鐵路信息物理融合系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法.pdf

1、信息物理融合系統(tǒng)(CPS，Cyber Physical Systems)是一個綜合信息世界、物理世界和控制過程的多維復(fù)雜系統(tǒng)，實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的動態(tài)控制、信息服務(wù)和實時感知。CPS系統(tǒng)安全、可靠、實時、高效，具有重要而廣泛的應(yīng)用前景。從產(chǎn)業(yè)角度看，CPS涵蓋了小到倉庫監(jiān)控和智能家庭網(wǎng)絡(luò)，大到工業(yè)控制系統(tǒng)乃至智能交通系統(tǒng)等大型應(yīng)用。
　　 鐵路信息物理融合系統(tǒng)是我國未來鐵路交通運輸?shù)陌l(fā)展趨勢，致力于提高乘客乘車的舒適性和列車運行的

2、安全性。為了達到縮短系統(tǒng)開發(fā)周期和減少開發(fā)成本的目的，完全有必要在系統(tǒng)開發(fā)初期，對系統(tǒng)進行全面地、深入地、正確地分析，并建立一個安全可靠的系統(tǒng)模型。
　　 本文使用體系結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計語言AADL對鐵路信息物理融合系統(tǒng)進行分析與建模。由于鐵路信息物理融合系統(tǒng)是一個時空關(guān)鍵的、動態(tài)連續(xù)的系統(tǒng)，因此必須對系統(tǒng)的物理世界，時空特性和動態(tài)連續(xù)性進行建模。AADL目前并不支持對物理世界，空間方面和動態(tài)連續(xù)性方面的建模，因此，本文對AADL進

3、行了有效的擴展，使AADL支持這些方面的建模。
　　 針對列車運行的安全性，本文對列車碰撞的場景進行了分析，由此引出一些安全性需求和功能性需求，并針對這些需求，提出了一些措施和解決方案。為了實現(xiàn)列車分隔，保障列車運行安全，提高列車運營效率，本文對列車移動授權(quán)的生成原理和計算方法進行了詳細的分析。
　　 針對CBTC系統(tǒng)的龐大與復(fù)雜，分析系統(tǒng)功能的特點，能夠把CBTC系統(tǒng)有效拆分成四個子系統(tǒng)。本文利用OSATE工具，結(jié)合A