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《重庆交通大学》 2015年
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车站信号计算机联锁逻辑关系形式化验证方法的研究

陶玲  
【摘要】:车站信号计算机联锁系统是铁路信号系统的重要组成部分,直接关系到车站行车作业的安全与效率,联锁软件是保障计算机联锁系统能正确执行联锁运算、实现联锁功能的关键组成部分,必须具备高安全性、高可靠性。随着高速铁路的快速发展,计算机联锁系统的应用场景变得越来越复杂,基于传统的联锁软件开发过程中存在的问题日益显露,例如:在需求定义上难以保证精确无歧义,仿真测试难以完整分析及验证软件安全性,容易形成安全隐患等。本文针对传统联锁软件开发过程中存在的问题,从6502电气集中联锁逻辑控制电路入手,提出基于有色Petri网(Colored Petri Net,CPN)的形式化解决方案,选取联锁系统的核心控制功能—进路控制,进行形式化建模和验证的探索研究,主要研究工作如下:(1)分析了当前广泛存在于联锁软件开发过程中的问题及引入形式化分析方法的优势及可行性,研究了基于CPN的形式化验证方法的理论基础和应用特点,介绍了CPN的建模、仿真、分析平台—CPN Tools,论证了采用层次CPN实现联锁逻辑关系形式化验证的可行性。(2)深入研究6502电气集中联锁控制电路,结合站场图,重点分析联锁进路控制过程中进路选排、进路锁闭、信号开放、进路正常解锁、进路非正常解锁等进路控制关键环节,抽象出关键环节的关键条件。(3)采用层次CPN由顶向下的开发方法为联锁进路控制建立顶层模型,由层次CPN的替代变迁引入进路选排、进路锁闭、信号开放、进路正常解锁、进路非正常解锁的子页模型,并对所建立的模型进行仿真,证明仿真过程中托肯的变化过程可很好的描述联锁进路控制过程,提出基于CPN的多条进路控制的形式化验证方法。(4)采用CPN Tools的状态空间分析工具,对所建立的模型进行状态空间分析,分析结果表明模型具有良好的安全性、正确性、完整性。本文研究结果表明,基于CPN的形式化验证方法不仅能以动态的形式准确的描述联锁进路控制过程的功能需求,并且能完整的分析和验证模型的安全性,可用于联锁软件开发初期,对联锁逻辑关系进行验证分析,减少联锁软件的安全隐患。
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U284.362

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 杨晋辉;郦萌;;基于UML和Petri网的铁路联锁软件建模[J];计算机工程;2006年11期
2 宫杰;陈邦兴;;基于Petri网的联锁软件测评仿真建模[J];计算机应用与软件;2009年02期
3 杨扬,王晓明,何梅芳,肖蒙;联锁软件的Petri网模型化[J];兰州铁道学院学报;2002年01期
4 王铁江,郦萌;计算机联锁软件的Z规格说明[J];铁道学报;2003年04期
5 张友兵;唐涛;;基于有色Petri网的CTCS-3级列控系统RBC切换的建模与形式化分析[J];铁道学报;2012年07期
6 傅世善;;计算机联锁进一步发展的探索[J];铁路通信信号工程技术;2006年02期
7 刘人鹏;;有关计算机联锁系统发展的几点建议[J];铁路通信信号工程技术;2008年03期
8 杨扬,潘明,何梅芳;联锁软件的Petri网形式化定义[J];中国铁道科学;2002年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李青;基于CPN的软件开发过程建模[D];中国石油大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陶玲;宋军;;基于CPN的联锁进路控制建模及验证[J];工业控制计算机;2014年11期
2 陶玲;宋军;;基于CPN的联锁系统选岔网络建模及验证[J];电气化铁道;2015年02期
3 马军;严建鹏;;基于有色Petri网的RBC行车许可生成建模与仿真[J];城市轨道交通研究;2015年09期
4 韩江洪;刘征宇;刘晓平;唐昊;张建军;;工业控制安全研究综述[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年02期
5 魏臻,周霞,鲍红杰,韩进;基于Petri网的联锁软件安全性测试的研究[J];计算机工程与应用;2005年17期
6 李国强;林果园;马栋;;基于CPN的进路式联锁调度建模及其分析[J];计算机应用研究;2012年07期
7 万丽雯;;基于UML的联锁进路控制过程建模[J];兰州交通大学学报;2012年01期
8 陆阳;郭智奇;韩江洪;杨晴晴;;矿井机车运输监控系统调度联锁过程的Petri网建模[J];煤炭学报;2007年11期
9 武晓春;高雪娟;;基于UML的计算机联锁软件的分析与建模[J];计算机科学;2014年02期
