基于COMET的西部铁路列控系统RBC信息控制流程设计与验证
本文选题:RBC + CTCS-LDL ;参考:《北京交通大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着"一带一路"战略的推进以及我国中东部地区铁路网的不断完善,西部地区将迎来铁路发展的黄金时期。CTCS-LDL(Chinese Train Control System-Low Density Lines)级列控系统是针对我国西部地区低密度线路运营需求而研发的新型列控系统,目前该系统处于理论探索阶段。为降低运营成本,减少或免于地面设备维护,CTCS-LDL级列控系统使用GNSS技术实现列车定位及完整性检查,地面不设区间轨道电路和信号机,采用虚拟闭塞方式实现列车追踪,这样对地面设备的安全性和可靠性提出了更高的要求。无线闭塞中心(RBC)是CTCS-LDL级列控系统的地面核心设备,主要通过与车载及地面其他设备间的信息交互,实现虚拟轨道占用检查与区间闭塞管理,完成行车控制,因此设计合理的RBC信息控制流程是保证西部铁路列控系统安全行车的基础。通过分析我国低密度线路列控系统的运营需求,本论文将RBC信息控制流程分为地面信息控制流程与控车流程,对其进行设计、建模与验证。论文完成的主要工作如下:首先,通过比较基于 UML 的 COMET(Collaborative Object Modeling and Architectural Design Method)建模方法与基于时间自动机理论的形式化建模方法的优缺点,将二者结合,提出针对RBC的COMET软件建模与验证方法,该方法涵盖了软件开发周期中需求分析、软件建模、模型验证、架构设计、软件编码这一集成化过程。然后,对RBC系统进行功能需求分析,设计系统总体结构模型,将RBC信息控制流程分为地面信息控制流程和控车流程。地面信息控制流程包括轨道占用识别、区间信号点灯和区间改方;控车流程根据运行场景主要分为设备启动、列车注册、正常行车、列车注销、调车、RBC切换等。对上述流程进行详细设计,并建立COMET动态交互模型,再通过转换算法将其转换为时间自动机网络模型。结合RBC系统的功能需求,利用模型验证工具UPPAAL对建立的模型进行仿真,并从逻辑功能、时序功能和安全性的角度对模型进行分析验证。最后,根据建立的RBC信息控制模型,采用COMET分层抽象的软件体系架构,进行仿真软件设计并完成软件开发。通过实验室仿真联调,验证了本文设计的CTCS-LDL级列控系统中RBC信息控制流程的正确性和合理性。
[Abstract]:With the promotion of Belt and Road's strategy and the continuous improvement of the railway network in the central and eastern regions of China,CTCS-LDL Chinese Train Control System-Low Density links is a new train control system which is developed to meet the demand of low density line operation in the western region of China. At present, the system is in the stage of theoretical exploration.In this way, the safety and reliability of the ground equipment put forward higher requirements.Therefore, the design of reasonable RBC information control flow is the basis to ensure the safe operation of train control system in western railway.By analyzing the operational requirements of the low density line train control system in China, this paper divides the RBC information control flow into ground information control flow and vehicle control flow, and designs, models and verifies it.The main work of this paper is as follows: firstly, by comparing the advantages and disadvantages of the COMET(Collaborative Object Modeling and Architectural Design method based on UML and the formal modeling method based on the timed automata theory, we combine the two methods.This paper presents a COMET software modeling and verification method for RBC, which covers the integrated process of requirement analysis, software modeling, model verification, architecture design and software coding in the software development cycle.Then, the function requirement of RBC system is analyzed, and the overall structure model of the system is designed. The RBC information control flow is divided into ground information control flow and vehicle control flow.The control flow of ground information includes track occupation identification, interval signal lighting and interval change; according to the operation scene, the control flow is mainly divided into equipment start, train registration, normal driving, train cancellation, shunting and RBC switching.The above processes are designed in detail, and the COMET dynamic interaction model is established, and then transformed into the timed automata network model by the transformation algorithm.According to the functional requirements of RBC system, the model is simulated by UPPAAL, and the model is analyzed and verified from the point of view of logic function, timing function and security.Finally, according to the established RBC information control model, the simulation software is designed and the software development is completed by using the COMET hierarchical and abstract software architecture.The correctness and rationality of the RBC information control flow in the CTCS-LDL level train control system are verified by the laboratory simulation.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U284.48
【参考文献】
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,本文编号:1730882
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