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(jìn)行的一次技術(shù)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(shè)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(shè)備的核心，負(fù)責(zé)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(yīng)答器、進(jìn)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(shè)備技術(shù)升級具有促進(jìn)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(jìn)行功能設(shè)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(chǔ)上，構(gòu)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(shè)計、建模、功能驗證分析、軟件架構(gòu)設(shè)計、軟件開發(fā)與仿真實現(xiàn)等內(nèi)容。
　　然后，通過分析RDC系統(tǒng)特點、內(nèi)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(jìn)行設(shè)計，其中模塊功能設(shè)計涵蓋CTCS-1級列車注冊與啟動、注銷、等級轉(zhuǎn)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(shè)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(fù)雜度與狀態(tài)空間維度，將主體功能模型細(xì)化為車載設(shè)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(rèn)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