基于在线测试方法的高铁列控系统运营场景实时性研究

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1、学校代码：密级：公开如交义硕士学位论文基于在线测试方法的高铁列控系统运营场景实时性研究作者姓名朱晓琳学科专业交通信息工程及控制指导教师李幵成研究员培养院系电子信息工程学院二零一五年三月如交乂攀硕士学位论文基于在线测试方法的高铁列控系统运营场景实时性研究作者：朱晓琳导师：李开成北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在

2、馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字曰期年、月毛、曰签字曰期彳月々曰中图分类号：学校代码：：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文基于在线测试方法的高铁列控系统运营场景实时性研究作者姓名：朱晓琳学号：导师姓名：李开成职称：研究员学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：交通信息工程及控制研究方向：高速铁路列车运行控制北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师李幵成教授的悉心指导下完成的，李幵成教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。李幵成老师不但指导我完成了实验室的科研工作，在学习上

3、和生活上也给予了我很多的关心和帮助，在此衷心感谢三年来李老师对我的谆谆教导。吕继东老师对我的论文进行了指导，并提出了许多的尘贵意见，同时悉心指导我完成了实验室的科研工作，提高了我独立解决问题的能力，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此表示衷心的感谢。感谢轨道交通运行控制系统国家工程研究中心的袁磊老师、魏国栋老师、付强老师、刘雨老师、周达天老师，他们对我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在撰写论文期间，实验室李晔师兄、易承龙师兄、郑光润师兄给予了我很多帮助和建议，在此对他们表示感谢。另外，感谢我的同学姚笑菲、高鹏飞、王丽娟、刘晓亮、刘泽彤、韩丽颖

4、、李腾、李玉兰、李骁宇、刘木齐等在实验室工作期间对我的研究工作给予的热情帮助，与你们共同学习、共同进步的过程使我受益匪浅，在此表达我的感激之情。特别要感谢我的父母和家人，是你们为我提供了最无私、最伟大的爱，感谢他们对我默默的支持和奉献。在漫长的求学生涯中，是他们一如既往的关怀和鼓励，才使我在人生的道路上一直保持乐观的心态和甜进的动力。最后，向所有曾给我关心、支持和帮助的老师、亲朋好友致以最诚挚的谢意！北点交通人学硕十学位论文中文摘中文摘要摘要：高速铁路列车运行控制系统（以下简称列控系统）是保证高速铁路安全运行的核心设备，一旦发生故障，将会对人身生命和财产造成严重的危害，因此如何保证

5、功能正确、系统安全尤为重要。列控系统作为一个典型的实时系统，其功能的确性不仅体现在输出逻辑的正确性上，还体现在会话完成的时间约束方面。我国高速铁路列控系统应用了大量先进的计算机、控制和通信技术，使得系统的自动化程度、控制精度以及响应速度都得到大幅提高，但同时也加剧了系统结构的复杂度，各子系统内部接口、子系统之间的接口以及信息交互关系使得系统表现出大量的、多样时间混杂特性。因此，如何保证在时间延迟非确定的情况下，列控系统能够满足功能上的正确性是十分重要的。传统的离线测试方法已广泛用于列控系统功能一致性测试中，然而，随着系统复杂度的提高，上述物理环境中时延的非确定性制约着传统离线测试方

6、法的应用。本文引入“在线测试”的概念，针对列车运营场景研究设计了基于环境相关输入输出时间自动机网络的在线测试平台，并针对一些典型的运营场景进行实例分析，证明了该方法的确性和有效性。首先，依据级列控系统技术规范构造列控系统层次化模型框架，并通过分析具体运营场景中各个子系统之间的可观测消息会话通道建立环境相关输入输出时间自动机网络模型。然后，依据与各个子系统之间的接口规范（包括与各个地面设备之间通过安全数据网接口、与车载设备之间的无线通信网络接口），分析上述可观测会话消息在通信网路传输接口中应当满足的时间约束以及消息格式、通信协议等，编写在线测试工具与真实设备之间的适配接口。通过几发过

7、程监测模块实现对工具的命令调用、接口监测消息实时刷新以及对测试结果的初步分析功能完成整个在线测试平台的搭建。最后，借助该在线一致性测试平台对典型列控运营场景切换在直接通信方式和通过联锁间接通信两种方式下系统交兀消息时间延迟非确定性进行实例验证，找出了系统设需求规范不致的地方，为我国级列控系统的规范制定和系统幵发提供一定的借鉴。关键词：在线测试；高速铁路；列控系统；运营场景；分类号：ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Traincontrolsystemi