基于时间自动机的RBC切换的建模分析与实现
发布时间：2022-02-12 17:18
目前我国高速铁路运营里程已经超过全球高速铁路里程的三分之二,高铁最高运行允许时速为350km/h。随着高铁里程数与速度的提升,对CTCS-3级列控系统各个子系统设备的安全性与稳定性要求越来越严格。RBC切换既是C3列控系统主要运营场景之一,又是地面核心设备RBC（无线闭塞中心）主要功能之一,RBC切换过程所消耗时长与切换成功率,关系到列车运行效率与行车安全,对RBC切换进行研究与分析有重要意义。本文以RBC切换为研究对象,利用时间自动机理论及建模工具对RBC切换过程进行形式化层次模型搭建与验证分析。模拟了在GSM-R网络通信下,接收RBC、移交RBC、列控车载以及应答器组之间的信息交互流程,其中包括了周期性与非周期性车地无线消息的收发。分析了不同消息重发间隔时间对非周期消息的时延及发送成功概率分布的影响,对不同网络时延情况下,两种切换策略的切换时间及切换成功概率进行对比分析。以上述形式化模型构建与验证分析为理论基础,完成对RBC切换仿真系统的设计开发。本文主要工作内容包括以下几点。首先,对列控系统及RBC切换进行了概述,并分析了国内外形式化方法应用于列控系统的案例,对这些形式化方法进行...
【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】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
门BNF语法示意图
图３－１?ＲＢＣ切换示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?ＲＢＣ?Ｈａｎｄｏｖｅｒ?ｄｉａｇｒａｍ??图３－１中，ＲＢＣ１是移交ＲＢＣ，ＲＢＣ２是接收ＲＢＣ。ＬＴＡ代表切换预告应答器，??当列车通过ＬＴＡ时向ＲＢＣ１发送位置报告后，ＲＢＣ１进行判断并发送切换命令。??ＲＮ代表切换执行应答器组，当列车通过ＲＮ时，表示己经进入移交ＲＢＣ的控制??区域，通常ＲＮ处会设有切换标志牌。从ＬＴＡ至ＲＮ处的距离应大于等于列车正??常行驶４０ｓ的行车距离。ＲＢＣ１向ＲＢＣ２传递的数据消息主要有：预告信息、进路??请求、切换通告信息等。ＲＢＣ２＠ＲＢＣ１传递的数据消息主要有：进路信息、列车??控制权通报等。??３．１．２?ＲＢＣ切换策略分析?－－??结合Ｃ３系统技术方案与ＲＢＣ技术方规范中有关ＲＢＣ模块内容，分析出ＲＢＣ??切换功能中存在两种切换方式，分别是双电台模式下和单电台模式下的ＲＢＣ切换。??以下对两种策略进行详细分析。??（１）双电台模式下的ＲＢＣ切换策略。??ＲＢＣ切换在此策略下，切换过程示意图如图３－２，流程如下：??２０??
?１??ＲＢＣ边界??图３－１?ＲＢＣ切换示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?ＲＢＣ?Ｈａｎｄｏｖｅｒ?ｄｉａｇｒａｍ??图３－１中，ＲＢＣ１是移交ＲＢＣ，ＲＢＣ２是接收ＲＢＣ。ＬＴＡ代表切换预告应答器，??当列车通过ＬＴＡ时向ＲＢＣ１发送位置报告后，ＲＢＣ１进行判断并发送切换命令。??ＲＮ代表切换执行应答器组，当列车通过ＲＮ时，表示己经进入移交ＲＢＣ的控制??区域，通常ＲＮ处会设有切换标志牌。从ＬＴＡ至ＲＮ处的距离应大于等于列车正??常行驶４０ｓ的行车距离。ＲＢＣ１向ＲＢＣ２传递的数据消息主要有：预告信息、进路??请求、切换通告信息等。ＲＢＣ２＠ＲＢＣ１传递的数据消息主要有：进路信息、列车??控制权通报等。??３．１．２?ＲＢＣ切换策略分析?－－??结合Ｃ３系统技术方案与ＲＢＣ技术方规范中有关ＲＢＣ模块内容，分析出ＲＢＣ??切换功能中存在两种切换方式，分别是双电台模式下和单电台模式下的ＲＢＣ切换。??以下对两种策略进行详细分析。??（１）双电台模式下的ＲＢＣ切换策略。??ＲＢＣ切换在此策略下，切换过程示意图如图３－２，流程如下：??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Standard Analysis for Transfer Delay in CTCS-3[J]. CAO Yuan,MA Lianchuan,XIAO Shuo,ZHANG Xia,XU Wei. Chinese Journal of Electronics. 2017(05)
[2]列车运行控制系统技术发展趋势分析[J]. 王海峰,李开成,刘宏杰,张路. 铁道通信信号. 2016(08)
[3]中国高速铁路信号系统分析与思考[J]. 郭进,张亚东. 北京交通大学学报. 2012(05)
[4]客运专线CTCS-3级列控系统无线闭塞中心的建模与验证[J]. 吕继东,唐涛,贾昊. 铁道学报. 2010(06)
[5]CTCS-3级列控系统规范建模与验证[J]. 唐涛,徐田华,赵林,谢雨飞,李开成. 铁道通信信号. 2010(04)
[6]我国铁路CTCS-3级列控系统的分析与研究[J]. 黄卫中,贾琨,刘人鹏. 铁道通信信号. 2010(04)
[7]ETCS-2级列控系统RBC交接协议的形式化分析[J]. 牛儒,曹源,唐涛. 铁道学报. 2009(04)
[8]基于有色Petri网的ETCS无线通信可靠性分析[J]. 徐田华,赵红礼,唐涛. 铁道学报. 2008(01)
硕士论文
[1]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
