探析基于有色petri网的无线闭塞中心子系统切换建模与验证

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1、北京交通大学硕士学位论文基于有色Petri网的无线闭塞中心子系统切换建模与验证姓名：李伟申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：郜春海20090601中文摘要摘要：无线闭塞中心(ImC)是CTCS．3级列控系统的地面核心系统，主要实现行车许可的下达与列车间隔控制。RBC切换功能是RBC系统的关键功能之一，是影响CTCS．3级列控系统的控制精度、效率和可靠性、安全性的重要因素。本文分析了RBC切换的功能需求，设计了RBC切换的流程并对RBC切换功能进行模块划分；在此基础上，引入有色P嘶网建立RBC切换功能的顶层模型与各子模块模型，并验证和分析了模

2、型的功能和性能。首先，研究了RBC系统的当前研究现状，依据CTCS．3级列控系统划分，得出RBC系统在CTCS．3级列控系统中的重要性和研究的迫切性，分析了RBC切换在RBC系统中的重要地位。其次，根据安全苛求系统的设计要求，提出RBC切换功能的“V’’字型软件开发框架，分析了RBC切换的功能需求，设计了RBC切换功能的软件流程；并依据该需求，将RBC切换功能划分成不同功能的子模块；根据各子模块功能，归纳出切换过程中的重要信息。再次，引入有色Petri网对RBC切换进行形式化建模。依据有色Petd网的层次化建模方法，首先建立了RBC系统的CPN模型；继而针

3、对两种不同的RBC切换策略，分别建立不同策略下系统的顶层模型；并根据该策略的顶层模型和功能需求，按照切换功能的模块划分，建立了RBC切换各子模块的完整模型；与此同时，结合RBC切换过程的重要信息，建立了RBC的赋时切换模型。最后，将CPN的仿真分析与状态空间分析方法应用于所设计的RBC切换模型的验证中。以状态空间报告中的内容为依据，参照CPN的动态属性的定义，选取车载装备2部车载电台切换的关键模型，验证该模型的功能并分析了RBC切换在不同的网络质量下的成功率；并从通信延时的角度，讨论了两种切换策略的差异，提出该设计方案的合理化建议。关键词：CTCS．3级列

4、控系统；RBC切换；有色Petri网(CPN)；建模与验证分类号：U28ABSTRACTABSTRACT：RadioBlockCenter(RSC)isthekeysystemofChineSetraincontrolsystemlevel3(CTCS一3)．SendingMovementAuthority(MA)andControllingtheDistancebetweentrainsarethemainfunctionsofRBC．RBChandoveristheoneofthekeyfunctionsofRBCsystem；ithasanimpor

5、tanteffectoncontrollingprecision，efficiency,reliabilityofCTCS·3．InordertoimprovereliabilityoftheentireRBCsystem，thispaperanalyzedthefunctionalrequirementofRBChandover,discussedtheflowofRBChandoverandcompartmentalizedRBChandoverfunctiontoseveralparts．Onthisbasis，establishedthetopmo

6、delandallsub-modelsofRBChandoverbyColoredPetriNet，finallyverifiedthefunctionsandcapabilityofthemodel．Firstly,RBCsystemresearchstatuswasdescribedinthispaper,gainedthesignificanceandimpendencyofRBCinCTCS一3traincontrolsystemdependingoncompartmentalizingofCTCS一3，theimportanceofRBChand

7、overwasobtainedwimthehelpofsuchanalysis．Secondly,the’，v'’shapedevelopedstructureofRBChandoverfunctionwasgivenbased011therequirementofsafetyintegritylevel，andthentheflowofRBChandoversoftwareWaSdesigned．Inadditional，thispaperdividedRBChandoverfunctionsintoseveralpartsaccording勰RBCha

8、ndoverrequirement．Theimportantinf