新型列控系统车载ATP安全功能在线测试研究
发布时间：2022-01-27 04:05
列车运行控制系统是保障列车安全,提高运输效率的关键。随着社会经济的发展,轨道网络不断密集与公众出行需求持续增加对列控系统提出了更高要求。近年来,中、美、欧等国家和地区针对列控系统技术开展了大量研究,发展趋势主要为:（1）增强车载设备的功能和处理能力;（2）优化系统结构和功能分配,降低系统建设和维护成本。以车-车通信、列车自主控制等技术为代表的新型列控系统能够减少地面设备,优化控制流程,成为研究的热点内容。随着新型列控系统车载设备软件规模增大,其功能的正确性保证至关重要。目前普遍采用离线测试技术来验证列控系统车载软件功能。然而,典型的基于人工经验编制案例集的离线测试方法难以适应新型列控系统的验证需要。一方面难以验证人工测试案例和安全需求的一致性,即无法验证测试原语;另一方面,面对运行场景、应用结构和功能需求的变化难以及时响应,无法跟进系统迭代。此外,复杂的软件逻辑使得离线案例数量急剧增加,管理、应用和评估十分困难。本文以新型列控系统车载ATP安全功能测试为研究内容,结合形式化建模验证和一致性关系理论与工具,提出适用于新型列控系统的环境相关在线一致性测试方法和框架,并通过具体应用实验对测试...
【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】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１论文内容与结构??Ｆｉｇｕｒｅ?Ｍ?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｐａｐｅｒ??论文共六章，主要内容与联系如图ｉ－ｉ所示
?新型列控系统结构与车载ＡＴＰ安全需求分析???２新型列控系统结构与车载ＡＴＰ安全需求分析??２．１新型列控系统架构??系统架构是基于系统需求规范的高层次结构化设计，它定义了系统的静态结??构，包含子系统组成、子系统间接口等。系统架构对系统生命周期中子系统设计、??研发和测试验证等步骤起着规范约束的作用。新型列控系统是由当前普遍使用的??ＣＢＴＣ结合新的技术与新的控制方式演化而来，结构更简洁，功能更加集中。图??２－１展示了本文定义的新型列控系统架构，包含核心子系统，子系统间接口和相关??控制对象，并特别在左侧列出车载ＡＴＰ内部的功能模块。??？ｂｌｏｃｋ？??
不具有联锁和进路相关功能，而是对列车提出的线路资源请求进行处理，包括确??认／拒绝列车的占用请求、响应资源占用状态查询请求、响应列车的资源释放请求??以及通过对应设备控制器对具体设备进行操作。轨旁控制器应当保证授权的确定??性与唯一性，前者指当轨旁控制器向列车确认授权时，资源状态（如道岔位置）??必须和申请位置一致；后者指在确认授权到授权完全回收这一时间段内，不得再??向其它列车授权。??轨旁控制器典型应用场景如图２－２所示，列车根据列车状态、运行计划和电子??地图数据等内容向轨旁控制器申请运行前方的道岔资源，轨旁控制器首先判断被??请求道岔资源的状态，若对应道岔资源已经分配给其它列车，则拒绝对该道岔资??源的后续请求。若该道岔资源空闲，则轨旁控制器先将其预锁闭，而后通过道岔??控制器将其操作到对应位置，成功后锁闭该资源并将其分配给发出请求的列车。??列车获得道岔资源授权后，进路得到延伸，待其通过道岔到达安全位置后便向轨??旁控制器申请释放对应资源。资源的释放过程同样需要获得轨旁控制器的确认，??以避免资源释放失败引发死锁。道岔锁在逻辑上必须是可重入的，意即已经获取??道岔授权的列车在锁定期间能够再次请求该道岔资源并获得授权。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真[J]. 陶汉卿. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[2]我国下一代列车控制系统的展望与思考[J]. 郭进,张亚东,王长海,查志,高豪. 铁道运输与经济. 2016(06)
[3]基于UPPAAL-TRON的高速铁路列控系统非确定性时延一致性测试研究[J]. 吕继东,朱晓琳,王海峰,李开成,唐涛. 铁道学报. 2016(01)
[4]变异测试:原理、优化和应用[J]. 陈翔,顾庆. 计算机科学与探索. 2012(12)
[5]考虑ATP限速的ATO控制算法研究[J]. 王义惠,罗仁士,于振宇,宁滨. 铁道学报. 2012(05)
[6]基于CBTC的车载ATP安全制动曲线计算模型研究[J]. 林颖,王长林. 铁道学报. 2011(08)
硕士论文
