城市軌道交通區(qū)域控制器的研究

1、PAGE 2畢業(yè)論文題目城市軌軌道交通通區(qū)域控控制器的的研究學(xué)生姓名學(xué)學(xué)號班 級專 業(yè)城市軌軌道交通通控制 分 院指導(dǎo)教師2013年年12月 9日目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc374793288題目城市軌軌道交通通區(qū)域控控制器的的研究 PAGEREF _Toc374793288 h 11 HYPERLINK l _Toc374793289摘要 PAGEREF _Toc374793289 h 1 HYPERLINK l _Toc374793290一、緒論 PAGEREF _Toc374793290 h 11 HYPERLINK l _Toc37479329

2、11.1 概述 PAGEREF _Toc374793291 h 1 HYPERLINK l _Toc37479329212 CCBTCC技術(shù)的的發(fā)展 PAGEREF _Toc374793292 h 22 HYPERLINK l _Toc37479329513本論論文研究究意義及及主要內(nèi)內(nèi)容 PAGEREF _Toc374793295 h 4 HYPERLINK l _Toc374793298二、我國城城市軌道道交通發(fā)發(fā)展的歷歷程 PAGEREF _Toc374793298 h 6 HYPERLINK l _Toc37479329921 CCBTCC系統(tǒng)原原理 PAGEREF _Toc37479

3、3299 h 6 HYPERLINK l _Toc37479330022 CCBTCC區(qū)域控控制器組組成原理理 PAGEREF _Toc374793300 h 6 HYPERLINK l _Toc37479330123區(qū)域域控制器器功能需需求 PAGEREF _Toc374793301 h 7 HYPERLINK l _Toc37479330224 ZZ0與其其它子系系統(tǒng)關(guān)系系 PAGEREF _Toc374793302 h 9 HYPERLINK l _Toc37479330325 ZZC切換換 PAGEREF _Toc374793303 h 10 HYPERLINK l _Toc37479

4、3304三、當(dāng)前我我國城市市軌道交交通發(fā)展展的主要要特點(diǎn) PAGEREF _Toc374793304 h 114 HYPERLINK l _Toc37479330531有色色Pettri網(wǎng)網(wǎng)建模可可行性分分析 PAGEREF _Toc374793305 h 144 HYPERLINK l _Toc37479330632 ZZC與DSUU交互模模型設(shè)計計 PAGEREF _Toc374793306 h 15 HYPERLINK l _Toc37479330733 ZZC與VOBBC交互互模型設(shè)設(shè)計 PAGEREF _Toc374793307 h 166 HYPERLINK l _Toc37479

5、330834 ZZC與ATSS交互模模型設(shè)計計 PAGEREF _Toc374793308 h 19 HYPERLINK l _Toc37479330935 ZZC與C II交互模模型設(shè)計計 PAGEREF _Toc374793309 h 20 HYPERLINK l _Toc374793310四、軌道交交通的安安全問題題得到高高度重視視 PAGEREF _Toc374793310 h 24 HYPERLINK l _Toc37479331141移動動授權(quán)的的內(nèi)容 PAGEREF _Toc374793311 h 224 HYPERLINK l _Toc37479331442移動動授權(quán)相相關(guān)ZC

6、C輸入輸輸出信息息 PAGEREF _Toc374793314 h 25 HYPERLINK l _Toc37479331643移動動授權(quán)延延伸 PAGEREF _Toc374793316 h 266 HYPERLINK l _Toc37479331744移動動授權(quán)算算法設(shè)計計 PAGEREF _Toc374793317 h 27 HYPERLINK l _Toc37479331945不同同運(yùn)行場場景下的的移動授授權(quán)設(shè)計計 PAGEREF _Toc374793319 h 28 HYPERLINK l _Toc37479332546系統(tǒng)統(tǒng)故障工工況下的的ZC處理理策略 PAGEREF _Toc3

7、74793325 h 337 HYPERLINK l _Toc374793329總結(jié) PAGEREF _Toc374793329 h 39 HYPERLINK l _Toc374793330致謝語 PAGEREF _Toc374793330 h 400 HYPERLINK l _Toc374793331參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc374793331 h 441 xxxxxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計）專用紙 PAGE 53摘 要基于無線通通信的列列車控制制系統(tǒng)CBTTC(CCommmuniicattionn Baasedd Trrainn CoontrroD是今后后城軌交交通列控控系統(tǒng)的的發(fā)展趨

8、趨勢。作作為CBTTC系統(tǒng)的的核心地地面設(shè)備備，區(qū)域域控制器器主要實實現(xiàn)移動動授權(quán)的的生成和和發(fā)送，是是決定CBTTC系統(tǒng)下下列車行行車效率率、控制制精度、安安全性和和可靠性性的重要要因素。本本文在分分析了CBTTC系統(tǒng)的的運(yùn)行機(jī)機(jī)理基礎(chǔ)礎(chǔ)上，確確定了區(qū)區(qū)域控制制器的功功能需求求和設(shè)計計原理，剖剖析了區(qū)區(qū)域控制制器與其其它子系系統(tǒng)的關(guān)關(guān)系，以以區(qū)域控控制器作作為研究究對象，進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)建模和和仿真。論文在研究究區(qū)域控控制器的的功能和和交互過過程基礎(chǔ)礎(chǔ)上，在在VC+開發(fā)平平臺上設(shè)設(shè)計了區(qū)區(qū)域控制制器的仿仿真系統(tǒng)統(tǒng)軟件，完完成了對對區(qū)域控控制器在在不同列列車運(yùn)行行場景下下進(jìn)行多多車控制制的功能能驗

9、證和和仿真實實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：CCBTCC 區(qū)域控控制器 移動授授權(quán) 有色Pettri網(wǎng) VCC+一、緒論1.1 概述當(dāng)今城市經(jīng)經(jīng)濟(jì)飛速速發(fā)展，不不斷擴(kuò)張張的城市市規(guī)模和和不斷增增長的城城市人口口使城市市交通問問題變得得日益嚴(yán)嚴(yán)峻，交交通堵塞塞狀況在在各個城城市愈演演愈烈，交交通問題題已經(jīng)成成為世界界范圍內(nèi)內(nèi)制約各各城市發(fā)發(fā)展的瓶瓶頸，也也是各城城市發(fā)展展亟待解解決的問問題。城城市軌道道交通因因其運(yùn)量量大、運(yùn)運(yùn)行速度度快、安安全性能能高和不不易受干干擾等特特點(diǎn)，使使其成為為了解決決城市交交通問題題的首選選運(yùn)載方方案和模模式。列車運(yùn)行控控制系統(tǒng)統(tǒng)是提高高城軌列列車運(yùn)行行效率，保保證行車車安全的的關(guān)鍵

10、技技術(shù)裝備備。近些些年無線線通信技技術(shù)飛速速發(fā)展，無無線通信信的可用用性和可可靠性大大大提升升，基于于無線通通信的列列車控制制系統(tǒng)CBTTC(CCommmuniicattionn Baasedd Trrainn Coontrr01)是今后后城市軌軌道交通通列車控控制系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展展方向和和趨勢。CBTTC系統(tǒng)是是不再采采用依賴賴軌道電電路來進(jìn)進(jìn)行信息息傳送和和檢測的的控制方方式，脫脫離了傳傳統(tǒng)的固固定閉塞塞模式的的新一代代鐵路信信號系統(tǒng)統(tǒng)。CBTTC系統(tǒng)在在確保車車地之間間不問斷斷地通信信和高精精度的列列車定位位基礎(chǔ)上上，對列列車進(jìn)行行更加精精確和安安全的運(yùn)運(yùn)行控制制，縮短短列車運(yùn)運(yùn)行間隔隔，提

