一种基于场景的CTCS-3列车控制系统建模方法研究 被引量：5

1

作者 王帅 吉吟东 杨士元 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期55-61,共7页

对CTCS-3列车控制系统进行有效的测试、分析和验证是保证列车运行安全和旅客生命财产安全的重要手段,而形式化模型是系统测试、分析和验证的基础。本文以CTCS-3列车运行控制系统的UML非形式化模型为基础,以自动机模型作为系统形式化模... 对CTCS-3列车控制系统进行有效的测试、分析和验证是保证列车运行安全和旅客生命财产安全的重要手段,而形式化模型是系统测试、分析和验证的基础。本文以CTCS-3列车运行控制系统的UML非形式化模型为基础,以自动机模型作为系统形式化模型描述的数学工具,研究UML顺序图(场景)自动转化为自动机网模型的方法。首先将场景的UML顺序图自动转化为子系统的子自动机模型,然后通过合并不同场景的子自动机模型,得到子系统的组元自动机模型,最后通过对通信通道的建模得到系统的自动机网模型。使用本方法,基于系统的UML顺序图模型可以自动生成系统的自动机网模型。 展开更多

关键词 CTCS-3列车运行控制系统 自动机 顺序图 形式化建模 运营场景

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基于AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台 被引量：4

2

作者 贺广宇 范明 +1 位作者 程剑锋 黄宏福 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期128-136,共9页

根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool。CARSTool采用激励-反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路... 根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool。CARSTool采用激励-反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路、消息、激励、响应和测试序列等基本元素,具有线路工程数据配置、通信链路配置、站场线路配置、PI Object、仿真系统、列车运行仿真和自动测试序列7个功能模块。以郑西客运专线列控数据为例,采用CARSTool对CTCS-3级列控系统进行仿真测试。测试结果表明:通过规范化语法严格卡控测试步骤,根据CTCS-3级列控系统测试案例库以及激励-反馈信息判断测试项目的执行状态,CARSTool实现了测试计划、执行过程和测试结果的闭环处理;说明CARSTool能够实现CTCS-3级列控系统的自动测试。 展开更多

关键词 CTCS-3级列控系统 激励-反馈机制 系统自动测试 测试平台

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CTCS-3列控系统RBC切换的形式化建模、分析与验证 被引量：4

3

作者 潘登 郑应平 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第2期443-446,453,共5页

针对影响RBC切换质量的列车速度、RBC切换时间等诸因素,以及澄清对RBC交接协议安全性在认识上的一些误区,利用随机Petri网形式化描述工具,建立了CTCS-3列控系统RBC切换模型。通过理论分析和仿真实验,验证了不同速度条件下高速列车越区运... 针对影响RBC切换质量的列车速度、RBC切换时间等诸因素,以及澄清对RBC交接协议安全性在认识上的一些误区,利用随机Petri网形式化描述工具,建立了CTCS-3列控系统RBC切换模型。通过理论分析和仿真实验,验证了不同速度条件下高速列车越区运行RBC交接协议A、B的可靠性、安全性和合理性。交接协议B作为协议A的冗余措施,由于考虑了RBC切换过程中通信中断时间,从RBC切换成功概率上讲,并不存在安全上的问题,但降低了RBC切换效率,对行车效率有所影响;列车速度进一步提高时,RBC切换的可靠性下降,可考虑适当增加RBC重叠覆盖区域、场强和列车间隔时间裕量。 展开更多

关键词 CTCS-3列控系统 RBC切换 通信协议 形式化建模 PETRI网 分析与验证

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速度350km/h高速铁路长大下坡地段闭塞分区设置方法研究 被引量：2

4

作者 张守帅 张雨洁 +2 位作者 闫海峰 田长海 骆泳吉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期72-80,共9页

通过分析长大下坡道闭塞分区长度对CTCS-3级和后备CTCS-2级列控系统的影响,指出二者对闭塞分区长度的需求完全相反,并针对CTCS-3级列控系统的行车许可回缩、速度突降等问题的产生原因进行分析。阐述坡度、闭塞分区长度与不同列控模式下... 通过分析长大下坡道闭塞分区长度对CTCS-3级和后备CTCS-2级列控系统的影响,指出二者对闭塞分区长度的需求完全相反,并针对CTCS-3级列控系统的行车许可回缩、速度突降等问题的产生原因进行分析。阐述坡度、闭塞分区长度与不同列控模式下列车运行速度、追踪间隔时间等要素之间的关系,制定闭塞分区设置的基本原则。检算典型坡度下闭塞分区长度设置的合理区间范围及相应追踪间隔时间,指出坡度超过-30‰后将无法兼顾不同列控等级下的运行速度。设计模拟退火算法,根据闭塞分区设置原则及闭塞分区取值规律,给出压缩求解空间、提高求解效率的方法。以郑万高速铁路长大下坡地段为例,对闭塞分区设置进行优化,在不考虑其他约束的前提下,与设计院优化方案相比,本求解优化方案在确保CTCS-3级控车模式下允许速度可达350 km/h的同时,将CTCS-2级控车模式下的允许速度提高30 km/h,追踪间隔时间压缩23 s。 展开更多

