CTCS-3級列控系統(tǒng)地車安全信息傳輸子系統(tǒng)的建模與分析.pdf

1、為了滿足鐵路運(yùn)輸高速度、高密度的需求，需要列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（簡稱列控系統(tǒng)）來對列車進(jìn)行速度和間隔控制，以保證行車安全和運(yùn)營效率。由于無線通信具有實(shí)時(shí)、雙向、大容量等優(yōu)點(diǎn)，CTCS-3級列控系統(tǒng)采用GSM-R進(jìn)行地面設(shè)備和車載設(shè)備之間的信息交互，實(shí)現(xiàn)了基于通信的列車控制。
　　無線通信比有線通信的可靠性要低，而列控系統(tǒng)地車信息傳輸?shù)男阅苡绊懶熊嚢踩瓦\(yùn)營效率，因此很有必要對CTCS-3級地車安全信息傳輸系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析，為解決鐵路

2、安全通信的實(shí)際應(yīng)用問題提供理論依據(jù)，從而有助于減少鐵路信號安全事故和提高鐵路運(yùn)營效率。
　　本文在深入了解CTCS-3級列控系統(tǒng)地車信息傳輸子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，針對其的分稚式、隨機(jī)性、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，采用仿真與模型檢驗(yàn)相結(jié)合的方法對地車通信系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析。仿真方法可以更好地模擬系統(tǒng)的行為，形式化方法可以嚴(yán)格地分析系統(tǒng)的性能，仿真與模型檢驗(yàn)相結(jié)合的方法綜合了仿真方法和形式化方法的優(yōu)勢。論文的主要工作如下:
　　(1)介

3、紹CTCS-3級地車通信系統(tǒng)的分層模型及通信流程，分析了地車通信系統(tǒng)對行車安全和運(yùn)營效率的影響。
　　(2)綜述了通信系統(tǒng)建模和分析方法，提出了仿真與模型檢驗(yàn)相結(jié)合的地車通信系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析方法，比較并選取了仿真和形式化建模工具，介紹了離散事件仿真和概率模型檢驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)。
　　(3)利用matlab SimEvents對地車通信進(jìn)行建模和分析，研究了地車通信系統(tǒng)SimEvents建模實(shí)現(xiàn)，清晰地模擬了地車通信系統(tǒng)的信息交

4、互流程，并統(tǒng)計(jì)分析了通信協(xié)議的安全連接建立時(shí)間以及不同長度無線消息傳輸延遲時(shí)間。
　　(4)針對仿真方法不能嚴(yán)格地驗(yàn)證系統(tǒng)的性能，利用概率模型檢驗(yàn)方法對地車通信進(jìn)行建模，基于概率模型檢驗(yàn)工具PRISM分析了通信協(xié)議的安全連接建立時(shí)間以及不同長度無線消息傳輸延遲時(shí)間概率分布，并與SimEvents方法進(jìn)行比較。
　　(5)在地車通信系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，采用SimEvents和PRISM分別對列控系統(tǒng)應(yīng)變時(shí)間進(jìn)行分析，得到了列控系