11、高高客運(yùn)量量，保證證行車安安全。傳統(tǒng)的鐵路路信號系系統(tǒng)是通通過軌道道電路技技術(shù)來檢檢測運(yùn)行行列車位位置的，并并通過軌軌道電路路向列車車發(fā)送控控制信息息。軌道道電路主主要優(yōu)勢勢在于可可靠性高高，技術(shù)術(shù)成熟，能能夠保障障行車安安全。但但軌道電電路本身身技術(shù)和和結(jié)構(gòu)上上的缺陷陷也制約約著信號號系統(tǒng)的的進(jìn)一步步發(fā)展和和線路通通行能力力的繼續(xù)續(xù)提升：(1)軌道道電路抗抗干擾能能力差，工工作穩(wěn)定定性低，維維護(hù)費(fèi)用用高；(2)車地地通信過過程中軌軌道電路路傳輸信信息量小??；(3)列車車定位精精度低；(4)從乘乘客角度度來說，采采用軌道道電路會會不可避避免的帶帶來噪聲聲、電磁磁干擾輻輻射等影影響。而CBTCC

12、系統(tǒng)采采用應(yīng)答答器、交交叉感應(yīng)應(yīng)環(huán)線或或計軸器器進(jìn)行高高精度的的列車定定位和準(zhǔn)準(zhǔn)確地判判斷列車車占用軌軌道情況況，通過過WLAAN無線通通信技術(shù)術(shù)進(jìn)行高高速、連連續(xù)、雙雙向地車車地通信信，擺脫脫了軌道道電路技技術(shù)上的的缺陷和和束縛，通通過地面面和車載載安全設(shè)設(shè)備實現(xiàn)現(xiàn)對運(yùn)行行列車的的安全控控制。CBTC技技術(shù)起源源于歐洲洲連續(xù)式式列控系系統(tǒng)，在在CBTTC幾十年年的發(fā)展展歷程中中，對CBTTC系統(tǒng)的定義義逐步趨趨于一致致。為了了更好地地規(guī)范CBTTC技術(shù)的的發(fā)展，IEEEE在19999年首次次制定了了CBTTC系統(tǒng)相相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)IEEEE SStd其中中明確定定義了CB

13、TTC系統(tǒng)是是利用高高精度的的列車定定位技術(shù)術(shù)(不依賴賴于軌道道電路技技術(shù))，高速速、連續(xù)續(xù)、雙向向、大容容量地進(jìn)進(jìn)行車地地數(shù)據(jù)通通信，依依靠車載載和地面面安全設(shè)設(shè)備實現(xiàn)現(xiàn)的一種種自動連連續(xù)列車車控制系系統(tǒng)。與與傳統(tǒng)的的基于軌軌道電路路技術(shù)的的列控系系統(tǒng)相比比，CBTTC系統(tǒng)具具有以下下優(yōu)勢：(1)列車車定位不不再依賴賴軌道電電路技術(shù)術(shù)，定位位精度更更高，可可對列車車實現(xiàn)精精確度更更高的控控制，有有效縮短短列車運(yùn)運(yùn)行間隔隔，可靈靈活組織織列車雙雙向運(yùn)行行和單向向連續(xù)發(fā)發(fā)車；(2)車地地之間通通信采用用無線通通信方式式，傳輸輸?shù)目刂浦菩畔⒑秃蜖顟B(tài)信信息數(shù)據(jù)據(jù)量顯著著提高，容容易實現(xiàn)現(xiàn)移動閉閉塞；

14、(3)大量量減少區(qū)區(qū)間敷設(shè)設(shè)電纜，減減少日常常維護(hù)工工作，降降低了維維護(hù)費(fèi)用用；CBTTC系統(tǒng)現(xiàn)現(xiàn)成為城城軌交通通信號系系統(tǒng)的首首選方案案，包括括西門子子、卡斯斯柯等多多家列車車控制系系統(tǒng)設(shè)備備供貨商商均研發(fā)發(fā)出了自自己的CBTTC系統(tǒng)，并并在世界界上多個個城市的的地鐵及及輕軌線線路上投投入使用用，國內(nèi)內(nèi)也有多多條線路路使用了了CBTTC系統(tǒng)。12 CCBTCC技術(shù)的的發(fā)展1.211國外CBTTC發(fā)展與與應(yīng)用國外對CBBTC的研究究起步時時間較早早，技術(shù)術(shù)發(fā)展速速度也較較快，目目前許多多國家和和信號設(shè)設(shè)備供貨貨商都研研發(fā)出了了自己的的CBTTC系統(tǒng)，如如：北美美鐵路公公司研發(fā)發(fā)的ATCCS，法

15、國國自動化化實時追追蹤系統(tǒng)統(tǒng)ASTTREEE，德國國鐵路研研發(fā)的新新型無線線列車控控制系統(tǒng)統(tǒng)FZB，日本本鐵路的的新型列列車控制制系統(tǒng)CARRAT。(1)北美美ATCCS系統(tǒng)ATCS整整體結(jié)構(gòu)構(gòu)由車載載設(shè)備、數(shù)數(shù)據(jù)通訊訊網(wǎng)絡(luò)、沿沿線設(shè)備備、調(diào)度度控制中中心等構(gòu)構(gòu)成ATCCS共有4個級別別，各鐵鐵路公司司可根據(jù)據(jù)線路和和自身情情況逐級級實現(xiàn)相相應(yīng)的ATCCS系統(tǒng)，這這4個級別別是根據(jù)據(jù)系統(tǒng)的的復(fù)雜程程度來劃劃分的。通通信系統(tǒng)統(tǒng)為ATCCS系統(tǒng)的的核心，將將無線移移動數(shù)據(jù)據(jù)通信作作為信息息傳輸?shù)牡闹饕质侄?，在在隧道中中將泄露露同軸電電纜作為為傳輸介介質(zhì)，整整個通信信系統(tǒng)參參考OSI模型。ATCC

16、S系統(tǒng)的的另一特特點(diǎn)是引引入了列列車識別別和定位位系統(tǒng)，使使得ATCCS系統(tǒng)成成為一個個閉環(huán)控控制系統(tǒng)統(tǒng)。ATCCS系統(tǒng)的的研發(fā)晚晚于國外外其它系系統(tǒng)，故故采用了了一些新新技術(shù)，整整體性能能也優(yōu)于于其它國國外CBTTC系統(tǒng)。(2)德國國FZB系統(tǒng)德國鐵路為為該系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行了了大量而而深入的的研究和和實驗，它它也是目目前一個個較為典典型的基基于無線線通信的的列控系系統(tǒng)。FZBB系統(tǒng)通通過無線線傳輸方方式實現(xiàn)現(xiàn)車地通通信，傳傳輸?shù)男判畔ɡ熊嚻掌胀ㄐ畔⑾⒘熊嚳乜刂菩畔⑾⒌?。FZB系統(tǒng)在在通信安安全性方方面采取取了許多多有效的的措施，以以防止通通信過程程中可能能發(fā)生的的惡意入入侵、破破壞等。FZB