关键词 高速铁路 长大下坡道 CTCS-3级列控系统 闭塞分区 行车许可

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基于FMEA与ELECTRE-Ⅲ的CTCS-3风险评估研究 被引量：4

5

作者 牟能冶 邱忠权 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期163-168,共6页

为提升中国列车运行控制系统-3（CTCS-3）的可靠性,建立一个种新的基于失效模式与影响分析（FMEA）与消去与转换法-Ⅲ（ELECTRE-Ⅲ）的风险评估模型。首先利用直觉模糊数（IFNs）刻画不确定评估信息,利用ELECTRE-Ⅲ构造不同潜在失效模式... 为提升中国列车运行控制系统-3（CTCS-3）的可靠性,建立一个种新的基于失效模式与影响分析（FMEA）与消去与转换法-Ⅲ（ELECTRE-Ⅲ）的风险评估模型。首先利用直觉模糊数（IFNs）刻画不确定评估信息,利用ELECTRE-Ⅲ构造不同潜在失效模式（PFMs）间的级别高于关系,进而将PFMs的风险水平排序;然后进行案例分析,并与传统FMEA方法、加权平均集结算子、多准则妥协解排序法（VIKOR）、逼近理想解排序法（TOPSIS）等方法对比。结果表明：基于FMEA与ELECTRE-Ⅲ的CTCS-3的安全评估模型的稳健性较强,并能有效克服指标间异质性的影响。 展开更多

关键词 中国列车运行控制系统-3(CTCS-3) 失效模式与影响分析(FMEA) 直觉模糊数(IFNs) 消去与转换法-Ⅲ(ELECTRE-Ⅲ) 潜在失效模式(PFMs)

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高速铁路CTCS-3级列控系统等级转换工程应用研究 被引量：8

6

作者 丁一 《铁道标准设计》 北大核心 2021年第6期134-138,共5页

高速铁路CTCS-3列车运行控制系统等级转换是工程设计及系统集成的重要内容之一。列控系统等级转换在地面系统中设置等级转换点,由车载设备完成等级转换。等级转换位置受线路长度、转换点处速度、临时限速、分相区设置等多种因素限制,在... 高速铁路CTCS-3列车运行控制系统等级转换是工程设计及系统集成的重要内容之一。列控系统等级转换在地面系统中设置等级转换点,由车载设备完成等级转换。等级转换位置受线路长度、转换点处速度、临时限速、分相区设置等多种因素限制,在工程应用中,地面系统需结合车载设备的控制逻辑进行综合分析。如果等级转换预告点或执行点设置不当,可能会导致列车降速运行,或者导致列车越过等级转换点时触发制动而停车。系统分析CTCS-3级列控系统等级转换的原理,尤其对车载设备在CTCS-2级、CTCS-3级控车曲线存在速度差的情况进行分析。对CTCS-3级列控系统等级转换在正线区间、大号码道岔以及并列车场等工程中的应用方案进行总结,对设置等级转换应答器的距离要求进行归纳及量化,涵盖了常见的工程应用场景。 展开更多

关键词 高速铁路 CTCS-3级列控系统 等级转换 工程设计 系统集成 工程应用研究

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基于CTCS-3/2级列控系统的高速铁路闭塞分区长度设计研究 被引量：2

7

作者 耿敬春 李建新 +2 位作者 吕苗苗 倪少权 潘金山 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期8-15,共8页

根据CTCS-3级和CTCS-2级列控车载设备控车原理,提出高速铁路闭塞分区长度设计原则和约束条件。结合现行列控车载设备参数,当线路长大下坡道不大于24‰时,闭塞分区长度设计满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h正常... 根据CTCS-3级和CTCS-2级列控车载设备控车原理,提出高速铁路闭塞分区长度设计原则和约束条件。结合现行列控车载设备参数,当线路长大下坡道不大于24‰时,闭塞分区长度设计满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h正常运行。当线路长大下坡道大于24‰时,闭塞分区长度按照满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级降速至250 km/h设计;或将CTCS-3级列控系统结合轨道电路信息定义的闭塞分区平均长度由3000 m调整为4400 m,以满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h运行要求。 展开更多

