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基于高级Petri网的高速列车追踪运行过程建模与分析
| 论文题名： | 基于高级Petri网的高速列车追踪运行过程建模与分析 |
| 关键词： | 移动闭塞系统;列车运行控制系统;车地通信;高速列车;追踪运行 |
| 摘要： | 近年来，由于无线通信技术的快速发展，铁路专用数字移动无线通信系统被提出并得以开发应用，这为CBTC(Communication-based Train Control,基于通信的列车运行控制系统)系统的实现提供了关键性的技术支持，目前，该系统已经广泛应用于城市轨道交通领域中，实现了车地之间实时、大容量、双向的信息传输，其闭塞制式采用了最先进的移动闭塞系统，在提高行车效率的同时降低了成本。但是考虑到通信系统传输的可靠性尚不能满足该系统在高速铁路领域中的应用，因而，本课题针对 MAS(Moving Automatic System,移动闭塞系统)在高速铁路中的应用问题进行了分析并建立了模型。 分析了基于无线通信的CTCS-4级列控系统的构成及功能，移动闭塞系统列车最小追踪间隔原理以及应用P e tri网对系统建模的建模理念，为建立高速列车追踪过程的CPN(Coloured Petri Net,着色Petri网)模型提供了理论基础。 应用 CPN T o o ls工具对高速铁路列车追踪过程进行了建模，模型对后行列车车载ATP(Automatic Train Protection,列车超速防护系统)以及 ATO(Automatic Train Operation,列车自动运行系统)设备进行了详细描述，体现了移动闭塞下列车实时调整加速度的特点。应用状态空间分析法验证了模型的正确性，在 MATLAB环境下对得到的仿真数据绘制了曲线图，分析可见，所采用的M AS下/列车追踪运行间隔控制原理满足行车安全性、高效性要求，且控制周期越小，对列车行为调整越有利。 考虑到列车追踪过程中车地通信的时间延迟因素，结合移动闭塞原理，综合信息传输时数据包丢包现象，利用HTCPN(Hierarchical-timed-colored Petri Net,层次时间着色Petri网)建立了高速列车追踪运行车地通信过程的CPN模型，应用性能分析法对系统性能进行了研究，仿真得出了性能分析统计表，绘制了性能分析图，分析得到通信时延的置信区间以及关键输出设备的时间平均输出特性。仿真结果对MAS在高速铁路领域中的应用提供了一定的借鉴意义，为高速铁路中MAS的系统开发提供了有价值的技术借鉴。 |
| 作者： | 任国彬 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 陈小强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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