基于着色Petri网的RBC控车场景的研究与实现
发布时间：2021-04-21 12:35
随着我国铁路“走出去”战略的不断推进,我国高速铁路蓬勃发展。高速铁路的安全和效率逐渐成为发展的重心,对列车运行控制系统的安全性和实时性也提出了新的要求。无线闭塞中心（Radio Block Center,RBC）作为CTCS-3级列车运行控制系统的地面关键设备,主要功能是根据不同的运营场景,利用RBC和其他外部系统的交互得到的信息,计算行车许可等控车命令并发送至列车。列车能否在线路上安全、可靠运行很大程度依赖于RBC发送的行车许可是否准确、及时。因此对RBC控车场景的研究具有重要意义。论文基于着色Petri网形式化建模方法,对不同场景中RBC的控车过程进行了如下研究:首先,分析了不同控车场景中的信息交互,建立CPN模型。根据CTCS-3列控系统的运营场景将RBC控车运营场景分为下面4个主要场景:车地安全连接场景、行车许可生成场景、等级转换场景和RBC切换场景。详细分析了各个场景中RBC和列车的数据交互过程,采用自顶而下的分层建模方法,利用着色Petri网的建模工具CPNTools建立了系统的顶层模型和各个运营场景的子网模型。在建立的CPN模型中设定了消息延时和列车初速度,为RBC控车场...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.1.1 CTCS-3级列控系统介绍
1.1.2 RBC控车场景概述
1.2 Petri网理论在铁路中的研究现状
1.3 研究内容及论文结构
2 着色Petri网
2.1 Petri网理论
2.1.1 Petri网形式化定义
2.1.2 高级Petri网
2.2 着色Petri网介绍
2.2.1 着色Petri网理论
2.2.2 着色Petri网的动态属性
2.2.3 着色Petri网建模方法
2.2.4 着色Petri网建模工具——CPN Tools
2.3 本章小结
3 RBC控车场景的CPN模型
3.1 RBC仿真模型顶层模型
3.2 车地安全连接场景
3.2.1 车地安全加密场景功能分析
3.2.2 车地安全加密场景CPN模型
3.3 行车许可场景
3.3.1 行车许可介绍
3.3.2 行车许可场景功能分析
3.3.3 行车许可场景CPN模型
3.4 等级转换场景
3.4.1 等级转换场景功能分析
3.4.2 等级转换场景CPN模型
3.5 RBC切换场景
3.5.1 RBC切换场景功能分析
3.5.2 RBC切换场景CPN模型
3.6 本章小结
4 CPN模型的分析与验证
4.1 CPN模型的状态空间分析
4.2 CPN模型的系统性能分析
4.2.1 车地连接场景
4.2.2 等级转换场景
4.2.3 RBC切换场景
4.3 本章小结
5 RBC仿真平台
5.1 平台整体介绍
5.2 RBC仿真平台软件设计
5.2.1 总体框架设计
5.2.2 线路信息模块
5.2.3 通信接口模块
5.2.4 不同场景功能模块
5.3 RBC仿真平台软件实现与测试
5.3.1 RBC仿真平台主界面
5.3.2 仿真平台功能验证
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 论文展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]高铁时代物资供应的区域化经济发展[J]. 吴猛. 铁路采购与物流. 2018(12)
[2]Novel dynamic evidential Petri net for system reliability analysis[J]. Wensheng Peng,Jianguo Zhang,Jinyang Zhang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(05)
[3]中长期高速铁路网规划相关问题研究[J]. 余巧凤,梁栋. 铁道经济研究. 2017(01)
[4]适用于CTCS-3级的安全计算机平台的无线安全通信架构分析[J]. 黄彬彬,孟庆尧. 铁路通信信号工程技术. 2016(04)
[5]Behavior modeling and verification of movement authority scenario of Chinese Train Control System using AADL[J]. AHMAD Ehsan,DONG YunWei,LARSON Brian,Lü JiDong,TANG Tao,ZHAN NaiJun. Science China（Information Sciences）. 2015(11)
[6]基于TCPN的交叉口信号控制模型与优化[J]. 安毅生,雷甜,袁绍欣,赵祥模. 计算机应用研究. 2016(01)
[7]基于Petri网的流程间元素映射方法[J]. 曹斌,王佳星,范菁,董天阳. 软件学报. 2015(03)
[8]基于Petri网列车群模型的列车运行冲突分析[J]. 王鹏玲,马磊,王青元,冯晓云. 铁道学报. 2015(03)
[9]基于着色Petri网的高速列车追踪运行过程建模与仿真[J]. 任国彬,陈小强. 铁道标准设计. 2015(03)
[10]基于Petri网的故障诊断研究理论的综述[J]. 方欢,方贤文,李德权. 计算机科学. 2014(03)
硕士论文
[1]基于Petri网通讯行为轮廓的业务流程挖掘研究[D]. 曹蕊.安徽理工大学 2018
[2]列控系统分布式目标控制器通信子系统的研究[D]. 杨东颖.北京交通大学 2018
[3]基于时间自动机的RBC控车场景建模与验证[D]. 宋菲.西南交通大学 2017
[4]基于着色Petri网的列控系统等级转换建模分析与半实物仿真[D]. 董健.北京交通大学 2017