关键词 高速铁路 CTCS-3/2级列控系统 闭塞分区 长度 设计

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CTCS-3级GSM-R车地通信数据丢失概率及其影响的研究 被引量：1

8

作者 张霞 马连川 +1 位作者 曹源 张玉琢 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期203-209,共7页

为了解决CTCS-3级列控系统GSM-R车地数据传输接口(Euroradio)安全功能模块没有提供时间相关风险防护措施的问题,建立基于DSPN的数据传输过程中故障恢复模型和通信模型。结合这2种模型并利用Time NET4.0对数据丢失概率进行仿真,发现即使... 为了解决CTCS-3级列控系统GSM-R车地数据传输接口(Euroradio)安全功能模块没有提供时间相关风险防护措施的问题,建立基于DSPN的数据传输过程中故障恢复模型和通信模型。结合这2种模型并利用Time NET4.0对数据丢失概率进行仿真,发现即使只考虑数据丢失才会造成列控系统危险输出的极端情况,仍不满足相关规范对于CTCS-3级列控系统数据传输SIL4级要求。 展开更多

关键词 CTCS-3级列控系统 GSM-R 安全通信协议 确定与随机PETRI网

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高铁联络线不利条件下CTCS3-CTCS2等级转换方案研究 被引量：8

9

作者 卢佩玲 郝韬 徐强 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第12期137-142,共6页

CTCS3-CTCS2等级转换是高速铁路列车运行控制系统的重要运营场景之一,在联络线长度过短或联络线存在大号码道岔等不利线路条件下设置CTCS3-CTCS2等级转换点时,由于在部分进路及临时限速场景下CTCS3系统与CTCS2系统计算控车模式曲线的逻... CTCS3-CTCS2等级转换是高速铁路列车运行控制系统的重要运营场景之一,在联络线长度过短或联络线存在大号码道岔等不利线路条件下设置CTCS3-CTCS2等级转换点时,由于在部分进路及临时限速场景下CTCS3系统与CTCS2系统计算控车模式曲线的逻辑存在差异,如果CTCS3-CTCS2等级转换预告点和执行点的位置设置不合理,可能导致列车在等级转换时产生超速制动的风险。对等级转换过程中车载计算控车模式曲线的差异、CTCS3系统与CTCS2系统控车逻辑的差异性进行分析;结合实际线路探讨列车在CTCS3-CTCS2等级转换中可能存在的问题,对选用线路中不同位置的应答器作为等级转换预告点或执行点的方式进行综合分析和测试,提出了解决方案;并通过理论分析及多种车型的仿真试验验证了方案的可行性,对CTCS3-CTCS2等级转换预告点及执行点的设置要求进行归纳和总结。 展开更多

关键词 高速铁路 列控系统 等级转换 CTCS-3 CTCS-2 临时限速 大号码道岔 控车模式曲线

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CTCS-3级列控系统功能测试方法分析 被引量：5

10

作者 刘强 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期79-83,共5页

CTCS-3级列控系统首次实现通过无线通信方式对长大距离范围内时速350 km列车的安全可靠运行控制,由于系统结构复杂,集成度高,沿用既有测试方法已不能满足安全需求。信号系统以前通常的测试方法,是从系统功能中选择一些关键功能编制测试... CTCS-3级列控系统首次实现通过无线通信方式对长大距离范围内时速350 km列车的安全可靠运行控制,由于系统结构复杂,集成度高,沿用既有测试方法已不能满足安全需求。信号系统以前通常的测试方法,是从系统功能中选择一些关键功能编制测试表进行测试,具有随机性,可能无法做到完整性测试。通过分析,提出新的列控系统功能测试方法,即提取列控系统功能特性,规划设计测试案例,并逐项检查列控系统在各种场景、工作模式下的运行状态和运行结果。研究表明:新方法降低了测试的复杂程度,提高了试验方式的科学性、试验内容的完整性和试验数据和结论的严密性。 展开更多

关键词 高速铁路 CTCS-3列控系统 功能特性 测试案例 测试序列

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基于UML和CPN的列控系统等级转换建模与分析 被引量：1

