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自主化CTCS-3级列控系统复杂场景建模与验证
| 论文题名： | 自主化CTCS-3级列控系统复杂场景建模与验证 |
| 关键词： | 高速铁路;列车运行控制系统;跨线运营能力;实时性;建模方法 |
| 摘要： | 近年来，我国高速铁路快速发展，列控系统不断融合先进的计算机技术、网络技术以及通信技术，使得系统的自动化程度不断提高、软硬件规模不断扩大，呈现出复杂的系统特性。作为复杂的安全苛求系统，如何确保列控系统的正确性是重要的研究课题。 自主化CTCS-3级列控系统相比于过去的国产化CTCS-3级列控系统，硬件、软件完全自主研发，拥有自主产权，同时在功能需求上也提出了新要求，这就需要依据新的规范对自主化CTCS-3级列控系统进行新的场景分析。为了确保证系统的安全性和CTCS-3列控系统的跨线运营能力，本文从列控系统的实时性入手，研究列控系统场景的建模与验证，主要开展了以下相关工作: (1)通过比较多种验证系统实时性的形式化方法，选择时间自动机理论来验证系统的实时性，并介绍了时间自动机理论及其模型检验工具UPPAAL的使用方法。 (2)以码序校验场景和复杂场景为例，分析各场景下系统设备的工作流程，根据研究对象的特点，在合理的抽象和假设之后，利用时间自动机理论分别建立了码序校验场景工作流程、复杂场景工作流程的时间自动机模型。 (3)应用UPPAAL验证工具对码序校验场景、复杂场景下系统进行分析验证:通过设置通道和全局变量，构造了时间自动机的积;使用模拟器，对个场景下设备的交互情况进行仿真，分析列车运行过程中的状态变化;使用验证器，验证了系统的安全性、实时性和功能性，证明了该建模验证方法的有效性。 (4)结合大西高铁综合试验数据，分析、提取各个厂家自主化CTCS-3级列控系统设备在运营场景中信息交互的流程，采用实际的线路数据编写测试序列;同时，在实验室既有CTCS-3级列控系统互联互通测试平台的基础上，通过对平台软件的修改使之适用于自主化CTCS-3级列控系统，并开展仿真测试验证。 |
| 作者： | 成雅婧 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 李开成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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