基于TSSM的車車通信系統(tǒng)車載移動授權(quán)模塊的建模和驗證.pdf

1、隨著通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，基于車車通信的下一代列車運行控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的由區(qū)域控制器集中控制的列車運行控制理論，建立了全新的以列車自主控制為核心的系統(tǒng)模型。車載設(shè)備根據(jù)線路資源狀況及自身運行狀態(tài)自主計算移動授權(quán)(Movement Authority，MA)，實現(xiàn)了車載系統(tǒng)的智能化。然而目前基于車車通信的下一代列車運行控制系統(tǒng)仍處于探索研究階段，其中對于車車通信架構(gòu)下的移動授權(quán)研究尚未完善，列車運行效率和靈活性仍有待

2、提高，因此對于移動授權(quán)算法的研究及功能實現(xiàn)具有理論研究意義和應(yīng)用價值。
　　本文從車車通信系統(tǒng)的架構(gòu)和數(shù)據(jù)流入手，對移動授權(quán)的功能需求進行分析，提出適合車車通信系統(tǒng)的移動授權(quán)算法，有效地保障了列車行車安全，提高了列車運行靈活性和運行效率，實現(xiàn)了列車追蹤間隔縮短。為了驗證算法的正確性和有效性，本文基于時間安全狀態(tài)機理論(Timed Safe State Machine，TSSM)對MA算法流程進行建模和分析，并采用UPPAAL進行模

3、擬仿真及驗證，同時利用Matlab對追蹤場景進行仿真驗證。驗證表明提出的算法是有效的。本文內(nèi)容主要如下:
　　(1)車車通信系統(tǒng)架構(gòu)和移動閉塞基本原理介紹，從車載子系統(tǒng)功能及接口出發(fā)，分析車車通信的移動授權(quán)特征、功能需求及算法原理;同時對基于列車相對速度的移動閉塞方案——“撞軟墻”方案可行性進行分析論證，并提出優(yōu)化策略，實現(xiàn)了車車通信系統(tǒng)追蹤間隔的優(yōu)化。
　　(2)根據(jù)MA的需求和列車運行場景對MA進行分析和設(shè)計，設(shè)計包括M

4、A計算的整體流程、單車運行下MA計算、雙車追蹤運行下MA計算、雙車對向運行下MA計算、包含臨時限速信息的MA計算。
　　(3)基于功能需求和算法原理，對MA進行模塊劃分。利用TSSM的分層結(jié)構(gòu)、并發(fā)控制、優(yōu)先級控制、時間描述的特性，對各子模塊進行分析和建模，包括列車篩選模塊，列車安全位置模塊，路徑探詢模塊，更新路徑信息模塊，MA計算模塊。
　　(4)運用UPPAAL對MA模型進行模擬，驗證MA算法的正確性;并利用Matlab