17、系統(tǒng)不不僅支持持高速客客運(yùn)線路路，還支支持貨運(yùn)運(yùn)運(yùn)輸線線路。(3)日本本CARRAT系統(tǒng)CARATT系統(tǒng)包包括車載載設(shè)備和和地面設(shè)設(shè)備，地地面設(shè)備備包括無無線通信信設(shè)備和和地面監(jiān)監(jiān)控設(shè)備備，車載載設(shè)備負(fù)負(fù)責(zé)對列列車的直直接控制制。列車車運(yùn)行過過程中，對對自身所所處位置置進(jìn)行檢檢測，通通過無線線通信方方式將位位置信息息發(fā)送給給地面設(shè)設(shè)備。地地面設(shè)備備接收來來自列車車的位置置信息，在在實施列列車追蹤蹤運(yùn)行的的同時，監(jiān)監(jiān)視沿線線軌旁設(shè)設(shè)備的狀狀態(tài)，并并根據(jù)線線路周圍圍的狀態(tài)態(tài)，判斷斷列車可可以安全全運(yùn)行的的區(qū)間。車車載設(shè)備備連續(xù)地地監(jiān)視列列車運(yùn)行行速度，列列車速度度超過安安全防護(hù)護(hù)速度時時，按照照緩

18、和制制動、常常規(guī)制動動、緊急急制動的的順序，根根據(jù)實際際運(yùn)行情情況由車車載控制制設(shè)備自自動地實實施制動動。CARRAT系統(tǒng)中中各子系系統(tǒng)都具具有較完完善的自自檢和自自診斷功功能，對對各子系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)備進(jìn)行行實時監(jiān)監(jiān)督和故故障報警警。1222國內(nèi)CBTTC發(fā)展與與應(yīng)用1994年年我國與與瑞典Adttrannz公司、Dallarnna大學(xué)及及瑞典國國家鐵路路合作，進(jìn)進(jìn)行了CBTTC2MMAS的可行行性研究究，并且且在CBTTC系統(tǒng)技技術(shù)指標(biāo)標(biāo)的制定定、理論論研究、計計算機(jī)模模擬等方方面取得得了一定定成果和和結(jié)論。1 9999年北方方交通大大學(xué)提交交了關(guān)于于無線通通信安全全性、有有效性方方面研究究的

19、“無線數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸在鐵路路安全中中的應(yīng)用用研究”報告，報報告對基基于GSMR網(wǎng)絡(luò)的的數(shù)據(jù)傳傳輸、無無線列控控安全性性進(jìn)行了了分析與與研究。20世紀(jì)8090年代我我國學(xué)者者對CBTTC條件下下的系統(tǒng)統(tǒng)整體結(jié)結(jié)構(gòu)、行行車控制制方式、線線路通行行能力及及列車運(yùn)運(yùn)行組織織方法、通通過能力力模擬等等，進(jìn)行行了深入入和廣泛泛的研究究。20002年，鐵鐵道部完完成了青青藏鐵路路無線通通信機(jī)車車信號設(shè)設(shè)備的研研究及兩兩套通信信樣機(jī)的的生產(chǎn)，其其中每套套樣機(jī)包包括兩臺臺車載設(shè)設(shè)備和一一臺地面面設(shè)備，并并完成了了在青藏藏鐵路的的現(xiàn)場性性能測試試。20004年9月，武武漢地鐵鐵一號線線進(jìn)入運(yùn)運(yùn)行階段段，此條條線路也

20、也是國內(nèi)內(nèi)第一個個采用CBTTC技術(shù)的的城軌線線路，阿阿爾卡特特公司為為武漢地地鐵一號號線提供供了SellTraac$440 CCBTCC信號系系統(tǒng)解決決方案。并并且阿爾爾卡特公公司還為為廣州地地鐵三號號線提供供了CBTTC技術(shù)解解決方案案。隨著著CBTTC技術(shù)的的飛速發(fā)發(fā)展和城城軌交通通在城市市發(fā)展中中的地位位不斷提提升，國國內(nèi)城市市軌道交交通采用用CBTTC方案已已經(jīng)成為為一種趨趨勢。例例如上海海軌道交交通6號線、8號線、北北京地鐵鐵4號線和和昆明地地鐵1號線的的供貨商商均提供供了CBTTC解決方方案。13本論論文研究究意義及及主要內(nèi)內(nèi)容1.3.11研究意意義為了提高城城軌交通通運(yùn)輸效效率

21、和確確保行車車安全，近近年來各各條城軌軌交通線線路的信信號系統(tǒng)統(tǒng)均采用用CBTTC技術(shù)，這這也就迫迫切需要要性能先先進(jìn)和安安全可靠靠的信號號裝備。區(qū)區(qū)域控制制器ZC(Zonne CConttrolllerr)是CBTTC列控系系統(tǒng)中的的一個安安全計算算機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)，它對對系統(tǒng)的的安全性性和可靠靠性有著著極高的的要求，并并且區(qū)域域控制器器的工作作穩(wěn)定性性直接影影響著列列車運(yùn)行行效率和和行車安安全。根根據(jù)歐洲洲連續(xù)式式列控系系統(tǒng)規(guī)范范，CBTTC系統(tǒng)需需要設(shè)置置ZC地面設(shè)設(shè)備?，F(xiàn)現(xiàn)在區(qū)域域控制器器設(shè)備主主要由歐歐美和日日本幾個個鐵路信信號供應(yīng)應(yīng)商提供供，比如如法國阿阿爾斯通通公司、德德國西門門子公司司

22、、加拿拿大龐巴巴迪公司司和日本本日立公公司等。隨隨著國外外鐵路公公司對區(qū)區(qū)域控制制器的不不斷深入入研究，并并投入應(yīng)應(yīng)用的同同時，國國內(nèi)對CBTTC的研究究逐漸起起步，國國內(nèi)運(yùn)營營線路上上現(xiàn)有的的關(guān)鍵信信號設(shè)備備均采用用進(jìn)口設(shè)設(shè)備，也也就是說說國外供供應(yīng)商壟壟斷了國國內(nèi)CBTTC關(guān)鍵設(shè)設(shè)備的供供貨。因因為城軌軌交通的的發(fā)展決決定著城城市的發(fā)發(fā)展速度度和規(guī)模模，所以以對CBTTC系統(tǒng)的的研究迫迫在眉睫睫，而區(qū)區(qū)域控制制器的國國產(chǎn)化任任務(wù)也刻刻不容緩緩。近幾幾年已有有多家國國內(nèi)科研研院所和和公司在在引進(jìn)國國外區(qū)域域控制器器的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，已已經(jīng)開始始了對區(qū)區(qū)域控制制器的理理論研究究和系統(tǒng)統(tǒng)仿真。區(qū)區(qū)域控

23、制制器的體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)是否合合理，能能否計算算出安全全且不影影響行車車間隔的的移動授授權(quán)，能能否穩(wěn)定定運(yùn)行，直直接關(guān)系系到系統(tǒng)統(tǒng)是否可可以安全全地控制制列車運(yùn)運(yùn)行，甚甚至關(guān)系系到整個個CBTTC系統(tǒng)能能否正常常運(yùn)行。本本文遵循循并發(fā)系系統(tǒng)建模模思想，采采用Pcttri網(wǎng)建模模方法，緊緊密聯(lián)系系CBTTC系統(tǒng)的的特點(diǎn)，建建立了ZC與其它它子系統(tǒng)統(tǒng)的交互互模型，并并在此基基礎(chǔ)上分分析了ZC的核心心功能移動授授權(quán)的生生成，最最后采用用VC+開發(fā)方方法，對對ZC控制列列車運(yùn)行行的過程程進(jìn)行仿仿真。因因此本課課題的研研究無論論從近期期還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)期看對對CBTTC系統(tǒng)的的研究都都有一定定的參考考價值，對對我國