[5]CTCS-3级列控系统等级转换运营场景智能形式化研究[D]. 王振强.兰州交通大学 2014
[6]CTCS-3级列控系统RBC行车许可生成的形式化建模与分析[D]. 张爱玲.兰州交通大学 2012
[7]基于随机petri网的CTCS-3级RBC系统控车流程建模与分析[D]. 梁楠.北京交通大学 2009
[8]基于有色Petri网的无线闭塞中心子系统切换建模与验证[D]. 李伟.北京交通大学 2009
本文编号：3151768
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.1.1 CTCS-3级列控系统介绍
1.1.2 RBC控车场景概述
1.2 Petri网理论在铁路中的研究现状
1.3 研究内容及论文结构
2 着色Petri网
2.1 Petri网理论
2.1.1 Petri网形式化定义
2.1.2 高级Petri网
2.2 着色Petri网介绍
2.2.1 着色Petri网理论
2.2.2 着色Petri网的动态属性
2.2.3 着色Petri网建模方法
2.2.4 着色Petri网建模工具——CPN Tools
2.3 本章小结
3 RBC控车场景的CPN模型
3.1 RBC仿真模型顶层模型
3.2 车地安全连接场景
3.2.1 车地安全加密场景功能分析
3.2.2 车地安全加密场景CPN模型
3.3 行车许可场景
3.3.1 行车许可介绍
3.3.2 行车许可场景功能分析
3.3.3 行车许可场景CPN模型
3.4 等级转换场景
3.4.1 等级转换场景功能分析
3.4.2 等级转换场景CPN模型
3.5 RBC切换场景
3.5.1 RBC切换场景功能分析
3.5.2 RBC切换场景CPN模型
3.6 本章小结
4 CPN模型的分析与验证
4.1 CPN模型的状态空间分析
4.2 CPN模型的系统性能分析
4.2.1 车地连接场景
4.2.2 等级转换场景
4.2.3 RBC切换场景
4.3 本章小结
5 RBC仿真平台
5.1 平台整体介绍
5.2 RBC仿真平台软件设计
5.2.1 总体框架设计
5.2.2 线路信息模块
5.2.3 通信接口模块
5.2.4 不同场景功能模块
5.3 RBC仿真平台软件实现与测试
5.3.1 RBC仿真平台主界面
5.3.2 仿真平台功能验证
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 论文展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]高铁时代物资供应的区域化经济发展[J]. 吴猛. 铁路采购与物流. 2018(12)
[2]Novel dynamic evidential Petri net for system reliability analysis[J]. Wensheng Peng,Jianguo Zhang,Jinyang Zhang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(05)
[3]中长期高速铁路网规划相关问题研究[J]. 余巧凤,梁栋. 铁道经济研究. 2017(01)
[4]适用于CTCS-3级的安全计算机平台的无线安全通信架构分析[J]. 黄彬彬,孟庆尧. 铁路通信信号工程技术. 2016(04)
[5]Behavior modeling and verification of movement authority scenario of Chinese Train Control System using AADL[J]. AHMAD Ehsan,DONG YunWei,LARSON Brian,Lü JiDong,TANG Tao,ZHAN NaiJun. Science China（Information Sciences）. 2015(11)
[6]基于TCPN的交叉口信号控制模型与优化[J]. 安毅生,雷甜,袁绍欣,赵祥模. 计算机应用研究. 2016(01)
[7]基于Petri网的流程间元素映射方法[J]. 曹斌,王佳星,范菁,董天阳. 软件学报. 2015(03)
[8]基于Petri网列车群模型的列车运行冲突分析[J]. 王鹏玲,马磊,王青元,冯晓云. 铁道学报. 2015(03)
[9]基于着色Petri网的高速列车追踪运行过程建模与仿真[J]. 任国彬,陈小强. 铁道标准设计. 2015(03)
[10]基于Petri网的故障诊断研究理论的综述[J]. 方欢,方贤文,李德权. 计算机科学. 2014(03)
硕士论文
[1]基于Petri网通讯行为轮廓的业务流程挖掘研究[D]. 曹蕊.安徽理工大学 2018
[2]列控系统分布式目标控制器通信子系统的研究[D]. 杨东颖.北京交通大学 2018
[3]基于时间自动机的RBC控车场景建模与验证[D]. 宋菲.西南交通大学 2017
[4]基于着色Petri网的列控系统等级转换建模分析与半实物仿真[D]. 董健.北京交通大学 2017
[5]CTCS-3级列控系统等级转换运营场景智能形式化研究[D]. 王振强.兰州交通大学 2014
[6]CTCS-3级列控系统RBC行车许可生成的形式化建模与分析[D]. 张爱玲.兰州交通大学 2012
[7]基于随机petri网的CTCS-3级RBC系统控车流程建模与分析[D]. 梁楠.北京交通大学 2009
[8]基于有色Petri网的无线闭塞中心子系统切换建模与验证[D]. 李伟.北京交通大学 2009
本文编号：3151768
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3151768.html
