基于hla列控仿真系统故障注入设计及实现

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1、中图分类号：U284UDC：656学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于HLA的列控仿真系统故障注入设计与实现DesignandRealizationofFaultInjectionforHLA．basedTrainControlSimulationSystem作者姓名：尹青导师姓名：蔡伯根学号：10120338职称：教授学位类别：工科学位级别：硕士学科专业：交通信息工程及控制研究方向：列车运行自动控制北京交通大学2013年3月致谢本论文工作是在我的导师蔡伯根教授的悉心指导下完成的，蔡伯根教授渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不

2、倦的高尚师德，平易近人的人格魅力对我影响深远。攻读硕士学位的两年半时间里，蔡伯根教授在百忙之中抽出时间通过耐心的讲解和精妙的点拨给予我宝贵和深刻的启发，伎我不仅学到了许多学术知识而且在思想、生活上得到了无微不至的关怀，在此向我的导师蔡伯根教授致以诚挚的感谢。上官伟副教授、王剑副教授悉心指导我完成了实验室的科研工作，白研究生入学开始，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助。感谢上官老师帮助我确立了研究方向，指导我撰写了学术论文，创造良好机会锻炼了我的科学素养，在此向上官伟老师、王剑老师表示衷心的谢意。刘江老师对于我的科研工作和学术论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷

3、心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，实验室苟晨曦师姐、王晶晶师姐帮助我进行科研方向的分析，为我在硕士期间的学习提供了极大的帮助，在此向师姐表示由衷的感谢；张含、李四辉、王勤龙、张树忠、王利、苏昱、翁冠、李长春、范子健等研究生同学以及安毅博士、严细辉博士对我论文的相关研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情；同时也感谢在日常工作学习中给予我关心和帮助的所有老师和朋友。最后，感谢我的父母和亲人，他们的理解和支持以及无私的爱使我能够在学校专心完成我的学业，目标更加明确的向未来前进。虫文擅要中文摘要摘要：近年来，我国高速铁路事业蓬勃发展，如何利用作为高铁发展关键技术

4、之一的列车运行控制技术来保证出行旅客以及货物的安全运输始终牵动着高铁未来的发展，对于列控系统关键技术以及安全可靠性测试的研究也因此受到越来越多的关注和重视。故障注入作为一种有效的测试评估手段，可以辅助测试系统行为响应和安全性能进而实现系统的安全评估，因此本文根据故障注入仿真相关理论，通过在基于HLA的列控系统仿真平台上建立相应的列控仿真系统故障注入模型，设计了基于HLA的故障注入管理工具，进行了实验室仿真环境下的列控仿真系统故障注入测试实验，通过对实验结果的观测总结，实现了列控仿真系统安全功能设置的分析评估以及基于仿真的故障注入方法的适用性分析。论文首先对故障注入和列控

5、系统仿真进行了国内外研究现状的总结分析，围绕安全系统以及故障注入相关理论，针对列控系统的结构组成、仿真建模以及故障注入原理方法开展了理论研究工作；论述了故障注入对于列控仿真测试的重要意义；引入高层体系结构HLA以及仿真支撑环境RTI的相关概念，为仿真平台的搭建提供了理论基础。其次在理论研究的基础上，研究了列控仿真系统的故障注入仿真模型，包括：建立了列控仿真系统故障注入HLA联邦模型；利用Cosim建模工具建立了故障注入仿真平台的高层模型；运用UML方法建立了故障注入方法的时序图模型：运用故障注入领域的FARM模型对本文所要研究的故障注入场景进了建模：对故障注入的仿真算法

6、以及独立实验的注入算法通过具体实例进行了分析阐述。最后为验证列控系统仿真理论以及故障注入的方法及模型，完成列控仿真系统及故障注入的评估分析，设计了满足功能需求的故障注入管理工具以及故障案例数据库，针对列控系统常见的功能故障，进行了故障注入的测试实验并结合实验结果论述了基于故障注入的列控仿真系统的评估分析。结果表明基于仿真的故障注入方法适用于列控仿真系统的测试验证，可以有效的对列控仿真系统进行功能安全测试，论文研究成果对我国列控系统的发展完善具有一定的推进意义。关键词：列控仿真系统：故障注入；HLA；FARM模型；故障案例测试分类号：U284△旦墨!丛￡!ABSTRACT

7、ABSTRACT：Inresentyears，ourcountry’Shigh-speedrailwayenterprisehasbeenvigorouslydeveloped，thequestionthathowtoensurethesafetransportationofpassengersandgoodsbyusingtraincontroltechnology---oneofthekeyhigh-speedrailwaytechnologiesisalwaysaffectingfurtherdevelopmentofhigh-sp