[2]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
[3]基于UML和TA的RBC系统形式化建模与分析[D]. 安越.兰州交通大学 2016
[4]基于时间自动机的列控中心软件形式化建模与验证[D]. 杨绚.北京交通大学 2013
[5]CTCS-3级列控系统RBC设置及容量计算方法研究[D]. 赵宇坤.兰州交通大学 2011
[6]基于UML的有色Petri网建模及其在CTCS-3中的应用[D]. 王艳.北京交通大学 2009
本文编号：3622121
【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】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
门BNF语法示意图
图３－１?ＲＢＣ切换示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?ＲＢＣ?Ｈａｎｄｏｖｅｒ?ｄｉａｇｒａｍ??图３－１中，ＲＢＣ１是移交ＲＢＣ，ＲＢＣ２是接收ＲＢＣ。ＬＴＡ代表切换预告应答器，??当列车通过ＬＴＡ时向ＲＢＣ１发送位置报告后，ＲＢＣ１进行判断并发送切换命令。??ＲＮ代表切换执行应答器组，当列车通过ＲＮ时，表示己经进入移交ＲＢＣ的控制??区域，通常ＲＮ处会设有切换标志牌。从ＬＴＡ至ＲＮ处的距离应大于等于列车正??常行驶４０ｓ的行车距离。ＲＢＣ１向ＲＢＣ２传递的数据消息主要有：预告信息、进路??请求、切换通告信息等。ＲＢＣ２＠ＲＢＣ１传递的数据消息主要有：进路信息、列车??控制权通报等。??３．１．２?ＲＢＣ切换策略分析?－－??结合Ｃ３系统技术方案与ＲＢＣ技术方规范中有关ＲＢＣ模块内容，分析出ＲＢＣ??切换功能中存在两种切换方式，分别是双电台模式下和单电台模式下的ＲＢＣ切换。??以下对两种策略进行详细分析。??（１）双电台模式下的ＲＢＣ切换策略。??ＲＢＣ切换在此策略下，切换过程示意图如图３－２，流程如下：??２０??
?１??ＲＢＣ边界??图３－１?ＲＢＣ切换示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?ＲＢＣ?Ｈａｎｄｏｖｅｒ?ｄｉａｇｒａｍ??图３－１中，ＲＢＣ１是移交ＲＢＣ，ＲＢＣ２是接收ＲＢＣ。ＬＴＡ代表切换预告应答器，??当列车通过ＬＴＡ时向ＲＢＣ１发送位置报告后，ＲＢＣ１进行判断并发送切换命令。??ＲＮ代表切换执行应答器组，当列车通过ＲＮ时，表示己经进入移交ＲＢＣ的控制??区域，通常ＲＮ处会设有切换标志牌。从ＬＴＡ至ＲＮ处的距离应大于等于列车正??常行驶４０ｓ的行车距离。ＲＢＣ１向ＲＢＣ２传递的数据消息主要有：预告信息、进路??请求、切换通告信息等。ＲＢＣ２＠ＲＢＣ１传递的数据消息主要有：进路信息、列车??控制权通报等。??３．１．２?ＲＢＣ切换策略分析?－－??结合Ｃ３系统技术方案与ＲＢＣ技术方规范中有关ＲＢＣ模块内容，分析出ＲＢＣ??切换功能中存在两种切换方式，分别是双电台模式下和单电台模式下的ＲＢＣ切换。??以下对两种策略进行详细分析。??（１）双电台模式下的ＲＢＣ切换策略。??ＲＢＣ切换在此策略下，切换过程示意图如图３－２，流程如下：??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Standard Analysis for Transfer Delay in CTCS-3[J]. CAO Yuan,MA Lianchuan,XIAO Shuo,ZHANG Xia,XU Wei. Chinese Journal of Electronics. 2017(05)
[2]列车运行控制系统技术发展趋势分析[J]. 王海峰,李开成,刘宏杰,张路. 铁道通信信号. 2016(08)
[3]中国高速铁路信号系统分析与思考[J]. 郭进,张亚东. 北京交通大学学报. 2012(05)
[4]客运专线CTCS-3级列控系统无线闭塞中心的建模与验证[J]. 吕继东,唐涛,贾昊. 铁道学报. 2010(06)
[5]CTCS-3级列控系统规范建模与验证[J]. 唐涛,徐田华,赵林,谢雨飞,李开成. 铁道通信信号. 2010(04)
[6]我国铁路CTCS-3级列控系统的分析与研究[J]. 黄卫中,贾琨,刘人鹏. 铁道通信信号. 2010(04)
[7]ETCS-2级列控系统RBC交接协议的形式化分析[J]. 牛儒,曹源,唐涛. 铁道学报. 2009(04)
[8]基于有色Petri网的ETCS无线通信可靠性分析[J]. 徐田华,赵红礼,唐涛. 铁道学报. 2008(01)
硕士论文
[1]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
[2]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
[3]基于UML和TA的RBC系统形式化建模与分析[D]. 安越.兰州交通大学 2016
[4]基于时间自动机的列控中心软件形式化建模与验证[D]. 杨绚.北京交通大学 2013
[5]CTCS-3级列控系统RBC设置及容量计算方法研究[D]. 赵宇坤.兰州交通大学 2011
[6]基于UML的有色Petri网建模及其在CTCS-3中的应用[D]. 王艳.北京交通大学 2009
本文编号：3622121
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