基于TCPN的CTCS-1級列控系統(tǒng)RDC形式化建模與分析.pdf

1、新一代CTCS-1(Chinese Train Control System-Level1)級列控系統(tǒng)是為提升普速列車安全性、可靠性、運輸效率和自動化水平而對既有線列控系統(tǒng)進行的一次技術升級，目的是實現(xiàn)車載線路數(shù)據(jù)下放到地面，由地面統(tǒng)一管理的現(xiàn)實需求，保證臨時限速的即時更新，減少司機對控車數(shù)據(jù)的操作，提升既有線列控設備的自動化水平。區(qū)域列控數(shù)據(jù)中心(RDC)為CTCS-1級列控系統(tǒng)地面設備的核心，負責CTCS-1級列車的管理，以無線形式

2、向列車提供行包含線路數(shù)據(jù)、鏈接應答器、進路與臨時限速的行車數(shù)據(jù)。RDC系統(tǒng)的形式化建模與驗證分析能保證RDC系統(tǒng)軟件的完備性，安全性，可靠性，對于既有線列控設備技術升級具有促進意義。
　　論文選擇基于ML語言的時間有色Petri網(wǎng)(TCPN)對RDC系統(tǒng)進行功能設計、建模仿真和驗證分析研究，論文完成的主要工作如下:
　　首先，綜合有色Petri網(wǎng)與時間Petri網(wǎng)二者特點，提出針對實時并發(fā)系統(tǒng)的TCPN形式化建模與分析方法，

3、給出了基于ML語言的TCPN模型建模與分析一般流程，在此基礎上，構建了CTCS-1級RDC建模與模型驗證分析的整體框架，該框架涵蓋了RDC需求分析、功能設計、建模、功能驗證分析、軟件架構設計、軟件開發(fā)與仿真實現(xiàn)等內容。
　　然后，通過分析RDC系統(tǒng)特點、內部功能需求、交互功能需求，對RDC系統(tǒng)總體功能與主要模塊功能進行設計，其中模塊功能設計涵蓋CTCS-1級列車注冊與啟動、注銷、等級轉換、行車數(shù)據(jù)生成、列車移交等主要運營場景，并且

4、對比分析了RDC與CTCS-3級無線閉塞中心(RBC)在主要運營場景中的功能差異。
　　其次，根據(jù)設計的RDC系統(tǒng)功能，分別建立了RDC交互功能與主體功能的TCPN模型，并采用時間有色Petri網(wǎng)分層的思想降低模型復雜度與狀態(tài)空間維度，將主體功能模型細化為車載設備自檢子模型、RDC工作狀態(tài)檢查子模型、RDC與C1-ATP建鏈子模型、通信會晤建立子模型、列車數(shù)據(jù)確認子模型、行車數(shù)據(jù)交互子模型;同時建立列控等級切換、列車移交、C1車與