24、在在區(qū)域控控制器方方面的技技術(shù)進(jìn)步步具有積積極的意意義。1.3.22主要內(nèi)內(nèi)容論文在詳細(xì)細(xì)分析了了在CBTTC系統(tǒng)地地面設(shè)備備中起到到核心作作用的區(qū)區(qū)域控制制器的系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)、功能能需求和和控制功功能的基基礎(chǔ)上，對ZC與其它子系統(tǒng)的交互過程進(jìn)行建模，并結(jié)合實驗室條件，搭建了ZC系統(tǒng)仿真運(yùn)行環(huán)境，完成了區(qū)域控制器控車模型的功能驗證，實現(xiàn)了簡單的CBTC系統(tǒng)下的列車運(yùn)行控制。二、我國城城市軌道道交通發(fā)發(fā)展的歷歷程21 CCBTCC系統(tǒng)原原理基于無線通通信的列列車控制制系統(tǒng)CBTTC(CCommmuniicattionn Baasedd Trrainn Coontrr01)是指在在高精度度的列車車定

25、位前前提下，通通過WLAAN無線通通信技術(shù)術(shù)進(jìn)行高高速、連連續(xù)、雙雙向地車車地通信信，從而而實現(xiàn)對對列車運(yùn)運(yùn)行的安安全控制制。數(shù)據(jù)據(jù)通信子子系統(tǒng)在在CBTTC系統(tǒng)中中建立了了車地之之間雙向向、高速速、連續(xù)續(xù)的數(shù)據(jù)據(jù)傳輸通通道，車車載設(shè)備備和地面面設(shè)備的的命令和和狀態(tài)信信息可以以在車地地之間進(jìn)進(jìn)行可靠靠地數(shù)據(jù)據(jù)交換，將將地面設(shè)設(shè)備和運(yùn)運(yùn)行列車車緊密地地連接在在一起。車載控制器器從應(yīng)答答器傳送送上來的的數(shù)據(jù)中中提取相相關(guān)信息息，數(shù)據(jù)據(jù)存儲單單元提供供應(yīng)答器器位置信信息，從從而車載載控制器器結(jié)合各各傳感器器信息獲獲得列車車的實際際位置，并并對此位位置進(jìn)行行安全包包絡(luò)來獲獲得列車車的準(zhǔn)確確位置。地地面

26、設(shè)備備區(qū)域控控制器負(fù)負(fù)責(zé)管理理其管轄轄范圍內(nèi)內(nèi)的所有有CBTTC運(yùn)行通通信列車車。ZC根據(jù)各各列車的的實時運(yùn)運(yùn)行位置置、速度度以及運(yùn)運(yùn)行方向向等因素素，同時時考慮列列車進(jìn)路路、道岔岔所處狀狀態(tài)、ATS發(fā)送的的線路臨臨時限速速以及其其他障礙礙物的條條件，向向列車發(fā)發(fā)送移動動授權(quán)MA(MovvemeentAAuthhoriity)，即列列車可以以以什么么樣的速速度行駛駛到哪個個位置，從從而保證證運(yùn)行線線路上各各個列車車間的安安全行車車間隔。CBTTC系統(tǒng)中中，移動動授權(quán)是是以距離離更短的的軌道分分區(qū)為單單位，這這也就為為區(qū)域控控制器計計算移動動授權(quán)提提供了更更為精確確的分辨辨率，所所以CBTTC系

27、統(tǒng)可可以更精精確地控控制列車車運(yùn)行，從從而縮短短了運(yùn)營營間隔，大大大提高高了行車車效率。典型的CBBTC系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)框圖圖如圖2-1所示，主主要包括括以下子子系統(tǒng)或或模塊：列車自自動監(jiān)控控系統(tǒng)ATSS(Auutommatiic TTraiinSuuperrvissionn)、區(qū)域域控制器器ZC(Zonne CConttrolllerr)、數(shù)據(jù)據(jù)存儲單單元DSUU(Daatabbasee Sttoraage Uniit)、計算算機(jī)聯(lián)鎖鎖CI(Commputter Intterllockkingg)、車載載控制器器VOBBC(VVehiiclee Onn Booardd Coontrrolller)

28、、軌旁旁設(shè)備WE(Wayysidde EEquiipmeent)和數(shù)據(jù)據(jù)通信系系統(tǒng)DCSS(Daata Commmunnicaatioon SSysttem，包括括網(wǎng)絡(luò)交交換機(jī)、骨骨干網(wǎng)、無無線接入入點(diǎn)及車車載移動動無線設(shè)設(shè)備等)22 CCBTCC區(qū)域控控制器組組成原理理城市軌道交交通中，CBTTC系統(tǒng)的的主要任任務(wù)是保保證在準(zhǔn)準(zhǔn)移動閉閉塞模式式下列車車的安全全運(yùn)行，這這是通過過VOBBC執(zhí)行從ZC接收到到的移動動授權(quán)來來實現(xiàn)的的，為管管轄范圍圍內(nèi)的列列車提供供移動授授權(quán)是ZC的核心心任務(wù)。在ZC的每每個周期期工作過過程中，ZC需要實實時地與與VOBBC、DSU、CI、ATS子系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行信信息

29、交互互，為MA的生成成提供數(shù)數(shù)據(jù)支持持。當(dāng)列列車在ZC管轄范范圍內(nèi)按按運(yùn)行時時刻表正正常運(yùn)行行時，ZC接收列列車發(fā)出出的當(dāng)前前位置和和運(yùn)行方方向等信信息，并并使用以以上列車車信息和和進(jìn)路信信息，以以及來自自CI的周圍圍障礙物物狀態(tài)信信息確定定列車的的MA，VOBBC向ZC提出MA延伸申申請，ZC通過DCS通信子子系統(tǒng)向向VOBBC發(fā)送生生成的MA，ZC還會把把列車移移動授權(quán)權(quán)范圍內(nèi)內(nèi)的障礙礙物狀態(tài)態(tài)告訴給給VOBBC。區(qū)域域控制器器也回應(yīng)應(yīng)相鄰區(qū)區(qū)域控制制器的授授權(quán)申請請。ZC需要對對所有在在其管轄轄范圍內(nèi)內(nèi)的列車車進(jìn)行管管理和控控制，根根據(jù)列車車的運(yùn)行行狀態(tài)，可可以將整整個管理理和控制制過程

30、分分為列車車預(yù)登陸陸，列車車進(jìn)入ZC控制、ZC正式控控制列車車和列車車注銷。下下面給分分別對以以上四鐘鐘情況進(jìn)進(jìn)行說明明：每個區(qū)域控控制器采采用三取取二配置置，可減減少故障障出現(xiàn)的的可能性性。23區(qū)域域控制器器功能需需求(1)列車車管理區(qū)域控制器器管轄范范圍內(nèi)的的運(yùn)行車車輛有如如下幾種種狀態(tài)：列車預(yù)預(yù)登陸、列列車進(jìn)入入ZC控制，列列車正式式控制列列車、注注銷狀態(tài)態(tài)。區(qū)域域控制器器在完成成對其管管轄范圍圍內(nèi)單車車的管理理功能基基礎(chǔ)上，實實現(xiàn)對多多車的管管理。列列車管理理功能需需要的數(shù)數(shù)據(jù)和信信息來自自區(qū)域控控制器與與其它子子系統(tǒng)的的信息交交互過程程，列車車管理的的目的是是為了對對通信列列車的運(yùn)運(yùn)