11

作者 朱爱红 宋丽梅 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期140-143,16,共5页

针对列控系统的安全性和实时性要求,基于CTCS-3级列控系统需求规范中等级转换场景建立C2级向C3级转换的UML(统一建模语言)模型和有色Petri网(CPN)模型,分析了影响列车安全运行和行车效率的因素,即转换时长和转换成功率,验证了该建模方... 针对列控系统的安全性和实时性要求,基于CTCS-3级列控系统需求规范中等级转换场景建立C2级向C3级转换的UML(统一建模语言)模型和有色Petri网(CPN)模型,分析了影响列车安全运行和行车效率的因素,即转换时长和转换成功率,验证了该建模方法的有效性。验证结果表明,UML和CPN模型相结合的方法适合于列控系统需求规范的验证。搭建的等级转换模型能够满足系统实时性要求。在保证切换成功率的前提下,列车运行速度与切换时间成反比,速度越高,切换时间越短;列车速度越高,对系统实时性要求也越高。 展开更多

关键词 中国列车控制系统 等级转换 统一建模语言 有色PETRI网 建模

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基于CPN的列控系统等级转换建模与分析 被引量：6

12

作者 董健 戴胜华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第2期208-213,共6页

在高速列车运行过程中,列控系统等级转换过程所用的时长和转换成功概率,直接影响列车运行安全和行车效率。利用有色Petri网对CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间等级转换以及典型设备故障导致降级场景分别建模,模拟等级转换过程中R... 在高速列车运行过程中,列控系统等级转换过程所用的时长和转换成功概率,直接影响列车运行安全和行车效率。利用有色Petri网对CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间等级转换以及典型设备故障导致降级场景分别建模,模拟等级转换过程中RBC(Radio Block Center,无线闭塞中心),车载设备,有源应答器之间的信息交互过程。分析了列车速度对等级转换实时性的要求和对转换成功概率的影响,以及突发降级的可能性,结果表明建模方法满足CTCS-3级列控系统的安全性和兼容性要求。 展开更多

关键词 中国列车控制系统(CTCS) 有色PETRI网 等级转换

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CTCS系统增加平交道口监控功能的系统方案研究 被引量：1

13

作者 张友兵 崔佳诺 +2 位作者 王建敏 陈志强 张国振 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2022年第5期80-84,113,共6页

研究目的:平交道口是铁路和公路的交叉路口,对平交道口进行有效管理和安全监控,可以提高平交道口安全和通过效率。国内现有的平交道口技术存在自动化程度低、效率低下等问题,且CTCS系统未将平交道口监控作为系统功能的一部分,CTCS系统... 研究目的:平交道口是铁路和公路的交叉路口,对平交道口进行有效管理和安全监控,可以提高平交道口安全和通过效率。国内现有的平交道口技术存在自动化程度低、效率低下等问题,且CTCS系统未将平交道口监控作为系统功能的一部分,CTCS系统和平交道口系统存在割裂,降低了平交道口的安全性和通过效率。本文借鉴ETCS系统平交道口安全防护方案,提出CTCS系统增加平交道口监控功能的系统方案。研究结论:(1)CTCS系统增加平交道口监控功能,车载设备实时向地面设备报告列车位置和速度,地面设备在合理时机关闭平交道口,可缩短平交道口关闭时间,提高平交道口道路通过能力;(2)地面设备将平交道口信息发送给列车上的车载设备,车载设备对平交道口限速进行安全监控,可降低司机劳动强度,避免人为失误,提高平交道口安全监控自动化水平和安全水平;(3)本研究成果可为CTCS系统增加平交道口监控功能提供借鉴。 展开更多

关键词 中国列车防护系统 欧洲列车控制系统 平交道口

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基于着色Petri网的无线闭塞中心安全加密

14

作者 夏浩男 戴胜华 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第12期3476-3480,共5页

针对中国列车控制系统(CTCS)-3级列车控制系统中的车地安全通信问题,采用层次化建模思想,设计了一种基于Petri网理论的无线闭塞中心(RBC)和列车之间信息交互的模型,并应用着色Petri网(CPN) tools仿真工具动态仿真了列车和RBC之间传输信... 针对中国列车控制系统(CTCS)-3级列车控制系统中的车地安全通信问题,采用层次化建模思想,设计了一种基于Petri网理论的无线闭塞中心(RBC)和列车之间信息交互的模型,并应用着色Petri网(CPN) tools仿真工具动态仿真了列车和RBC之间传输信息的生成、加密和发送的整个过程。该模型主要分为三个部分:列车申请行车许可(MA)、RBC生成完全监控模式下的MA和列车通过无线网络接收到MA并按照MA进行安全控车。运用动态仿真和状态空间分析工具对所提模型进行仿真分析可得,所设计模型能够满足车地信息传输的设计需求规范,具有有界性、活性、回归性和公平性,可用于车地信息的安全传输,减少软件设计缺陷。 展开更多

关键词 高速铁路 中国列车控制系统-3级列车控制系统 车地通信 安全加密 着色Petri网建模

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