原文传递
基于SysML和时间自动机的CTCS-1级列控系统RDC建模与验证
| 论文题名： | 基于SysML和时间自动机的CTCS-1级列控系统RDC建模与验证 |
| 关键词： | 既有铁路线;列车控制系统;软件开发;功能模块;时间自动机;系统建模语言 |
| 摘要： | 随着铁路系统的升级和发展，铁路既有线的运输效率和安全等级提升已提上议程。CTCS-1(Chinese Train Control System Level1)级列控系统是为了改进既有线控车而设计的一套全新系统，可以极大地提升普速列车安全性、可靠性、运输效率和自动化水平。它实现了以低成本解决既有线存在的诸多问题，对比普速铁路现有系统有明显的优势。区域数据控制中心(Regional Data Control Center，RDC)作为CTCS-1级列控系统的核心地面设备，可以将实时生成的行车数据通过无线网络发送给列车，大大减少了列车存储的数据量，同时也减少司机对控车数据的操作，降低了人为因素带来的隐患。论文完成了RDC系统功能模型的建立及验证，包括RDC系统与外部设备的信息交互、行车数据的生成等流程，为CTCS-1级列控系统的实际应用奠定了基础。论文完成的主要工作有: 首先，通过研究CTCS-1级列控系统与RDC子系统的功能需求，包括内部功能与对外交互功能，同时总结出其特点并进行需求建模，借鉴了以往的列控系统子系统建模研究方法，确定了使用SysML建模语言和时间自动机理论来进行RDC系统的建模和验证。 其次，对RDC系统的对外交互模块进行信息交互流程分析，将RDC系统交互流程分为地面设备交互模块和车载设备交互模块两个部分，RDC系统交互流程包括设备启动、列车注册、正常行车、列车注销、RDC切换，利用SysML顺序图对以上场景进行建模，通过转换算法将其转换为时间自动机网络模型后在UPPAAL中进行模型验证。 然后，对RDC系统行车数据的生成进行了研究。RDC系统将对外交互模块接收到的TSRS提供的临时限速信息、CBI提供的列车进路信息、列车提供的位置信息，按照不同运营场景生成动态线路数据，包括行车路径串接与临时限速延伸。再结合自身存储的静态线路数据生成行车数据，通过无线网络发送给车载设备从而实现正常控车。利用SysML活动图对以上流程进行建模，得到RDC行车数据生成模型，转换为时间自动机网络模型后在UPPAAL中验证。 最后，在建模分析的基础上，完成RDC仿真软件设计与开发。以京沪线某段的真实场景在实验室平台上进行系统联调测试，验证了RDC功能模型的正确性与合理性。 |
| 作者： | 王晓丹 |
| 专业： | 交通信息控制与工程 |
| 导师： | 张勇 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