31、行行為為進(jìn)行管管理，記記錄列車車的當(dāng)前前運(yùn)行狀狀態(tài)，監(jiān)監(jiān)控列車車的控制制等級，記記錄列車車緊急制制動信息息等。(2)MAA生成移動授權(quán)的的計算是是區(qū)域控控制器子子系統(tǒng)的的核心功功能，也也是區(qū)域域控制器器對列車車進(jìn)行控控制的主主要手段段和方式式。區(qū)域域控制器器實時地地與數(shù)據(jù)據(jù)存儲單單元、車車載控制制器、聯(lián)聯(lián)鎖設(shè)備備、列車車自動監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)等其它它子系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行交交互，也也為MA的計算算提供了了數(shù)據(jù)支支持，并并通過數(shù)數(shù)據(jù)通信信系統(tǒng)向向列車的的VOBBC發(fā)送MA。在zc計算MA的過程程中，將將道岔、進(jìn)進(jìn)路終點(diǎn)點(diǎn)、前行行列車等等視為障障礙物，ZC還會把把障礙物物狀態(tài)和和信息告告訴VOBBC。移動動授權(quán)的

32、的原理如如圖22所示。圖22 MA原理圖圖(3)線路路管理線路管理功功能主要要用來確確定區(qū)域域控制器器管轄范范圍內(nèi)區(qū)區(qū)段線路路的狀態(tài)態(tài)，根據(jù)據(jù)VOBBC匯報的的列車位位置和從從聯(lián)鎖設(shè)設(shè)備接收收到區(qū)段段線路信信息，確確定此軌軌道區(qū)段段是否被被占用。(4)與其其它子系系統(tǒng)交互互Zc為了完完成其特特定功能能需要規(guī)規(guī)律地、周周期性地地與VOBBC、DSU、CI、ATS等其它它子系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行交交互，如如圖23所示。ZC與不同同子系統(tǒng)統(tǒng)之間的的交互過過程在ZC運(yùn)行過過程中所所起到的的作用也也各不相相剛。圖23與與其他系系統(tǒng)間的的交互Zc接收VVOBCC發(fā)送的的列車位位置、行行駛方向向以及列列車運(yùn)行行等信息息

33、，并向向VOBBC發(fā)送計計算出的的MA，在ZC與DSU的信息息交互過過程中，簡簡要進(jìn)行行數(shù)據(jù)庫庫版本號號的比較較，并可可進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)庫版版本號及及相應(yīng)內(nèi)內(nèi)容的更更新；CI發(fā)送給ZC的數(shù)據(jù)據(jù)主要包包括喂列列車所排排進(jìn)路信信息以及及進(jìn)路范范圍內(nèi)的的障礙物物所處狀狀態(tài)；ATS所發(fā)信信息主要要是對ZC所發(fā)信信息的確確認(rèn)和臨時限限速等信信息。24 ZZ0與其它它子系統(tǒng)統(tǒng)關(guān)系區(qū)域控制器器在CBTTC系統(tǒng)中中的交互互結(jié)構(gòu)如如圖2-4所示。在在整個ZC工作過過程中，需需要實時時地與其其它子系系統(tǒng)進(jìn)行行通信。圖2_4 ZC與其它它子系統(tǒng)統(tǒng)信息交交互結(jié)構(gòu)構(gòu)圖(1)ZCC與VOBBCVOBC發(fā)發(fā)送給ZC的信息息主分為

34、為兩類：一類是是列車控控制信息息，另一一類是系系統(tǒng)維護(hù)護(hù)信息，本本論文主主要討論論的是列列車控制制信息。當(dāng)當(dāng)列車在在ZC管轄范范圍內(nèi)運(yùn)運(yùn)行時，ZC從VOBBC得到列列車當(dāng)前前位置和和運(yùn)行方方向，結(jié)結(jié)合障礙礙物狀態(tài)態(tài)信息，ZC為VOBBC計算MA，計算算結(jié)果以以通信報報文的形形式通過過DCS子系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)送給給VOBBC。VOBBC對報文文進(jìn)行合合理性檢檢查，如如果報文文通過檢檢查，VOBBC翻譯并并執(zhí)行該該報文信信息。(2)ZCC與ATSS區(qū)域控制器器會實時時地周期期性地把把列車當(dāng)當(dāng)前位置置和列車車信息，以以及周圍圍障礙物物的狀態(tài)態(tài)發(fā)送給給ATS，ATS會在線線路顯示示屏上顯顯示列車車具體所所處位

35、置置和線路路狀態(tài)。ATS向ZC發(fā)送的的信息包包括：臨臨時限速速的設(shè)定定及取消消，人工工進(jìn)路預(yù)預(yù)留的設(shè)設(shè)定及取取消，開開放關(guān)關(guān)閉區(qū)域域的設(shè)定定及取消消。(3)ZCC與DSUU區(qū)域控制器器每個工工作周期期前要首首先進(jìn)行行Zc的本地地數(shù)據(jù)庫庫版本號號與DSU數(shù)據(jù)庫庫版本號號比較，如如果二者者版本號號一致，則則無需進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)庫內(nèi)容容的更新新；如果果二者版版本號不不一致，則則要更新新數(shù)據(jù)庫庫版本號號，然后后從DSU下載新新的數(shù)據(jù)據(jù)庫內(nèi)容容。(4)ZCC與CI每個ZC工工作周期期內(nèi)，ZC都要將將在其管管轄區(qū)域域范圍內(nèi)內(nèi)列車的的信息發(fā)發(fā)送給CI，主要要包括列列車的所所在位置置和列車車進(jìn)路情情況信息息，還需

36、需要向列列車發(fā)送送進(jìn)路申申請。CI向ZC發(fā)送周周圍障礙礙物的狀狀態(tài)(如車站站緊急停停車按鈕鈕狀態(tài)、道道岔狀態(tài)態(tài)、屏蔽蔽門狀態(tài)態(tài)等)和進(jìn)路路信息。25 ZZC切換當(dāng)ZC與相相鄰的ZC之間的的控制區(qū)區(qū)域重疊疊時，在在指定區(qū)區(qū)域(切換執(zhí)執(zhí)行應(yīng)答答器組處處)應(yīng)對列列車進(jìn)行行交接，即即當(dāng)列車車將要從從一個ZC區(qū)域進(jìn)進(jìn)入另一一個ZC區(qū)域時時，這兩兩個ZC需要對對列車控控制權(quán)限限進(jìn)行交交接。ZC切換是是列車行行車所必必須經(jīng)歷歷的過程程，正常常情況下下，列車車從一個個ZC切換到到另個個ZC無需司司機(jī)干涉涉。當(dāng)“移交ZC查詢到到列車接接近切換換邊界而而無法繼繼續(xù)延伸伸凇時，“移交”zC從DSU子系統(tǒng)統(tǒng)得到“接管

37、”ZC的D號，通通過DCS子系統(tǒng)統(tǒng)與“接管ZC的通信信，得到到延伸MA必要的的地面信信息，同同時通知知“接管ZC有列車車需要登登錄。如如果要使使列車平平滑無縫縫的按原原狀態(tài)運(yùn)運(yùn)行就必必須使區(qū)區(qū)域控制制器的切切換順利利完成。ZC通過DDSC通信子子系統(tǒng)與與其他相相鄰ZC連接，通通過查詢詢DSU子系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)據(jù)據(jù)，ZC可以知知道其他他所有ZC信息。切切換示意意圖如圖圖25所示：圖2-5 ZC切換示示意圖車載控制器器只會與與列車所所占用區(qū)區(qū)域的ZC進(jìn)行通通信。為為了使列列車的移移動授權(quán)權(quán)能夠延延伸超過過ZC切換邊邊界，“接管ZC將接收收到“移交”ZC為列車車請求的的MA延伸請請求。當(dāng)當(dāng)列車車車頭通過過

