基于著色Petri網(wǎng)的列控系統(tǒng)等級(jí)轉(zhuǎn)換建模分析與半實(shí)物仿真.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路里程和運(yùn)行速度的提升，列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性要求也越發(fā)嚴(yán)苛。目前客運(yùn)專(zhuān)線和高速鐵路使用的CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)，采用了將GSM-R信息傳輸與軌道電路相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。等級(jí)轉(zhuǎn)換作為CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的主要運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，轉(zhuǎn)換過(guò)程所用時(shí)長(zhǎng)和轉(zhuǎn)換成功概率，直接影響到列車(chē)運(yùn)行安全和行車(chē)效率。
　　本文以列控系統(tǒng)等級(jí)轉(zhuǎn)換作為研究對(duì)象，采用層次化建模思想，以著色Petri網(wǎng)為形式化建模工具，模擬了等級(jí)轉(zhuǎn)換過(guò)程中無(wú)線閉塞

2、中心(Radio Block Center，RBC)、車(chē)載設(shè)備和應(yīng)答器組之間的信息交互過(guò)程，分析了列車(chē)速度對(duì)等級(jí)轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)性的要求和對(duì)轉(zhuǎn)換成功概率的影響，并以此為理論基礎(chǔ)完成了等級(jí)轉(zhuǎn)換仿真軟件的開(kāi)發(fā)。
　　本文主要包括以下工作。首先，概述了CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)組成和等級(jí)轉(zhuǎn)換過(guò)程，分析了利用著色Petri網(wǎng)進(jìn)行鐵路方向研究的現(xiàn)狀，對(duì)著色Petri網(wǎng)理論和開(kāi)發(fā)工具CPN Tools做了簡(jiǎn)要說(shuō)明，并闡述了后文要用到的模型分析方法。其次，

3、分析了等級(jí)轉(zhuǎn)換的詳細(xì)過(guò)程及車(chē)-地通信的數(shù)據(jù)交互，并針對(duì)等級(jí)轉(zhuǎn)換的兩種情況，采用自上而下的建模方式，分別建立了CTCS-2至CTCS-3級(jí)轉(zhuǎn)換模型和CTCS-3至CTCS-2級(jí)轉(zhuǎn)換模型;分析典型設(shè)備故障導(dǎo)致降級(jí)的場(chǎng)景，分別建立故障降級(jí)時(shí)車(chē)載設(shè)備行為和RBC行為模型。之后，利用狀態(tài)空間法分析所搭建模型的可達(dá)性、有界性、家態(tài)性、活性和公平性，驗(yàn)證了模型結(jié)構(gòu)和邏輯的正確性;分析了正常情況下等級(jí)轉(zhuǎn)換模型的性能，得到了列車(chē)運(yùn)行速度與轉(zhuǎn)換時(shí)間和成功概