[1]基于TAIO变异分析的新型列控系统安全功能测试评价研究[D]. 魏柏全.北京交通大学 2018
[2]列控车载设备测速测距技术研究[D]. 周永健.中国铁道科学研究院 2016
[3]轨道交通系统需求分析与一致性测试[D]. 包丹珠.华东师范大学 2016
[4]CBTC车载ATP系统功能安全分析[D]. 黄敏燕.西南交通大学 2014
[5]基于CBTC的ATP防护曲线仿真试验研究[D]. 邓子渊.兰州交通大学 2013
[6]城市轨道交通ATP测试系统设计与仿真[D]. 孙文秀.北京交通大学 2010
本文编号：3611724
【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】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１论文内容与结构??Ｆｉｇｕｒｅ?Ｍ?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｐａｐｅｒ??论文共六章，主要内容与联系如图ｉ－ｉ所示
?新型列控系统结构与车载ＡＴＰ安全需求分析???２新型列控系统结构与车载ＡＴＰ安全需求分析??２．１新型列控系统架构??系统架构是基于系统需求规范的高层次结构化设计，它定义了系统的静态结??构，包含子系统组成、子系统间接口等。系统架构对系统生命周期中子系统设计、??研发和测试验证等步骤起着规范约束的作用。新型列控系统是由当前普遍使用的??ＣＢＴＣ结合新的技术与新的控制方式演化而来，结构更简洁，功能更加集中。图??２－１展示了本文定义的新型列控系统架构，包含核心子系统，子系统间接口和相关??控制对象，并特别在左侧列出车载ＡＴＰ内部的功能模块。??？ｂｌｏｃｋ？??
不具有联锁和进路相关功能，而是对列车提出的线路资源请求进行处理，包括确??认／拒绝列车的占用请求、响应资源占用状态查询请求、响应列车的资源释放请求??以及通过对应设备控制器对具体设备进行操作。轨旁控制器应当保证授权的确定??性与唯一性，前者指当轨旁控制器向列车确认授权时，资源状态（如道岔位置）??必须和申请位置一致；后者指在确认授权到授权完全回收这一时间段内，不得再??向其它列车授权。??轨旁控制器典型应用场景如图２－２所示，列车根据列车状态、运行计划和电子??地图数据等内容向轨旁控制器申请运行前方的道岔资源，轨旁控制器首先判断被??请求道岔资源的状态，若对应道岔资源已经分配给其它列车，则拒绝对该道岔资??源的后续请求。若该道岔资源空闲，则轨旁控制器先将其预锁闭，而后通过道岔??控制器将其操作到对应位置，成功后锁闭该资源并将其分配给发出请求的列车。??列车获得道岔资源授权后，进路得到延伸，待其通过道岔到达安全位置后便向轨??旁控制器申请释放对应资源。资源的释放过程同样需要获得轨旁控制器的确认，??以避免资源释放失败引发死锁。道岔锁在逻辑上必须是可重入的，意即已经获取??道岔授权的列车在锁定期间能够再次请求该道岔资源并获得授权。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真[J]. 陶汉卿. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[2]我国下一代列车控制系统的展望与思考[J]. 郭进,张亚东,王长海,查志,高豪. 铁道运输与经济. 2016(06)
[3]基于UPPAAL-TRON的高速铁路列控系统非确定性时延一致性测试研究[J]. 吕继东,朱晓琳,王海峰,李开成,唐涛. 铁道学报. 2016(01)
[4]变异测试:原理、优化和应用[J]. 陈翔,顾庆. 计算机科学与探索. 2012(12)
[5]考虑ATP限速的ATO控制算法研究[J]. 王义惠,罗仁士,于振宇,宁滨. 铁道学报. 2012(05)
[6]基于CBTC的车载ATP安全制动曲线计算模型研究[J]. 林颖,王长林. 铁道学报. 2011(08)
硕士论文
[1]基于TAIO变异分析的新型列控系统安全功能测试评价研究[D]. 魏柏全.北京交通大学 2018
[2]列控车载设备测速测距技术研究[D]. 周永健.中国铁道科学研究院 2016
[3]轨道交通系统需求分析与一致性测试[D]. 包丹珠.华东师范大学 2016
[4]CBTC车载ATP系统功能安全分析[D]. 黄敏燕.西南交通大学 2014
[5]基于CBTC的ATP防护曲线仿真试验研究[D]. 邓子渊.兰州交通大学 2013
[6]城市轨道交通ATP测试系统设计与仿真[D]. 孙文秀.北京交通大学 2010
本文编号：3611724
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