38、ZC切換邊邊界時，VOBBC將開始始與“接管”ZC通信，在在兩者通通信連接接建立以以后，“接管”ZC積極響響應(yīng)，列列車的MA將會延延伸通過過切換邊邊界，然然后這些些信息將將會傳送送到VOBBC，最后后列車將將停止與與移交ZC通信，完完全脫離離原來的的ZC。具體體流程如如圖26所示：圖2-6 ZC切換流流程圖（1）列車車經(jīng)過ZC切換預(yù)預(yù)告應(yīng)答答器組時時，此時時列車的的移動授授權(quán)已經(jīng)經(jīng)到達(dá)ZC切換邊邊界，隨隨即啟動動區(qū)域控控制器切切換流程程，ZCl與ZC2建立通通信連接接，ZCl要通知ZC2即將進(jìn)進(jìn)行切換換。（2）當(dāng)列列車前端端經(jīng)過ZC切換執(zhí)執(zhí)行應(yīng)答答器組時時，也就就是列車車已經(jīng)到到達(dá)兩個個區(qū)域控

39、控制器切切換邊界界時，VOBBC將提取MA信息中中的ZC2信息，并并且與ZC2建立通通信連接接。這時時列車與與ZC2只是在在通信上上保持聯(lián)聯(lián)系，ZC2不直接接控制列列車，列列車的控控制信息息還是由由ZCl進(jìn)行發(fā)發(fā)送，所所以這個個過程也也是ZC2對列車車的預(yù)接接管過程程。（3）當(dāng)列列車車尾尾通過切切換邊界界之前，也也就是在在ZCl進(jìn)行控控車和ZC2預(yù)控車車的過程程中，列列車同時時與ZCl和ZC2保持通通信，ZCl向列車車發(fā)送MA，保證證列車的的正常運(yùn)運(yùn)行，ZC2只發(fā)送送用于與與列車保保持通信信連接的的空信息息。西南南交通大大學(xué)碩士士研究生生學(xué)位論論文 第14頁（4）當(dāng)列列車后端端通過區(qū)區(qū)域控制制

40、器切換換邊界后后，列車車登錄ZC2，ZC2在列車車管理隊隊列中插插入登陸陸列車信信息，直直到ZCl檢測到到列車最最小安全全后端也也已經(jīng)通通過切換換邊界時時，列車車將發(fā)送送受ZC2控制的的申請信信息；當(dāng)當(dāng)ZC2接收到到這個申申請后，它它將結(jié)束束對列車車的預(yù)控控制狀態(tài)態(tài)，ZC2直接正正式控制制列車。（5）當(dāng)列列車最小小安全后后端通過過ZC切換邊邊界時，列列車將發(fā)發(fā)送與ZCl注銷的的信息，以以脫離ZCl的控制制，由ZC2來控制制。ZCl將發(fā)送送列車注注銷信息息，清除除列車信信息，同同時與接接管ZC2建立通通信連接接，告知知已經(jīng)與與運(yùn)行列列車注銷銷，整個個ZC切換過過程結(jié)束束。三、當(dāng)前我我國城市市軌道

41、交交通發(fā)展展的主要要特點(diǎn)31有色色Pettri網(wǎng)網(wǎng)建?？煽尚行苑址治鲇猩玃ettri網(wǎng)模型型適合從從兩個層層面上對對異步并并發(fā)系統(tǒng)統(tǒng)的行為為機(jī)理進(jìn)進(jìn)行充分分的描述述。本論論文主要要圍繞著著區(qū)域控控制器的的核心功功能“生成移移動授權(quán)權(quán)來對區(qū)區(qū)域控制制器進(jìn)行行研究分分析，在在生成移移動授權(quán)權(quán)的過程程中，區(qū)區(qū)域控制制器實時時地與其其他子系系統(tǒng)進(jìn)行行交互，區(qū)區(qū)域控制制器內(nèi)部部會發(fā)生生數(shù)據(jù)流流動和一一系列的的處理過過程，每每個交互互過程都都會完成成其相應(yīng)應(yīng)的功能能。在交交互過程程中數(shù)據(jù)據(jù)資源流流動頻繁繁，數(shù)據(jù)據(jù)類型眾眾多，各各個交互互過程具具有復(fù)雜雜的邏輯輯結(jié)構(gòu)和和運(yùn)行機(jī)機(jī)理，因因此可將將每個交交互過程

42、程的參與與者看作作為模型型的主體體，這樣樣區(qū)域控控制器生生成移動動授權(quán)就就是一個個多主體體參與的的過程，為為了準(zhǔn)確確地展現(xiàn)現(xiàn)交互過過程的動動態(tài)行為為機(jī)理，本本文考慮慮利用有有色Pcttri網(wǎng)模型型可以直直觀地通通過圖形形化的模模型界面面對系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行機(jī)機(jī)理進(jìn)行行展現(xiàn)，又又可以對對系統(tǒng)模模型進(jìn)行行形式化化的表述述。應(yīng)用用有色Pettri網(wǎng)對實實際系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行建建模主要要目的之之一就是是借助系系統(tǒng)模型型來分析析實際系系統(tǒng)的性性質(zhì)和功功能。當(dāng)當(dāng)為一個個實際系系統(tǒng)建立立了Pettri網(wǎng)模型型后，并并且模型型準(zhǔn)確地地描述了了系統(tǒng)的的層次結(jié)結(jié)構(gòu)和運(yùn)運(yùn)行機(jī)理理，那么么這個Pettri網(wǎng)模型型也可以以體現(xiàn)出出這個

43、系系統(tǒng)的一一些特性性。Pcttri網(wǎng)理論論中，定定義和討討論了Pettri網(wǎng)模型型運(yùn)行過過程中的的一些特特征和性性質(zhì)，并并且把這這些性質(zhì)質(zhì)稱為動動態(tài)性質(zhì)質(zhì)(dyynammic prooperrty)，包括括系統(tǒng)的的活性、死死鎖、有有界性、家家態(tài)性等等，其動動態(tài)特性性主要通通過托肯肯的分布布和轉(zhuǎn)移移進(jìn)行展展現(xiàn)，這這些動態(tài)態(tài)性質(zhì)同同所模擬擬的實際際系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行過程程中體現(xiàn)現(xiàn)的系統(tǒng)統(tǒng)特性有有著密切切的聯(lián)系系。有色色Pcttri網(wǎng)可利利用圖形形描述每每個變遷遷過程的的輸入輸輸出關(guān)系系。CPN TToolls是創(chuàng)建建、分析析和仿真真有色Pettri網(wǎng)模型型的強(qiáng)大大工具。CPNN Tooolss建模工工具為

44、用用戶提供供了圖形形化和可可視化的的模型開開發(fā)環(huán)境境，創(chuàng)建建模型后后，可以以調(diào)用Simmulaatioon TToolls工具箱箱，進(jìn)入入模型仿仿真狀態(tài)態(tài)，對模模型的仿仿真既可可以單步步執(zhí)行，又又可以連連續(xù)執(zhí)行行，用戶戶可以自自行定義義執(zhí)行的的時間和和步數(shù)刪刪。CPNTooolss狀態(tài)空空間分析析功能可可對模型型計算其其狀態(tài)空空間，生生成狀態(tài)態(tài)空間報報告，在在狀態(tài)空空間工具具和仿真真器之間間傳遞狀狀態(tài)矢量量，根據(jù)據(jù)狀態(tài)空空間報告告中的數(shù)數(shù)據(jù)可以以分析有有色Pettri網(wǎng)模型型的有界界性，活活性等靜靜態(tài)和動動態(tài)特性性。32 ZZC與DSU交互模模型設(shè)計計數(shù)據(jù)存儲單單元DSU完成整整個CBTTC系

