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基于MBSE的动车组列车级控制逻研究
| 论文题名： | 基于MBSE的动车组列车级控制逻研究 |
| 关键词： | 动车组列车级控制逻;MBSE思想;SysML语言 |
| 摘要： | 动车组列车级控制逻辑是实现动车组运行的基础，是实现动车组不同系统之间互联互通的平台，是保证动车组安全与高效运行的关键。动车组是典型的复杂巨系统，其内部包含牵引、制动、控制等众多子系统，不同子系统之间交互复杂，进行动车组研发设计时需要涉及机械、电气、计算机等多个不同的学科领域，因此列车级控制逻辑涉及面广且有一定深度。在进行动车组列车级控制逻辑研究与设计时，仅靠以往的设计经验以及自然语言进行产品设计很难保证产品的安全性，并且存在设计维护成本高，设备故障追踪困难，设计变更难以管理以及其互联互通性难以保证等一系列问题。 本文以中国标准动车组网络控制系统为载体，动车组列车级控制逻辑为应用背景，围绕其具体业务开展研究。首先探索一种适用于动车组列车级控制逻辑研究的建模方法。然后，遵循此方法，对如何建立动车组列车级控制逻辑的需求、行为、功能、架构、物理部件等一系列模型进行研究。最后以构建的动车组列车级控制逻辑模型为基础，建立模型间的追溯关系，并针对典型动车组列车级控制逻辑——撒砂控制逻辑进行逻辑仿真验证。本文主要成果与创新点如下： （1）在动车组列车级控制逻辑研究中引入基于模型的系统工程（Model-BasedSystemsEngineering，MBSE）思想，解决传统系统工程中存在的信息传递不准确，设计变更与信息查找困难等问题。 （2）探索适用于动车组列车级控制逻辑研究的基于模型的建模方法OSP（Operation，System，Physics）。其核心是以动车组列车级控制逻辑利益相关方出发，采用正向设计思想，以功能为主线，将目标系统视作黑盒子、灰盒子与白盒子进行研究，遵循逐步细化，由外到内，由宏观到微观的原则，以模型为依托对动车组列车级控制逻辑进行产品外部分析、产品系统分析以及产品物理分析。 （3）以动车组网络控制系统为载体，通过调研和资料收集确定动车组列车级控制逻辑的利益相关方与需求，建立动车组列车级控制逻辑利益相关方、需求、用例与基本架构组成模型。 （4）以功能为主线，逐步进行动车组列车级控制逻辑研究，采用SysML语言中的活动图、用例图、模块定义图、内部模块图、状态机图，建立动车组列车级控制逻辑产品系统模型以及产品物理模型。 （5）建立以需求模型为起点的追溯关系，模型元素之间的关系追踪矩阵，体现系统模型的整体性。 （6）对已建立的动车组列车级控制逻辑模型进行细化，以典型动车组列车级控制逻辑——撒砂控制逻辑为研究对象，建立撒砂控制逻辑模型，并依靠CameoSystemsModeler（CSM）软件的仿真功能对撒砂控制逻辑进行仿真验证。 |
| 作者： | 梁玉泽 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 车军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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