矿井机车自主驾驶过程的建模及验证

文章首先使用自然语言描述了矿井机车自主驾驶系统的结构和控制过程;然后基于时间自动机理论对自主驾驶中涉及的机车控制器、机车运行服务器以及其他车载设备、被控对象建模,从而得到自主驾驶的时间自动机网络模型;最后应用时间自动机模型验证工具UPPAAL对自主驾驶模型进行了仿真分析和验证。验证结果表明建立的模型满足系统的功能性需求和实时性需求,证明了系统设计的正确性。     

一个基于RTBAC的Petri网工作流模型

以传统Petri网理论为基础进行形式化描述其控制流.并结合基于角色任务的访问控制(RTBAC),通过扩展了时间特性以及颜色特性的Petri网进行更准确、形象的描述其工作流授权模型.该模型实现了访问控制授权流与工作流的同步,满足了公文审批业务工作流"面向任务"的访问控制要求;引入时间概念,使访问控制的授权约束与时间有关,从而满足审批业务工作流中任务的时效性要求,该模型还包含了其它安全约束如SOD(职责分离)以及角色层次关系结构等概念.最后,对所建模型进行了正确性验证.     

分布式制造信息系统单元的Agent模型

建立分布式制造信息系统的多Agent系统模型时,要在对其功能需求进行分析的同时研究其控制需求．文中以柔性耦合自动机为工具建立各个单元的Agent抽象模型、计算结构和算法．在此基础上利用基于双向输出自动机的接口,以设备和原料仓的交互为例,研究了Agent之间的通信．结果表明,该模型可以同时对系统进行功能需求和控制需求分析,便于系统分析和设计．     

基于UPPAAL的铁路车站信号联锁系统模型验证

详细介绍了适于描述实时系统的形式化方法,时间自动机以及基于时间自动机的模型验证工具UPPAAL.给出了铁路车站信号系统中的联锁功能进路建立的时间自动机模型,并利用UPPALL对其进行了分析与验证.     

基于有色Petri网的点式-基于通信的列车控制系统切换实时性分析

点式?基于通信的列车控制（BM-CBTC）多模列控系统的模式切换时延对城市轨道交通运营效率有着较大影响。分析点式?基于通信的列车控制（BM-CBTC）系统模式切换功能及过程,建立基于有色Petri网（CPN）的模式切换模型,研究不同点式（BM）控制系统设计运行间隔下的系统切换实时性。实验表明,切换时延随着BM设计运行间隔增大而增加,当BM设计运行间隔为2 min时能将列车运行晚点时间控制在5 min以内。建立的CPN模型亦可为其他配置的多模列控系统切换的实时性分析作为参考。     

CTCS-3级列控车载设备的形式化建模与验证

CTCS-3级列控系统安全苛求性较高,而列控车载设备是CTCS-3级列控系统的主体,主要功能是对列车进行操纵和控制,保证列车安全运行的关键。通过分析CTCS-3级列控车载设备之间的信息交互以及车载安全计算机中工作模式的转换规则,采用有色Petri网(CPN)建立车载设备的信息交互模型以及工作模式转换模型,使用ASK-CTL分支时序逻辑公式验证了模型的死标识、死锁以及分析工作模式下的系统行为等特性,验证构建的CPN模型符合系统规范要求的流程及规则,可为相关安全苛求系统的设计提供一定参考。     

一种航空电子系统体系结构错误行为验证方法

针对航空电子系统体系结构安全性评估过程中,组件故障影响分析,正确性难以保证的问题,提出了一种基于模型的体系结构错误行为描述和验证方法。首先,针对系统功能需求和安全性目标,建立体系结构模型;然后,采用错误模型附件描述组件的错误行为和导致的故障影响,并使用层次自动机作为中间状态,通过转换算法实现体系结构错误行为模型的形式化描述;最后,通过模型检测实现安全性需求的正确性验证。实例分析表明,该方法能够验证体系结构设计的组件错误影响和应对措施是否满足系统的安全性目标,提升安全性评估的准确性和效率。     

范畴MSC在轨道交通领域的应用研究

基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control System,CBTC)是完全基于移动闭塞的列车控制系统,使得列车可以在更短的运行间隔内实行安全运行.为提高CBTC系统设计的安全性,必须对CBTC系统的行为进行建模验证.本文将扩展的MSC-范畴MSC应用于CBTC系统形式化建模,增强了CBTC系统形式化建模的准确性,提高CBTC系统设计的安全性.     

基于时间自动机的嵌入式系统AADL模型可调度性验证

采用时间自动机形式化模型检验方法建立了结构分析与设计语言(AADL)调度模型的自动机,实现了从AADL模型到时间自动机模型的自动转换与验证.首先,设计了周期、非周期的线程时间自动机模板及抢占、非可抢占的调度器时间自动机模板,建立了AADL调度模型到时间自动机模型的语义映射法则.然后,设计了自动化模型转换插件,并将其集成到OSATE建模工具中,实现了建模、转换、验证的集成开发环境.最后,利用UPPAAL工具对时间自动机模型进行模拟与验证.仿真实验结果表明,所建立的模型转换方法能够有效、实时地将AADL模型转换为时间自动机模型,并可在UPPAAL中分析原模型的可调度性.     

