基于有色Petri網(wǎng)的CTCS-3列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合方案研究.pdf

1、為了滿足鐵路運(yùn)輸?shù)男枰?，我?guó)大力發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)列車控制系統(tǒng)3級(jí)(China Train Control System level-3，CTCS-3)。目前，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范和需求規(guī)范都己制定完善，在現(xiàn)有系統(tǒng)框架下，通過成熟的技術(shù)手段和全新的理念排除系統(tǒng)潛在隱患，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的安全性，將是最近一段時(shí)期軌道交通領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。數(shù)據(jù)融合作為一項(xiàng)綜合性技術(shù)集合了多種學(xué)科先進(jìn)的理論和豐富的技術(shù)手段，在眾多領(lǐng)域得到

2、推廣和應(yīng)用。其中，列控系統(tǒng)在傳感器及傳輸層也采用了部分?jǐn)?shù)據(jù)融合技術(shù)。而為了實(shí)現(xiàn)客運(yùn)專線列車的跨線運(yùn)行和降級(jí)運(yùn)行，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)兼容了CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)的功能和設(shè)備，其數(shù)據(jù)在系統(tǒng)層之間缺乏交流和約束機(jī)制，所以在系統(tǒng)層和決策層進(jìn)行數(shù)據(jù)融合研究對(duì)進(jìn)一步提高列控系統(tǒng)安全性有著積極的意義。
　　本文在分析列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸特性的基礎(chǔ)上，提出一種基于數(shù)據(jù)融合提升列控系統(tǒng)安全性的方案，即對(duì)列控?cái)?shù)據(jù)傳輸形成一種多維式的制約，并利用

3、有色Petri網(wǎng)(CPN)對(duì)融合方案進(jìn)行建模仿真及驗(yàn)證。首先，論文對(duì)CTCS-3級(jí)和CTCS-2級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行剖析，結(jié)合數(shù)據(jù)融合理論針對(duì)臨時(shí)限速、線路信息、行車許可提出了系統(tǒng)層的數(shù)據(jù)融合方案。其次，為了驗(yàn)證方案的可行性和合理性，利用CPN對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模。通過仿真軟件的分層功能構(gòu)造了系統(tǒng)頂層信息模型、列控?cái)?shù)據(jù)生成子模型、故障注入子模型、數(shù)據(jù)融合子模型等；通過賦時(shí)功能為信息包打上時(shí)間戳構(gòu)造了時(shí)間序列。在此基礎(chǔ)上，利用CPN軟件仿真功能模擬列控信