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CTCS-4级车地通信机制的形式化研究
| 论文题名： | CTCS-4级车地通信机制的形式化研究 |
| 关键词： | 列车运行控制系统;通信机制;多Agent系统;建模仿真 |
| 摘要： | 中国列车运行控制系统(CTCS)是一个典型的复杂巨系统,是分布式智能系统的一个具体应用。多Agent系统(MAS)的形式化建模与验证是近些年来形式化理论研究的前沿技术之一。因此本文创新地将MAS理论应用到列车控制系统,为了保证该系统的正常运行并达到相应的安全技术指标,本文对列车运行控制系统的车地通信抽象为MAS并进行形式化研究。 本文首先进行了形式化建模的相关概念及方法介绍,并介绍了通信顺序进程的定义概念及基本知识,随后介绍了多Agent理论(MAS)的相关理论,然后描述了通信顺序进程(CSP)语言在其模型验证器FDR2平台下进行建模验证的基本原理及相关的模型。 其次本文利用CSP语言和多智能体理论,对列车运行控制系统场景中列车RBC切换场景中车地通信交互的问题进行形式化建模仿真研究,分析CTCS-4级列车运行控制系统中对 RBC切换过程中车地通信交互过程中协议设计的完整性和安全性,并对注入故障时通信的时效性进行仿真分析。 另外,还利用CSP语言和智能Agent理论对列车控制系统当中车地通信过程进行形式化建模仿真研究。然后利用平台分别对上述模型进行建模仿真,结合CSP的特点,建立相关的协议模型并证明系统协议的安全性。并通过注入故障的注册协议模型进行形式化建模并利用TIMENET4.0进行定量分析,得出随着列车数量增加以及信息发送周期变化对于通信时延的影响。对于CTCS-4级系统具有一定的指导意义。论文的最终研究结果表明,论文提出使用MAS和CSP相结合的研究方法具有一定的适用性,能对MAS模型进行安全性检测并保证系统的安全苛求性要求。CSP语言具有很强的描述能力,为以后CTCS-4的规范制定及工程实施提供了理论参考依据。 最后对本文所做的研究做了相对系统全面的总结,主要包括本文的相关结论和创新点,并对下一步要做的工作重点做出了展望。 |
| 作者： | 马俊 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 胡晓辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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