基于混成自动机的矿井机车无人驾驶系统模型

矿井机车无人驾驶系统显著表现出连续和离散同时存在的混成特征,混成自动机能够精确刻画其系统演化过程,文章研究该系统的建模及验证问题。首先设定遵循安全高效驾驶原则的时间演化行驶过程模型;然后定义影响系统演化的各道岔信号灯状态事件,并给出不同类型事件下的系统状态转换时刻递推算法,从而得到系统混成自动机模型;最后以多种场景下的数值结果验证了模型的正确性与完备性。     

一种基于C/S模式的用户权限管理机制

通过对数据库应用系统开发中用户权限管理实现问题的分析 ,提出了一种基于C/S模式环境下安全性较高、操作方便、实现容易的双重用户权限管理机制 ,即应用程序控制系统模块的操作权限 ,而对于其不能控制的安全性则利用DBMS提供的用户权限管理机制 ,使用户以不同的权限登录数据库 .给出了在Powerbuilder/Oracle环境下具体的实现方法     

客运专线列车开行方案评价研究

客运专线列车开行方案评价是铁路运营收益的保障,也是列车开行方案优化的基础。本文在对客运专线列车开行方案评价指标进行系统分析的基础之上,从运营管理者和旅客两个角度,依托经济、技术、安全和服务四个维度,综合构建客运专线列车开行方案评价指标体系。采用主成分分析法和灰色评价法组合模型对列车开行方案进行整体评价,并列举实例,验证了所构建的评价指标体系的正确性以及评价方法的可行性。整个评价指标体系及结果对于铁路实际的运输生产具有一定的现实指导意义。     

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率，对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划，然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件，建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型，并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算，得到了满足要求且合理的列车时刻表，该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。     

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率,对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划,然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件,建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型,并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算,得到了满足要求且合理的列车时刻表,该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。     

电力系统正常运行动态多模块数字实时仿真

电力系统数学实时仿真中已广泛应用于多模块并行处理技术,针对两边带机双回传输线正常运行状态提出了新的多模块耦合模型,并给出了数字积分方法,通过对一个具体电力系统的仿真,在Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｐｒｏ ＳＭＰ构成的并行处理系统上数字仿真结果表明,新的多模块耦合模型是正确的,所选用的数字积分法是适合于实时仿真的。     

突发事件下的城市轨道交通列车运行仿真与延误评估

应用系统仿真的方法,建立了突发事件下的城市轨道交通列车运行仿真模型,并应用北京地铁亦庄线的实际数据进行了案例分析。基于离散事件模型的仿真方法,使用Processing和G4P控件库开发仿真软件,实现列车的超速防护、移动闭塞系统生成列车移动授权、列车运行控制和列车停站控制。通过系统仿真,针对城市轨道交通单线多列车的运行场景,对突发事件下的全线运行、延误情况进行模拟和评估。结果表明,故障发生的不同位置和持续时间会对列车延误情况造成不同影响,并且通过运行调整手段如发车调整和停站调整可以有效缓解突发事件下列车的延误情况。     

安全信息—安全行为系统安全模型在高铁信息系统安全管理中的应用研究

为提升高铁信息系统的安全管理水平,预防和控制高铁事故的发生,进行了如下研究:首先基于安全信息—安全行为(Safety-related Information—Safety-related Behavior,SI-SB)系统安全模型分析归纳我国高铁信息系统的结构组成和运行机制,然后从安全信息和安全行为结合的新视角构建基于高铁信息系统的SI-SB系统安全模型并介绍其关键构成要素、安全信息传播机理和缺失机理,最后运用所建模型深入剖析了7.23甬温线事故,并针对性地提出防范措施.研究结果表明,该模型明晰了高铁信息系统中安全信息的传播和缺失机理,为改进高铁信息系统的安全管理提供了新思路和新方向.     

定常横风作用下高速列车的安全性分析

基于空气动力学理论,建立高速列车空气动力学模型,计算不同运行速度下高速列车在明线运行和明线横风场景下的气动力荷载。同时采用多体系统动力学理论,建立车辆多体动力学仿真模型。将气动荷载导入车辆仿真模型,计算在无横风和有横风条件下,列车以不同速度行驶时的车辆动力学响应及其安全性指标。获得在无横风和有横风条件下高速列车运行安全性随速度的变化规律。研究结果表明,横风作用将对列车的安全运行构成极大的威胁。参照有关高速列车运行安全性评定标准,给出15 m/s横风风速下高速列车安全运行的速度限值。     

列车模拟驾驶系统中列车的运行控制仿真与实现

以改进的多质点动力学模型为基础,构建了列车动力学模型,控制列车运行,同时为满足工程分析的需求,加入了改进的混合运行控制策略,优化列车运行。通过对不同列车控制策略进行分析对比,并建立HX3DB型列车实体仿真模型对多质点动力学模型下的列车运行控制策略进行分析验证。结果表明模拟列车运行速度变化平稳,没有明显的速度跳变,所采用改进的混合控制策略节能效果良好,经济适用性高,满足铁路培训和工程分析的要求。     

列车CCTV网络监控系统SDK的设计与应用

列车CCTV系统是一种车载视频图像采集与存储系统,该系统完成列车环境的全方位实时监控,并储存图像资料以供后续使用.在列车运行期间,地面控制中心会实时或者选择性监控车载运行情况,这种集中监控对城市轨道交通的安全性起到至关重要的作用.文中设计的CCTVSDK作为车载CCTV设备的二次开发平台供给地面监控系统做软件开发使用,并作为车载系统的配套工具同步更新,目的是使得车载CCTV网络控制度集成,方便二次开发.分析了CCTVSDK的整体调用流程和各主要接口功能的内部实现方法.该CCTVSDK目前已在某地铁项目中应用.