西部鐵路列控系統(tǒng)RBC核心功能設計與驗證.pdf

1、CTCS-LDL級列控系統(tǒng)是面向我國西部地區(qū)低密度線路的新型列控系統(tǒng)，目前正處于理論探索和實驗室仿真階段。為了降低西部鐵路低密度線路的建設和運營成本，CTCS-LDL級列控系統(tǒng)的核心思想是用虛擬軌道電路、虛擬應答器和虛擬信號機代替地面真實軌道電路、區(qū)間應答器和信號機，并使用GNSS技術實現(xiàn)列車定位，這就要求地面設備具有更高的安全性和可靠性。RBC系統(tǒng)作為保障列車在CTCS-LDL級列控系統(tǒng)下安全行車的地面核心設備，其核心功能包括區(qū)間閉塞

2、管理、虛擬軌道區(qū)段占用檢測和行車許可生成。論文在此基礎上選擇基于SysML活動圖的有色Petri網(wǎng)的建模方法對RBC系統(tǒng)的核心功能模塊進行設計、建模與仿真研究。
　　論文首先從面向低密度線路的列控系統(tǒng)特點出發(fā)對西部鐵路列控系統(tǒng)RBC的核心功能進行需求分析并將其劃分為虛擬軌道區(qū)段占用檢測和行車許可生成管理兩大模塊，利用SysML活動圖能夠傳達系統(tǒng)動態(tài)行為信息及描述系統(tǒng)功能結構的優(yōu)點對RBC系統(tǒng)的核心功能模塊進行分析與設計，并重點研究

3、了西部鐵路這一特殊環(huán)境下的虛擬軌道區(qū)段占用檢測算法和不同運營場景下的列車行車許可生成方法。
　　其次，通過分析SysML活動圖和Petri網(wǎng)的關系來建立SysML活動圖模型的形式化轉(zhuǎn)換規(guī)則，并利用該規(guī)則對西部鐵路列控系統(tǒng)的核心功能模塊進行模型轉(zhuǎn)換，建立不同運營場景下的西部鐵路RBC系統(tǒng)行車許可生成模塊和軌道占用檢測模塊的可驗證有色Petri網(wǎng)模型，用CPN Tools建模工具生成相應的狀態(tài)空間報告和可達圖來分析系統(tǒng)的動態(tài)性能，同時

4、利用狀態(tài)空間查詢函數(shù)對系統(tǒng)的主要功能邏輯進行逐條驗證;在模型功能邏輯驗證成功的基礎上，建立RBC切換場景下行車許可計算的時間模型，利用CPN Tools的監(jiān)控器采集仿真數(shù)據(jù)，對不同網(wǎng)絡傳輸條件下的RBC切換成功率和RBC切換時間性能進行分析。為后續(xù)的RBC軟件仿真和西部列控系統(tǒng)總體技術方案完善提供理論依據(jù)。
　　最后，在建模分析的基礎上，用Visual Studio2013編程軟件對RBC仿真器的核心功能模塊進行軟件開發(fā)。以西部地