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基于CPN的CBTC系统区域控制器建模与验证

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基于CPN的CBTC系统区域控制器建模与验证

作者：孙维正兰州交通大学

学位级别：硕士

随着通信技术、计算机技术和控制技术的迅速发展,城市轨道交通信息的传输方式已由有线传输转变为无线通信,基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control,CBTC)逐渐成为我国城市轨道交通的重要组成部分。区域控制器(Zo... 详细信息

随着通信技术、计算机技术和控制技术的迅速发展,城市轨道交通信息的传输方式已由有线传输转变为无线通信,基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control,CBTC)逐渐成为我国城市轨道交通的重要组成部分。区域控制器(Zone Controller,ZC)通过与CBTC系统的其他子系统频繁进行信息交互来为列车生成移动授权(Movement Authorization,MA),是CBTC系统不可或缺的安全控制设备。分析区域控制器的结构和功能,构建满足ZC移交安全性和实时性的模型,有利于列车在线路上安全、高效的运行。论文在原有建模方法的基础上采用统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)和层次时间有色Petri网(Hierarchical Timed Colored Petri Net,HTCPN)相结合的方法对ZC移交场景下CBTC子系统之间的信息交互过程进行建模与验证,并根据得到的模型对ZC移交场景进行安全分析,具体研究工作如下:(1)根据中国城市轨道交通协会制定的《城市轨道交通CBTC信号系统行业技术规范—产品规范》分析CBTC系统的基本构成和工作原理,借助流程图重点分析区域控制器的移交过程和移交场景下移动授权的生成,并根据两个功能的需求构建UML用例图、顺序图、状态图和活动图。(2)利用UML的扩展机制将构建的活动图节点扩展为可执行中间模型节点,结合XML技术将可执行中间模型转换为层次时间有色Petri网模型。再借助Petri网的仿真验证工具CPN Tools中的状态空间报告和ASK-CTL公式对转换后的HTCPN模型进行验证。验证结果表明:HTCPN模型的系统属性和动态属性正常,符合ZC移交场景的功能需求。(3)利用UML扩展机制对ZC状态转移图和列车状态转移图的节点进行标记扩展并根据转换规则生成PHAVer模型。采用故障整合算法将PHAVer模型和故障模型整合为包含故障的PHAVer模型。利用前向可达集计算原理和故障监视器模型对包含故障的PHAVer模型进行仿真计算,找出危及系统安全的故障事件割集,并根据相关故障组合对ZC移交场景进行安全分析。(4)利用全路径覆盖优化算法(All Paths Covered Optimization Algorithm,APCO)对HTCPN模型生成的状态空间可达图进行路径搜索,并借助XML技术将搜索结果转换为测试案例框架。参考《TCMAET 04012.1-2018城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统互联互通测试规范》和重庆十号线线路情况,选取故障事件作为测试案例对象并在CBTC通用测试平台上进行测试。测试结果表明,经过全路径覆盖优化算法搜索得到的故障测试案例符合城市轨道交通测试规范要求和ZC移交场景功能需求。通过模型仿真和案例测试的结果可知,采用UML和HTCPN相结合的方法建立的模型既能保证在数学上具有严谨性,又能清晰描述整个ZC移交和移动授权生成的过程,通过HTCPN模型状态空间可达图计算得到的测试案例也符合测试规范要求,证明了该集成建模方法的切实性,为CBTC系统其它功能或场景的建模和测试提供了参考。

关键词： CBTC系统区域控制器 UML扩展机制有色Petri网安全分析

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计算机使用知识(五)

当代矿工 1990年第6期 38-44页

作者：孙维正

§3基本语句这一节的基本内容有输入语句、循环语句、输出语句和类型说明语句。在运销管理业务中,这些语句都是最常用的。 1.输入语句用途是把一特定的值送入计算机,赋给一个变量或一个数组元素。例如,我们要计算一张对数表,即A=LOG(... 详细信息

§3基本语句这一节的基本内容有输入语句、循环语句、输出语句和类型说明语句。在运销管理业务中,这些语句都是最常用的。 1.输入语句用途是把一特定的值送入计算机,赋给一个变量或一个数组元素。例如,我们要计算一张对数表,即A=LOG(B),首先,应赋于B一个数值,计算机才能得到A的值,所以数据的输入并存储在特定的变量中是计算机工作的基础。BASIC语言可由三种方法给变量赋值。

关键词：字符型变量名可由 BASIC PRINT 运算结果多重循环换行屏幕显示组名

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计算机使用知识(二)

当代矿工 1990年第3期 42-45页

作者：孙维正

IBM-PC的DOS操作系统 DOS是磁盘操作系统(Disk Operating System)的词头缩写。实际上,它是一组非常重要的程序,它帮助你建立和管理各种程序和数据,帮助你管理各种外围设备,它也可使机器做一些例行工作。要使用计算机系统就必须使用操作... 详细信息

IBM-PC的DOS操作系统 DOS是磁盘操作系统(Disk Operating System)的词头缩写。实际上,它是一组非常重要的程序,它帮助你建立和管理各种程序和数据,帮助你管理各种外围设备,它也可使机器做一些例行工作。要使用计算机系统就必须使用操作系统,各种高级语言都是在一定的操作系统支持下工作的。DOS程序可以放在硬盘上,也可放在软盘上,它由厂商提供。

