基于SPN的RBC行車許可數(shù)據(jù)完備性建模和分析.pdf

1、隨著我國鐵路事業(yè)的發(fā)展，列車安全運(yùn)行要求的提高，我國各科研機(jī)構(gòu)和專家學(xué)者逐步開始走上了從理論研究為出發(fā)，分析列控系統(tǒng)安全性的道路。但目前，大多數(shù)對列控系統(tǒng)安全性評估的理論研究，普遍是通過建立系統(tǒng)設(shè)備可靠性模型進(jìn)行的，而通過數(shù)據(jù)完備性提高列控系統(tǒng)安全性的研究還不多見。本文作者參加了軌道交通控制與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目“CTCS-3級列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)完備性”的研究，建立了行車許可(Movement Authority，MA)數(shù)據(jù)完備性模型，對M

2、A的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、計(jì)算和發(fā)送過程中的數(shù)據(jù)完備性進(jìn)行了分析和研究。在CTCS-3級列控系統(tǒng)中，無線閉塞中心(Radio Block Center，RBC)是列控設(shè)備的核心，RBC和車載設(shè)備通過GSM-R進(jìn)行車—地雙向通信。RBC通過向列車發(fā)送MA完成對列車的安全控車，由此可見保證MA數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、計(jì)算和發(fā)送階段列控?cái)?shù)據(jù)的完備性對行車安全尤為重要。
　　本文在深入研究MA數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、計(jì)算和發(fā)送原理的基礎(chǔ)上，從列控?cái)?shù)據(jù)完備性的角度出發(fā)，將MA模型

3、劃分為MA數(shù)據(jù)獲取模型、MA計(jì)算模型和MA發(fā)送模型三個(gè)模塊。并在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用隨機(jī)Petri網(wǎng)(SPN)建模方法，建立了RBC行車許可數(shù)據(jù)完備性模型。三個(gè)模塊模型均分為底層模型和頂層模型。其中三個(gè)模塊的頂層模型分別實(shí)現(xiàn)了各自模塊的功能需求，MA數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊和MA發(fā)送模塊的底層模型均為通信模型，MA計(jì)算模型的底層模型主要依據(jù)MA的計(jì)算原理對列車的運(yùn)行場景進(jìn)行識別，進(jìn)而進(jìn)入頂層的MA計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)模型。與傳統(tǒng)模型理論相比SPN建模方法，有效引

4、入了時(shí)間概念，并防止了因狀態(tài)爆炸和延時(shí)對模型造成的影響，非常適合對數(shù)據(jù)完備性中的時(shí)效性和實(shí)時(shí)性進(jìn)行分析和研究。
　　最后利用建模和分析工具TimeNET4.0，對MA數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、計(jì)算和發(fā)送過程中的時(shí)效性和實(shí)時(shí)性進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了MA模型的正確性，得到了MA數(shù)據(jù)獲取模型和MA發(fā)送模型的系統(tǒng)平均延時(shí)時(shí)間，并以不同系統(tǒng)周期為參數(shù)得到了模型成功率曲線和系統(tǒng)平均延時(shí)曲線。通過對曲線的分析，分析了系統(tǒng)平均延時(shí)、模型成功率與RBC系統(tǒng)周期的關(guān)系，