45、統(tǒng)中中的數(shù)據(jù)據(jù)管理工工作，其其它所有有子系統(tǒng)統(tǒng)用到的的數(shù)據(jù)內(nèi)內(nèi)容都來來自DSU，ZC也不例例外。DSU中，用用數(shù)據(jù)庫庫版本號號來標(biāo)識識數(shù)據(jù)庫庫內(nèi)容的的實時性性，為了了確保數(shù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)內(nèi)容的實實時性，ZC的每個個工作周周期都要要從DSU獲取數(shù)數(shù)據(jù)庫版版本號，并并與ZC本地數(shù)數(shù)據(jù)庫版版本號比比較，當(dāng)當(dāng)本地數(shù)數(shù)據(jù)庫版版本號與與DSU數(shù)據(jù)庫庫版本號號不一致致時，ZC停止一一切應(yīng)用用處理，ZC需要從DSU下載新新的數(shù)據(jù)據(jù)庫內(nèi)容容保持?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)庫 內(nèi)容最最新。ZC與DSU交互模模型如圖圖31所示：圖3-1 ZC與DSU交互模模型ZC與DSSU交互模模型中所所涉及的的庫所和和變遷說說明如表表31、32所示：進(jìn)入C

46、PNN Tooolss中的Staate Spaace工具，生生成ZC與DSU交互模模型的狀狀態(tài)空間間報告：從生成的此此Pcttri網(wǎng)狀態(tài)態(tài)空間報報告來看看，模型型有109個節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和224條弧，整整個模型型是一個個強(qiáng)連通通的模型型。有界界性分析析報告給給出了每每個庫所所包含托托肯的數(shù)數(shù)量區(qū)間間，從狀狀態(tài)空間間報告中中可以看看出每個個庫所中中的資源源都不會會無限增增大，庫庫所資源源數(shù)量都都是有限限的，整整個模型型是有界界Pcttri網(wǎng)?；罨钚苑治鑫鰣蟾骘@顯示模型型中無死死標(biāo)識狀狀態(tài)和死死變遷，所所有的變變遷都是是活的，即即任何一一個變遷遷都可在在指定標(biāo)標(biāo)識下發(fā)發(fā)生，表表明系統(tǒng)統(tǒng)沒有死死循環(huán)和和死節(jié)

47、點(diǎn)點(diǎn)。從以以上分析析可得系系統(tǒng)模型型正確。33 ZZC與VOBBC交互模模型設(shè)計計ZC與VOOBC的交互互過程是是ZC整個交交互過程程的核心心，因為為在CBTTC系統(tǒng)中中，列車車的行車車安全是是依靠移移動授權(quán)權(quán)來保證證的，ZC計算完完的移動動授權(quán)發(fā)發(fā)送給VOBBC，而VOBBC發(fā)送給ZC的列車車位置信信息是計計算移動動授權(quán)的的基礎(chǔ)，具具體ZC與VOBBC交互模模型如圖圖32所示：圖3-2 ZC與VOBBC交互模模型ZC與VOOBC交互模模型中所所涉及的的庫所和和變遷說說明如表表3-3、3-4所示。表3-3 ZC與VOBBC信息交交互模型型庫所說說明表3-4 ZC與VOBBC信息交交互模型型變遷

48、說說明進(jìn)入CPNN Tooolss中的Staate Spaace工具，生生成ZC與VOBBC交互模模型的狀狀態(tài)空間間報告：從生成的此此Pcttri網(wǎng)狀態(tài)態(tài)空間報報告來看看，模型型有98009個節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和13441166條弧，整整個模型型是一個個部分連連通的模模型。有有界性分分析報告告給出了了每個庫庫所包含含托肯的的數(shù)量區(qū)區(qū)間，從從狀態(tài)空空間報告告中可以以看出每每個庫所所中的資資源都不不會無限限增大，庫庫所資源源數(shù)量都都是有限限的，整整個模型型是有界界Pettri網(wǎng)。由由于模型型預(yù)設(shè)了了7個MA申請，所所以活性性分析報報告顯示示模型中中無活的的變遷和和死的變變遷，模模型不會會無限循循環(huán)下去去。從以

49、以上分析析可得系系統(tǒng)模型型符合預(yù)預(yù)期。34 ZZC與ATS交互模模型設(shè)計計ZC與ATTS間的信信息交互互過程主主要包括括ZC向ATS報告列列車登陸陸出清清信息和和位置信信息，ATS向ZC提供ATS對列車車的管理理信息，兩兩者之間間的交互互具體模模型如圖圖33所示：圖3-3 ZC與ATS交互模模型進(jìn)入CPNN Tooolss中的Staate Spaace工具，生生成ZC與ATS交互模模型的狀狀態(tài)空間間報告：從生成的此此Pettri網(wǎng)狀態(tài)態(tài)空間報報告來看看，模型型有6個節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和8條弧，整整個模型型是一個個強(qiáng)連通通的模型型。有界界性分析析報告給給出了每每個庫所所包含托托肯的數(shù)數(shù)量區(qū)間間，從狀狀態(tài)空間

50、間報告中中可以看看出每個個庫所中中的資源源都不會會無限增增大，庫庫所資源源數(shù)量都都是有限限的，整整個模型型是有界界Pettri網(wǎng)?；罨钚苑治鑫鰣蟾骘@顯示模型型中無死死標(biāo)識和和死的變變遷，因因為在實實際系統(tǒng)統(tǒng)中，只只要列車車在ZC管轄范范圍內(nèi)，ATS和ZC要對列列車進(jìn)行行實時控控制，所所以ATSS SeendMMesssagee too ZCC、ZC Sennd MMesssagee too ATTS兩個變變遷是活活的，即即在網(wǎng)中中的任何何一個標(biāo)標(biāo)識下，這這兩個變變遷能在在可發(fā)生生序列中中。35 ZZC與C I交互模模型設(shè)計計CI發(fā)送的的障礙物物狀態(tài)信信息以障障礙物的的ID作為障障礙物標(biāo)標(biāo)識，由

51、由于MA本身相相當(dāng)于一一個位置置信息，所所以要明明確障礙礙物的具具體位置置，包括括障礙物物所在區(qū)區(qū)段信息息，這些些數(shù)據(jù)都都包含在在DSU中，在DSU中障礙礙物同樣樣以D標(biāo)識，除除此之外外，還有有障礙物物的類型型描述。這這就需要要ZC在使用用障礙物物信息前前，通過過障礙物物ID作為橋橋梁，將將CI和DSU中的障障礙物信信息進(jìn)行行結(jié)合，為ZC生成MA做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。采用建立層層次Pettri網(wǎng)的方方法建立立ZC與CI交互模模型，首首先建立立沒有內(nèi)內(nèi)部詳細(xì)細(xì)功能的的頂層模模型，用用于仿真真遍歷障障礙物過過程，命命名為Nettworrk，Nettworrk層中設(shè)設(shè)置了四四個替代代變遷Finnd OObs

52、ttaclle。為了了實現(xiàn)建建立仿真真功能更更加詳細(xì)細(xì)的模型型，建立立了Sitte層模型型，用于于仿真提提取障礙礙物信息息過程，每每個替代代變遷Finnd OObsttaclle都連接接到Sitte層模型型，具體體模型如如圖3-4、3-5所示：圖3-4 ZC與CI交互模模型NettWorrk層圖35 ZC與CI交互模模型Sitte層進(jìn)入CPNN Tooolss中的Staate Spaace工具，生生成zC與CI交互模模型的狀狀態(tài)空間間報告：生成的此PPetrri網(wǎng)狀態(tài)態(tài)空間報報告來看看，模型型有229922個節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和500056條弧，整整個模型型是一個個部分連連通的模模型。有有界性分分析報告告

