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1、北京交通大学硕士学位论文基于有色Petri网的CBTC车载设备应用软件的建模与分析姓名：陆启进申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：唐涛20071201
2、E塞銮道太堂亟±堂焦：l金塞生室擅要中文摘要摘要：随着无线通信技术的飞速发展，无线通信的可靠性、可用性大大提高，基于通信的列车运行控制(Communications-BasedTrainControl，CBTC)系统是今后轨道交通列车运行控制系统的发展趋势。论文介绍了VOBC设备的基本原理和结构以及基于安全计算机平台设计的软件结构。根据安全苛求系统开发的“v”型框
3、架，给出VOBC设备应用软件的需求分析、概要设计、详细设计、模型建立、功能验证和性能分析的整个过程。论文详细分析了VOBC设备应用软件的安全性需求和功能需求，在此基础上给出了VOBC设备应用软件的功能划分和子模块设计，重点介绍了在设计过程中采用的结构化的软件设计方法。论文引入了有色Pctri网对VOBC设备应用软件进行形式化的建模。首先介绍了有色Pctri层次化的建模方法，然后根据应用软件的结构化设计建立VOBC设备应用软件的层次化有色Pctri网模型。采用“由上而下”的思路建立VOBC设备应用软件的顶层模型和各级子功能模型，子
4、功能模型包括基本防护模型、进入CBTC区域模型、折返操作模型、模式转换模型等。在建立的模型的基础上，研究了将CPN的状态空间分析和仿真分析应用于VOBC设备应用软件的验证和分析的方法和过程。重点研究了模式转换和折返操作子功能模型。利用状态空间分析完成了模式转换模块的功能验证和安全性分析，利用仿真分析完成了折返过程的性能分析。通过对应用软件的验证和分析，达到验证设计是否满足需求的目的，给应用软件设计的完善提供参考和指导。关键词：CBTC；VOBC；应用软件；有色Petri网(CPN)；建模与分析；CPNTools分类号：U49韭毫
5、銮疆太堂亟±堂位j金塞丛翻銎△￡工ABSTRACTABS’I’RACI’：Withtheprogressofwirelesscommunicationtechnology,thereliabilityandavailabilityofwirelesscommunicationarehighlyimprovod．CommunicationBasedTrainControl(CBTC)isthetrendofurbanrailwaytrafficcontrolsysteminthefuture．Inthepaper,thegener
6、alprincipleandstructureofVOBCdeviceWasintroduced,aswellastheapplicationsoftwarewhichbasedontheplatformofvitalcomputer．Accordingtothesafetycriticalsystemdevelopment丘'anlewoFk,theprocessdesigningtheapplicationsoftwareofonboarddeviceWasintroduced,includingrequirementana
7、lysis,generaldesign,detaileddesign,modeling,verificationonfunctionandanalysisonperfoi'mailce,etc．Inthepaper,thesafetyrequirementsandfunctionrequirementsofVOBCapplicationsoft-warewereamplyanalyzed．Onthisbase,thefunctionpartitionandthedesignofsonmodulesaccordingtotheSt
8、ructureDesign(SD)methodWgrCintroduced．11kColoredPetriNets(cPl0wasbroughtintobuildthemodeloftheapplicationsoftwareforVOBCdevice．11艟modelingmethodWasintroducedfirstly,andthenthehierarchicalmodelsoftheapplicationsoftwarew1既'ebuiltbasedonthestructuredesign．11圮‘'toptobott
9、om'’ideaWasadoptedtobuildthetopmodelandsonmodelswhichwerecompt'isodofmodelofBasicProtection,modelofEnterCBTCZone,modelofTumbackOper
