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复杂场景下列控系统功能验证分析
| 论文题名： | 复杂场景下列控系统功能验证分析 |
| 关键词： | 高速铁路;列控系统;运营场景;时间自动机;仿真模型;功能验证 |
| 摘要： | 列车运行控制系统（简称“列控系统”）是保证列车安全、高效运行的自动化系统。列控系统具有复杂的运营场景功能以及控制模式（如CTCS-3级列控系统含有14个运营场景和9种控制模式），如何保证列控系统在复杂运营场景下（尤其是不同运营场景组合形成复杂场景）功能的正确性显得尤为重要。 本文从场景分析方法入手，结合Simulink/Stateflow和时间自动机理论，提出了一种研究复杂场景下列控系统功能正确性的验证方法。 (1)首先，分析了高速铁路CTCS-3级列控系统典型的运营场景功能。结合场景分析方法，研究了运营场景之间的关系和运营场景内部子系统之间的交互流程; (2)其次，研究了基于时间自动机理论的运营场景下列控系统建模与验证方法。通过建立典型的等级转换（CTCS-2级至CTCS-3级）和模式转换（FS模式至OS模式）运营场景下CTCS-3级列控系统的时间自动机模型，根据相关运营场景的控制时序流，分析了单一运营场景下列控系统功能的正确性; (3)再次，研究了基于Simulink/Stateflow的复杂运营场景下列控系统建模方法。提出了列控系统运营场景之间的组合规则，建立了基于Simulink/Stateflow的复杂场景下CTCS-3级列控系统仿真模型。以列控系统等级转换和模式转换叠加的复杂运营场景为例，按照等级转换和模式转换运营场景的组合规则，得到了列控系统该复杂场景下的交互流程，并进行了仿真分析; (4)最后，针对复杂运营场景下列控系统功能逻辑进行了修改和验证。论文分别从仿真和形式化两种方法入手，针对修改后的复杂运营场景下列控系统功能逻辑进行了验证分析。首先，针对该修改后的复杂运营场景下列控系统的Simulink/Stateflow模型进行了仿真分析，结论表明列车能够正常运行;其次，针对该复杂运营场景下列控系统建立了时间自动机模型，通过对列车正常运行属性的可达性分析，证明了列控系统在该修改后的复杂运营场景中功能的正确性。 |
| 作者： | 任鹏程 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 唐涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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