CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)等級(jí)轉(zhuǎn)換運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景智能形式化研究.pdf

1、對(duì)中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行建模研究分析已經(jīng)成為目前鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究方面的主要問(wèn)題之一。隨著列車(chē)速度的不斷提高以及鐵路路段上列車(chē)車(chē)次的不斷增多,列車(chē)運(yùn)行安全性問(wèn)題的保障已經(jīng)迫在眉睫。列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)是一種具有安全苛求性的巨復(fù)雜系統(tǒng),其每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要精確的安全分析和驗(yàn)證。其中,對(duì)列車(chē)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景進(jìn)行安全性分析是保障列車(chē)運(yùn)行安全的重要手段之一。
　　基于Agent理論的建模仿真方法是通過(guò)多智能體系統(tǒng)MAS中Agent之間的消息交互來(lái)對(duì)

2、大規(guī)模系統(tǒng)進(jìn)行描述,非常適用于解決此類(lèi)安全苛求性系統(tǒng)中的復(fù)雜問(wèn)題。但是Agent不能直接支持軟件的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn),缺乏對(duì)模型的分析和驗(yàn)證。著色Petri網(wǎng)是一種可以對(duì)并發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行描述和分析的主要形式化工具之一,它不但具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),而且具有圖形化的表示方式,可以確切地表示 Agent行為結(jié)構(gòu)。因此把著色 Petri網(wǎng)和Agent理論結(jié)合起來(lái),可以更為準(zhǔn)確和有效的對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行描述,以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的建模研究。

3、r>　　本文采用MAS理論和層次著色Petri網(wǎng)混合建模方法對(duì)中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)列車(chē)等級(jí)轉(zhuǎn)換運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景進(jìn)行了研究。將列車(chē)等級(jí)轉(zhuǎn)換場(chǎng)景抽象為 MAS,將列車(chē)和無(wú)線(xiàn)閉塞中心抽象為Agent,將其通信環(huán)境 GSM-R無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)抽象為 Agent間的交互環(huán)境。提出了一種具有層次性的車(chē)-地主體 Agent的內(nèi)部設(shè)計(jì)方式,定義了一種擴(kuò)展性的、具有處理復(fù)雜事件能力且適用于此場(chǎng)景模型的Agent。對(duì)Agent的構(gòu)成元素進(jìn)行了詳細(xì)的解釋,給出了Agen

4、t的內(nèi)部推理流程圖,并對(duì)其內(nèi)部推理過(guò)程進(jìn)行了具體描述。采用具有擴(kuò)展子頁(yè)功能的CPN Tools工具建立了詳細(xì)的具有層次化結(jié)構(gòu)的CPN模型,使車(chē)-地通信過(guò)程、MAS整體行為以及車(chē)-地主體內(nèi)部推理流程可視化。最后使用CPN Tools工具生成了場(chǎng)景模型狀態(tài)空間報(bào)告,并通過(guò)對(duì)模型狀態(tài)空間報(bào)告的分析確保了模型的正確性。通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行多次模擬仿真,分析了該場(chǎng)景中不同通信故障率情況下非周期性消息的重發(fā)時(shí)間間隔對(duì)控車(chē)實(shí)時(shí)性能的影響,驗(yàn)證了模型的可行性