原文传递
基于Hadoop平台的列控系统运行轨迹分析方法及其实现
| 论文题名： | 基于Hadoop平台的列控系统运行轨迹分析方法及其实现 |
| 关键词： | 铁路信号;列车运行控制系统;轨迹分析;安全性;Hadoop平台 |
| 摘要： | 列车运行控制系统是铁路信号系统中保证列车运行安全的重要设备，这对列车运行控制系统提出了系统安全性、可靠性的要求。本文分析了列车运行控制系统的运行状态信息记录系统的发展趋势，研究了基于大数据平台实现列车运行控制系统安全性和可靠性验证方面的可能性，对轨迹分析技术的并行化进行了探讨并对轨迹分析技术并行化后的单次验证能力进行了研究，成功地将轨迹分析技术在大数据平台实现，并成功地解决分布式平台对大规模轨迹处理能力的所有限制因素。通过对一个构造的大规模轨迹数据进行验证实验，并对实验结果进行分析，得出了基于大数据平台实现的离线轨迹分析技术在单次轨迹验证过程中能处理较长时间范围内的列车运行控制系统的轨迹数据的结论，为列车运行控制系统的安全性和可靠性验证起到良好的补充作用。 本文首先介绍轨迹分析技术所依托的理论和方法，并对方法的通用结构，方法的不同实现、方法所适用的场景和方法的缺点进行了简要介绍。 之后，本文在Hadoop平台上开发了一个基于MapReduce计算框架的离线轨迹分析工具，称之为轨迹分析验证工具。该工具实现了离线运行时验证技术的并行化，能够在分布式平台对轨迹数据进行处理。该工具利用MapReduce框架实现二次排序得到有序的数据集，然后在时序逻辑集合运算阶段利用一个区间存储结构优化了整个数据集存储在内存中所占用的空间。并且，该工具成功实现运行时验证并行化后的进一步细化，这让该工具理论上具有调用集群所有节点的能力，能够充分利用分布式平台的计算性能。本文还提出了一个新的算法，使该工具理论上在分布式平台上能够处理无限规模的轨迹数据集而不必考虑节点内存的大小。轨迹的规模越大，轨迹所覆盖的系统运行时间范围越长，工具得出的结论更可靠，这使该工具具备了较为实际的应用价值。 最后，本文从《列控系统车载设备技术规范》中提取了列车运行控制系统车载设备的一些用于实现“故障导向安全”的响应属性，并构造满足属性性质的线性时序逻辑公式。之后使用轨迹分析验证工具对列车运行控制系统车载设备记录的运行轨迹进行分析，最终证明该轨迹分析工具适合用于列车运行控制系统轨迹分析并能够得到较为满意的结果。 |
| 作者： | 李晗 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 赵林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
