基于UML & CPN的列控系统仿真测试管理器的研究与实现
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摘要
摘要：我国建设的时速300km/h以上的客运专线及高速铁路均采用CTCS-3级列车运行控制系统作为统一技术平台。列车运行控制技术是高速铁路核心关键技术之一,作为对安全性要求极高的系统,建立相应的CTCS-3级列车运行控制系统模型并在实验室仿真平台下对系统进行仿真,对相应技术方案进行验证和评估具有重要的现实意义。
论文针对CTCS-3级列车运行控制系统仿真测试平台结构分散、监测困难的特点,提出了通过仿真测试管理器集中管理系统成员、监测系统运行的思想。论文首先明确仿真测试管理器设计的基本原则并对其进行了需求和功能分析。将整个系统划分为如下10个模块：同步模块、初始化模块、过程控制模块、显示模块、记录模块、XML解析模块、测试及控制信息提示模块、手动命令下达模块、手动故障设置模块和通信模块,并进一步描述了仿真测试管理器与平台其他设备之间的接口。其次,使用UML建模方法对仿真测试管理器进行静态结构建模和动态行为建模,并使用有色Petri网对UML的动态模型进行了验证,完成了仿真测试管理器和CTCS-3级列控系统其他模块的模型设计和仿真测试管理器内部各个模块间交互的模型设计。最后,利用面向对象的C++编程语言实现了仿真测试管理器的大部分功能。
实际研究结果表明,仿真测试管理器方便了仿真模块的管理以及仿真过程的控制,所记录的各仿真模块交互的信息为进一步研究CTCS-3级列车运行控制系统各模块如何做到统一协调高效的工作做好了充足准备。
ABSTRACT:Dedicated passage line and the high speed railway, which are building in China with the speed of300km/h or more, has been determined using CTCS-3Train Control System as a unified technology platform. Train control technology is one of the high-speed railway's key technologies. As a high security criticality engineering system, establishing the CTCS-3train control system model and simulating the system in simulation platform laboratory has great important importance as well as practical significance to verify and evaluate the corresponding line program itself. Secondly, using UML for modeling static visual structure and dynamic behavior of Simulation&Testing manager, and the dynamic model is validated by using colored Petri nets, model design among Simulation&Testing Manager and the other members of CTCS-3Train Control System federation and interactive model design among each module within Simulation&Testing Manager are done. Finally, using object-oriented programming language C++, Simulation&Testing Manager is achieved, which communicate with the other members of simulation&testing platform through Run-time Infrastructure based on High Level Architecture.
According to the research result, the Simulation&Testing Manager facilitates the management of the simulation node and the control of simulation's process. The record of interaction information of simulation nodes prepares for further research of how to keep every module of CTCS-3Train Control System working efficiently and coordinately.
论文针对CTCS-3级列车运行控制系统仿真测试平台结构分散、监测困难的特点,提出了通过仿真测试管理器集中管理系统成员、监测系统运行的思想。论文首先明确仿真测试管理器设计的基本原则并对其进行了需求和功能分析。将整个系统划分为如下10个模块：同步模块、初始化模块、过程控制模块、显示模块、记录模块、XML解析模块、测试及控制信息提示模块、手动命令下达模块、手动故障设置模块和通信模块,并进一步描述了仿真测试管理器与平台其他设备之间的接口。其次,使用UML建模方法对仿真测试管理器进行静态结构建模和动态行为建模,并使用有色Petri网对UML的动态模型进行了验证,完成了仿真测试管理器和CTCS-3级列控系统其他模块的模型设计和仿真测试管理器内部各个模块间交互的模型设计。最后,利用面向对象的C++编程语言实现了仿真测试管理器的大部分功能。
实际研究结果表明,仿真测试管理器方便了仿真模块的管理以及仿真过程的控制,所记录的各仿真模块交互的信息为进一步研究CTCS-3级列车运行控制系统各模块如何做到统一协调高效的工作做好了充足准备。
ABSTRACT:Dedicated passage line and the high speed railway, which are building in China with the speed of300km/h or more, has been determined using CTCS-3Train Control System as a unified technology platform. Train control technology is one of the high-speed railway's key technologies. As a high security criticality engineering system, establishing the CTCS-3train control system model and simulating the system in simulation platform laboratory has great important importance as well as practical significance to verify and evaluate the corresponding line program itself. Secondly, using UML for modeling static visual structure and dynamic behavior of Simulation&Testing manager, and the dynamic model is validated by using colored Petri nets, model design among Simulation&Testing Manager and the other members of CTCS-3Train Control System federation and interactive model design among each module within Simulation&Testing Manager are done. Finally, using object-oriented programming language C++, Simulation&Testing Manager is achieved, which communicate with the other members of simulation&testing platform through Run-time Infrastructure based on High Level Architecture.
According to the research result, the Simulation&Testing Manager facilitates the management of the simulation node and the control of simulation's process. The record of interaction information of simulation nodes prepares for further research of how to keep every module of CTCS-3Train Control System working efficiently and coordinately.
引文
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[28]韩胤CTCS3级列控系统仿真测试平台—RBC仿真子系统的研究[D].北京交通大学.2007.3
[29]陈建球CTCS-3级车载设备自动测试方法研究[D].北京交通大学.2009,6
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