属性的需求分析方法,利用具体的形式化技术来分析需求.首先将由自然语言描述的需求规范转换为属性描述语言(PSL)形式化规范,并通过仿真和博弈分别进行语义检查和可实现性验证,最后通过断言来检验形式化语言所刻画的系统的精确性和完整性.该方法从自然语言形式的需求约束中直接提取相关需求规范,构造形式化模型并进行验证,为需求的早期确认提供了一种新的实用途径.并以CTCS-3级列控系统RBC切换场景为例,说明该方法的有效性.     

关于列车群运行仿真系统的研究

重点介绍列车群运行仿真系统的仿真计算、时钟设置、误差补偿以及采用的专家规则,并对系统的模块构成和仿真背景作了介绍.列车群运行仿真系统的研究和开发在新线建设方面具有重要的作用和意义.