基于在线测试方法的高铁列控系统运营场景实时性分析

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1、万方数据4高铁列控系统运营场景需求规范模型研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一354．1CTCS．3级列控系统的层次化建模依据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．354．2CTCS一3级列控系统的分层架构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．394．3基于运营场景的CTCS．3级列控系统建模分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯414．3．1CTCS．3级列控系统RBC切换场景描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．3．1．1RBC间直接通信⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．3．1．2联锁问接通信⋯⋯⋯⋯．¨．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一444．3．2子系统之间的

2、可观测消息通道⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．464．4RBC切换场景模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．4．1RBC直接通信方式下的自动机模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．4．2RBC间接通信方式下的自动机模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5l4．4．3模拟远程通信的时间延迟的自动机模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．535针对场景实时性的在线测试平台设计与实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．555．1在线测试平台需求分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯555．2接口适配模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯575．

3、2．1适配接口通信要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．585．2．1．1RBC与GSM．R接口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯595．2．1．2RBC与联锁设备接口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．615．2．1．3RBC与相邻RBC接口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯645．2．2接口适配模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．675．3过程监测模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯695．4实例验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯726结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。796．1工作总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯796．2研究展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯80参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8ll虱索引⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．85表索引⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．87作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．89独创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯．9l学位论文数据集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．93万方数据1．1选题背景与意义1引言近年来，高速铁路已经深入人们的生活，越来越多乘客选择乘坐高铁出行。截止到2014年12月，我国的高铁总里程数已经超过1．2万公里，约占世界高铁运营总里程的50％，是世界上规模最大的高速铁路网。中国高铁的安全运营，不仅是铁路运输行业的首要保证，也深刻影响着当今中国经济、政治、文化、社会等各个领域。列车运行控制系统(以下简称列控系统)是高速铁路的“大脑”和“神经中枢”，是保证我国高速铁路列车运行安全、提高列车运行效率的重要核

6、心技术设备。随着列车运行速度的不断提高及运行问隔的不断缩小，列控系统软件规模不断扩大，安全需求完备性缺失等原因导致列控系统发生错误的概率大大提高。然而，高铁一旦出现功能失效，将直接导致生命财产损失，带来灾难性事故【¨。铁路交通事故造成了重大的人员伤亡及财产损失，对我国轨道交通的健康可持续发展及我国轨道交通技术的输出战略都产生了重大的负面影响。另外，国际安全标准IEC61058以及欧洲铁路安全标准EN50126，EN50128中，也规定了列控系统的功能安全完善度等级(SIL)为最高级4级。因此，如何保证列控系统功能的正确性，并使列控系统达

7、到需要的高安全等级，对于保障高速列车在复杂和恶劣环境下高效安全运行具有重大的工程价值和社会意义。列控系统作为典型的实时系统，其功能的正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。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，大量软、硬件参与系统控制的直接后果就是，各子系统内部接口、子系统之问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。尤其在我国CTCS一3级列控系统采用了GSM—R无线通信网络实现信

8、息交互后，时问延迟突出体现在车载设备以及其他地面设备与无线闭塞中心(RadioBlockCenter，RBC)设备的通信过程中。例如，RBC接收车载设备消息，消息的不同非确定性时延将导致功能上的输出逻辑也是