10 胡晓辉;肖知屹;陈永;李欣;;列车安全距离控制形式化建模与验证[J];计算机应用;2014年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 燕飞;轨道交通列车运行控制系统的形式化建模和模型检验方法研究[D];北京交通大学;2006年
2 崔炳谋;编组站综合自动化若干问题的研究[D];铁道部科学研究院;2007年
3 陈军华;基于稳定性的客运专线运行图编制与评价问题研究[D];北京交通大学;2009年
4 鲁工圆;铁路车站作业系统仿真技术研究[D];西南交通大学;2011年
5 何涛;轨道交通全电子化联锁系统安全技术研究与系统分析[D];兰州交通大学;2014年
6 徐伟;模型驱动的城轨列车车载控制系统软件评估体系[D];中国铁道科学研究院;2014年
7 马云峰;基于C4ISR理论的环境影响评价系统仿真研究[D];东北大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 曹加云;基于时间自动机的CTCS-3级列控车载设备建模与验证[D];西南交通大学;2010年
2 陈勇;基于Petri网的列车控制系统建模分析与研究[D];西南交通大学;2006年
3 钟文燕;铁路信号系统的Petri网建模与分析研究[D];西南交通大学;2005年
4 张华;铁路信号系统中联锁软件形式化描述方法的研究[D];合肥工业大学;2007年
5 朱迪;基于有色Petri网的区域控制器子系统切换功能建模[D];北京交通大学;2008年
6 邓紫阳;基于着色Petri网CTCS-3级列控中心建模与仿真研究[D];北京交通大学;2009年
7 黄菊;基于时间自动机的分散控制联锁系统建模与验证[D];西南交通大学;2013年
8 付保旭;基于光纤通信技术的铁路车站信号系统的控制方法研究[D];东北大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高继祥,郑俊杰;双机热备计算机联锁系统可靠性与安全性指标分析[J];北方交通大学学报;1998年05期
2 单冬,燕永田;计算机联锁控制系统安全性保障体系的一种模型[J];北方交通大学学报;1998年05期
3 乐晓波,陈黎静;Petri网应用综述[J];长沙交通学院学报;2004年02期
4 刘密霞,余冬梅,冯涛;有色Petri网在软件开发中的应用[J];兰州理工大学学报;2004年03期
5 颜志军,甘仞初;基于CPN的信息系统资源配置动态模型的建立[J];管理科学学报;2002年01期
6 姚绍文;周明天;龙华;曾家智;;CPN原理及其在人工智能中的应用[J];计算机科学;2001年01期
7 王海燕 ,胡金柱 ,张昭理;UML和CPN在企业销售信息管理系统开发中的应用[J];计算机工程;2004年14期
8 兰毓华,毛法尧,曹化工;基于Z规格说明的软件测试用例自动生成[J];计算机学报;1999年09期
9 黄金志,胡健生,廖赟,柴仁文;基于Petri网的程序缓冲区溢出检测方法[J];计算机应用;2005年05期
10 苏建元;孙嶶;孙蔚;徐敏;;基于随机Petri网的信息系统工作流建模[J];计算机仿真;2007年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 刘智平;;应急选排进路控制系统的构想[J];铁道通信信号;2006年07期
2 肖巍;李克平;;基于元胞自动机列车运行进路控制模型[J];科学技术与工程;2008年15期
3 赵凤锦;山海关驼峰编组站微机进路控制设备[J];铁道学报;1986年03期
4 张利峰;王京春;;编组站程序进路控制系统的设计与实现[J];铁路通信信号工程技术;2009年02期
5 童湖东;宁滨;王海峰;;基于Event-B的联锁进路控制建模验证方法研究[J];铁路计算机应用;2013年06期
6 栗学仁,闵文龙;TBZK型驼峰进路控制系统[J];中国铁路;2001年10期
7 刘虎兴;;卷首语[J];铁道通信信号;2011年03期
8 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张东胜;刘凤茂;;关于提高驼峰自动控制系统安全性与可靠性的措施[A];2004年自动化驼峰研讨会论文集[C];2004年
2 章阳;;浅谈如何更好实现编组站运输提效与安全[A];浙江省铁道学会2006年学术交流会论文集[C];2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 童湖东;基于Event-B的联锁系统进路控制建模与验证研究[D];北京交通大学;2013年
2 石艳敏;基于进路控制过程的联锁软件高效率测试方法研究[D];北京交通大学;2014年
3 王观宁;基于UPPAAL的联锁进路控制流程建模与验证[D];北京交通大学;2009年
4 陶玲;车站信号计算机联锁逻辑关系形式化验证方法的研究[D];重庆交通大学;2015年
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