發(fā)布時(shí)間：2021-03-01 08:24

　　隨著城軌CBTC（Communication Based Train Control,基于通信的列車運(yùn)行控制）信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展以及5G（5th Generation Mobile Networks,第5代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的應(yīng)用,基于車車通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)研究應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)CBTC系統(tǒng)以地面設(shè)備為核心的列車控制方式,重組系統(tǒng)架構(gòu),優(yōu)化系統(tǒng)功能,以車載設(shè)備為核心實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞功能,提高了列車的靈活性與智能性,同時(shí)由于地面設(shè)備的精簡,使得系統(tǒng)間接口得到簡化,控制信息直達(dá)列車,降低了系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間。車載移動(dòng)閉塞功能作為車車通信列控系統(tǒng)的核心功能,其正確性與有效性必須得到保障。形式化驗(yàn)證與仿真測試驗(yàn)證可以對(duì)系統(tǒng)規(guī)范制定的合理性以及系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)過程中可能存在的不安全因素,對(duì)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用具有理論價(jià)值與實(shí)踐意義。本文以車車通信列控系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ),重點(diǎn)研究實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)車載移動(dòng)閉塞功能的三大主要功能——前車識(shí)別、列車篩選以及車載移動(dòng)授權(quán)生成,采用時(shí)間自動(dòng)機(jī)理論和UPPAAL工具對(duì)上述功能的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了形式化描述與驗(yàn)證,并在測試平臺(tái)上完成了測試驗(yàn)證,驗(yàn)證了系... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CBTC系統(tǒng)子系統(tǒng)間接口圖

基于時(shí)間自動(dòng)機(jī)的車車通信移動(dòng)閉塞功能研究與驗(yàn)證-2-(Vehicle-to-VehicleCommunicationBasedTrainControlsystem)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，以下簡稱VBTC系統(tǒng)。VBTC系統(tǒng)開發(fā)的核心是簡化傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)，減少車站及區(qū)間設(shè)備布置，由車載來實(shí)現(xiàn)列控系統(tǒng)的大部分或全部功能，提高車載的自主性與靈活性�？傮w來說VBTC系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢[3]：(1)建設(shè)投入和全生命周期成本減少。據(jù)資料顯示，VBTC系統(tǒng)可減少約20%的設(shè)備。信號(hào)設(shè)備大多安裝于列車上，維修工作得到簡化且易于線路擴(kuò)建與改造；(2)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間縮短，性能得到改善。通過列車間直接通信的方式減少了系統(tǒng)間接口，縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間；(3)有利于互聯(lián)互通的實(shí)施。系統(tǒng)對(duì)地面設(shè)備依賴減輕且車地通信接口減少，更有利于實(shí)現(xiàn)不同制式之間的互聯(lián)互通。圖1.1與圖1.2分別為CBTC系統(tǒng)與VBTC系統(tǒng)的子系統(tǒng)間接口圖。圖1.1CBTC系統(tǒng)子系統(tǒng)間接口圖圖1.2VBTC系統(tǒng)子系統(tǒng)間接口圖目前對(duì)于VBTC系統(tǒng)的研究尚處于開發(fā)實(shí)驗(yàn)階段，典型的科研單位包括阿爾斯通、交控科技等公司。在一個(gè)新系統(tǒng)的開發(fā)初期，采取一定的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證是非常有必要的。標(biāo)準(zhǔn)EN50129與IEC61508[4,5]均推薦使用形式化方法對(duì)完善度等級(jí)達(dá)到3級(jí)以上的系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。形式化方法以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義對(duì)復(fù)雜實(shí)時(shí)系統(tǒng)的功能進(jìn)行描述并建

基于時(shí)間自動(dòng)機(jī)的車車通信移動(dòng)閉塞功能研究與驗(yàn)證-12-(c)E[]p(d)A<>p(e)p→q圖2.1BNF語義示意圖2.4小結(jié)本章對(duì)本課題采用的基礎(chǔ)理論與該理論對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證工具進(jìn)行了介紹。首先對(duì)形式化驗(yàn)證方法的概念與特點(diǎn)進(jìn)行了簡要介紹，并對(duì)目前針對(duì)列控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性建模驗(yàn)證的形式化方法依據(jù)的數(shù)學(xué)基儲(chǔ)采用的驗(yàn)證工具以及各自的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，給出了本文采用時(shí)間自動(dòng)機(jī)作為建模理論的緣由；其次對(duì)時(shí)間自動(dòng)機(jī)理論中的相關(guān)定義與語義進(jìn)行了介紹，并給出了時(shí)間自動(dòng)機(jī)的積的定義；最后對(duì)建模與驗(yàn)證工具UPPAAL的界面組成、使用說明以及驗(yàn)證采用的BNF語法進(jìn)行了介紹。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3057217