关键词：操作系统支持磁盘操作系统屏幕显示例行工作盘片逐行子文件名时特别注明保护套

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计算机使用知识(三)

当代矿工 1990年第4期 40-43页

作者：孙维正

目前IBM-pc/xT常用的汉字绝大部分的IBM-pc/xT是英语为其工作语言。但在我国,并不是所有的人都懂英语,所以,屏幕显示的一些提示,打印出来的结果或报表,只有一部分能看懂,这对充分发挥计算机的作用是不利的。因此,在我国推广使用计算机,... 详细信息

目前IBM-pc/xT常用的汉字绝大部分的IBM-pc/xT是英语为其工作语言。但在我国,并不是所有的人都懂英语,所以,屏幕显示的一些提示,打印出来的结果或报表,只有一部分能看懂,这对充分发挥计算机的作用是不利的。因此,在我国推广使用计算机,计算机的汉字语言是很重要的。

关键词：屏幕显示工作语言批处理文件语法错误语言才能编辑功能小写字母功能健从一插入方式

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计算机使用知识初级讲座(一)

当代矿工 1990年第2期 47-48页

作者：孙维正总公司调运局

根据国家经济信息网发展规划,煤炭工业要在2000年以前建成以总公司为中心,在多种数据库管理系统支持下运行的,总公司(一级),省煤管局(公司)(二级),矿务局(三级)和矿(四级)四级联网的计算机信息管理系统,并纳入国家信息网。这个系统作为... 详细信息

根据国家经济信息网发展规划,煤炭工业要在2000年以前建成以总公司为中心,在多种数据库管理系统支持下运行的,总公司(一级),省煤管局(公司)(二级),矿务局(三级)和矿(四级)四级联网的计算机信息管理系统,并纳入国家信息网。这个系统作为管理的重要手段和工具,与各级决策机构的管理人员一起,组成一个完整的、高效率的现代化煤炭工业自动化管理系统。

关键词：自动化管理系统数据库管理系统决策机构四级系统的功能信息管理系统专用数据库辅助管理软件开发人员发展规划

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计算机使用知识(四)

当代矿工 1990年第5期 38-40,33页

作者：孙维正

§2 BASIC语言的基本规定 BASIC程序是一条条程序行组成的,程序行开始是行号,行号为0～65535范围内的一个数值。用行号来说明该程序行在内存中存放的顺序。行号后面空一格,然后是语句本身,一个行号后,可以是一个语句,也可以是多个语句... 详细信息

§2 BASIC语言的基本规定 BASIC程序是一条条程序行组成的,程序行开始是行号,行号为0～65535范围内的一个数值。用行号来说明该程序行在内存中存放的顺序。行号后面空一格,然后是语句本身,一个行号后,可以是一个语句,也可以是多个语句。在多个语句情况时,语句间用冒号:隔开。每程序行的语句数没什么规定,但规定了字符数不得超过255个。

关键词：字符数算术运算保留字程序错误运算结果存中内存单元浮点数双精度 BASIC

东德绞车用的以不拉伸聚酰胺——绳为缓冲元件的过卷保护装置

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煤矿安全 1980年第3期 46-49页

作者：韩连生孙维正

竖井提升系统由于自动化和监控系统的不断完善,过卷事故在逐渐减少,但仍然存在着由于运转误差、误动作以及制动、控制系统的暂时失灵,发生过卷事故的可能性。在摩擦轮式提升系统中,由于主绳可能打

关键词：过卷保护装置缓冲元件提升安全装置过卷事故过卷距离绞车卷扬机

等离激元银金属膜耦合氮化硅纳米空腔在可见光-近红外区间的多谱带完美吸收和传感性质的仿真研究

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 663-669页

作者：王家正刘佳孙维鑫周剑章吴德印田中群厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

具有多谱带完美吸收效应的超构材料在光学滤波和折射率传感等多种应用中是理想的材料。提出了一种由银金属上的氮化硅介电纳米空腔阵列组成的多谱带窄带完美吸收超构材料。有限元仿真给出了四个最高可达99.9%的吸收峰,以及最小达到0.74... 详细信息

具有多谱带完美吸收效应的超构材料在光学滤波和折射率传感等多种应用中是理想的材料。提出了一种由银金属上的氮化硅介电纳米空腔阵列组成的多谱带窄带完美吸收超构材料。有限元仿真给出了四个最高可达99.9%的吸收峰,以及最小达到0.74 nm的吸收峰宽。这些吸收谱带来自于表面晶格模式和三个表面等离激元极化子模式。此外,这些模式的谱峰对超构材料几何外形和环境介质光学参数的变化敏感,从而在可见光-近红外范围内可以被调控。用于折射率传感时,其具有347 nm每折射率单位的灵敏度,Figure of Merit达到469。这些特性令这一材料适用于光学滤波器和折射率传感器等用途。

关键词：完美吸收超构材料结构敏感吸收谱折射率传感器表面等离激元

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研发跟着市场走创新步伐不停歇

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