53、給出了了每個庫庫所包含含托肯的的數(shù)量區(qū)區(qū)間，從從狀態(tài)空空間報告告中可以以看出每每個庫所所中的資資源都不不會無限限增大，庫庫所資源源數(shù)量都都是有限限的，整整個模型型是有界界Pettri網(wǎng)。由由于模型型預(yù)設(shè)了了4個障礙礙物，所所以活性性分析報報告顯示示模型中中無活的的變遷和和死的變變遷，模模型不會會無限循循環(huán)下去去。從以以上分析析可得系系統(tǒng)模型型符合預(yù)預(yù)期。四、軌道交交通的安安全問題題得到高高度重視視41移動動授權(quán)的的內(nèi)容4111移動授授權(quán)的概概念城軌交通中中，CBTTC系統(tǒng)的的主要任任務(wù)是時時刻確保保列車在在CBTTC系統(tǒng)控控制線路路內(nèi)安全全運(yùn)行，具具體采用用的手段段是向每每列通信信列車發(fā)發(fā)送移

54、動動授權(quán)MA(Movvemeent Autthorrityy)。通信信列車只只有在接接收到ZC發(fā)送的MA后，才才能在移移動授權(quán)權(quán)的范圍圍內(nèi)安全全行車，一一個移動動授權(quán)可可以包含含多條連連續(xù)的軌軌道區(qū)段段。移動動授權(quán)的的幾個概概念：(1)移動動授權(quán)：指從列列車車尾尾到前方方終點(diǎn)障障礙物的的這部分分線路。(2)移動動授權(quán)終終點(diǎn)EOAA(Ennd oofMoovemmenttAutthorrityy)：列車車可運(yùn)行行到的授授權(quán)位置置。(3)縮短短移動授授權(quán)SMAA(Shhortteneed MMoveemennt AAu血oriity)：當(dāng)列列車新接接收到MA中的EOA近于上上一周期期MA的EOA，

55、縮短短移動授授權(quán)可以以強(qiáng)制通通信列車車以此周周期接收收到的停停車位置置作為新新的EOA。列車車根據(jù)當(dāng)當(dāng)前的位位置信息息，來決決定是否否啟動常常規(guī)制動動或者緊緊急制動動。如果果列車位位置已經(jīng)經(jīng)超越新新的EOA，則列列車馬上上啟動緊緊急制動動。此過過程也叫叫回撤移移動授權(quán)權(quán)。4122移動授授權(quán)的結(jié)結(jié)構(gòu)及內(nèi)內(nèi)容區(qū)域控制器器向車載載控制器器發(fā)送的的信息包包含兩部部分：一一部分是是對VOBBC的應(yīng)答答信息，用用于對接接收到VOBBC發(fā)送的的信息進(jìn)進(jìn)行確認(rèn)認(rèn)，此信信息在列列車管理理功能中中實現(xiàn)；另一部部分是向向VOBBC發(fā)送的MA信息，MA信息融融合了VOBBC匯報的的列車位位置信息息、DSU匯報的的數(shù)據(jù)

56、庫庫內(nèi)容信信息和CI匯報的的障礙物物信息、進(jìn)進(jìn)路信息息，并將將障礙物物信息編編制成鏈鏈表信息息，進(jìn)而而進(jìn)一步步對鏈表表信息排排列和遍遍歷。具具體移動動授權(quán)生生產(chǎn)過程程的數(shù)據(jù)據(jù)流圖如如圖42所示。圖4-2移移動授權(quán)權(quán)生產(chǎn)過過程數(shù)據(jù)據(jù)流圖42移動動授權(quán)相相關(guān)ZC輸入輸輸出信息息移動授權(quán)的的生成和和發(fā)送主主要發(fā)生生在區(qū)域域控制器器和車載載控制器器之間，車車載控制制器首先先向區(qū)域域控制器器匯報列列車的運(yùn)運(yùn)行信息息，包括括列車運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)態(tài)、列車車當(dāng)前位位置、MA延伸申申請等，之之后ZC根據(jù)列列車運(yùn)行行信息向向列車發(fā)發(fā)送MA。4211區(qū)域控控制器的的輸入、輸輸出信息息（1）輸入入信息根據(jù)各個信信息在區(qū)區(qū)域

57、控制制器子系系統(tǒng)功能能中發(fā)揮揮地不同同作用，對對區(qū)域控控制器輸輸入信息息進(jìn)行劃劃分，具具體劃分分為：系系統(tǒng)決策策層輸入入信息、系系統(tǒng)控制制層輸入入信息和和系統(tǒng)維維護(hù)層輸輸入信息息。劃分分原則如如下： 系統(tǒng)決策層層輸入信信息：向向區(qū)域控控制器實實現(xiàn)功能能申請、匯匯報信息息、功能能實現(xiàn)或或者對功功能轉(zhuǎn)換換起到重重要作用用的信息息，如VOBBC匯報的的運(yùn)行狀狀態(tài)信息息等。系統(tǒng)控制層層輸入信信息：列列車具體體運(yùn)行參參數(shù)輸入入信息，區(qū)區(qū)域控制制器根據(jù)據(jù)這些信信息計算算MA，對VOBBC給出控控制信息息。系統(tǒng)維護(hù)層層輸入信信息：VOBBC發(fā)送給ZC的狀態(tài)態(tài)和模式式信息等等，不參參與ZC的MA計算，只只用于

58、顯顯示或者者標(biāo)識系系統(tǒng)的狀狀態(tài)。（2）輸出出信息ZC發(fā)送給給VOBBC的輸入入信息內(nèi)內(nèi)容和意意義如下下：(1)列車車運(yùn)行信信息標(biāo)示示她：用用來標(biāo)識識ZC對列車車運(yùn)行狀狀態(tài)，包包括列車車登陸區(qū)區(qū)域控制制器狀態(tài)態(tài)確認(rèn)信信息、列列車進(jìn)入入?yún)^(qū)域控控制器控控制狀態(tài)態(tài)確認(rèn)信信息，列列車正常常運(yùn)行ATP狀態(tài)確確認(rèn)信息息。(2)MAA終點(diǎn)P,aaz：本周周期ZC計算的MA終點(diǎn)EOA。(3)進(jìn)路路號R：本計計算周期期內(nèi)CI為列車車所排進(jìn)進(jìn)路的進(jìn)進(jìn)路編號號。(4)障礙礙物數(shù)量量：從從列車當(dāng)當(dāng)前所在在位置到到EOA之間的的障礙物物數(shù)量。(5)障礙礙物類別別號甌：用于標(biāo)標(biāo)識障礙礙物的類類別。(6)障礙礙物：用于唯唯一

59、的標(biāo)標(biāo)識障礙礙物。(7)障礙礙物狀態(tài)態(tài)D脅：標(biāo)標(biāo)記障礙礙物的狀狀態(tài)，如如道岔的的定位、反反位。43移動動授權(quán)延延伸區(qū)域控制器器ZC向車載載控制單單元VOBBC發(fā)送包包含MA消息的的信息幀幀，VOBBC接收到MA信息后后計算出出目標(biāo)一一距離速速度防護(hù)護(hù)曲線，并并在MA規(guī)定的的許可范范圍內(nèi)行行車，移移動授權(quán)權(quán)終點(diǎn)EOA是列車車被授權(quán)權(quán)可以前前進(jìn)到的的線路位位置。通通信列車車在行駛駛到EOA之前，必必須已經(jīng)經(jīng)得到新新的MA，也就就是對原原有MA的延伸伸，使得得運(yùn)行列列車能夠夠保持正正常的運(yùn)運(yùn)行速度度繼續(xù)前前進(jìn)。如如果列車車已經(jīng)行行駛到EOA之前，VOBBC還沒收收到新的的MA，VOBBC將主動動向Z

60、C發(fā)送MA延伸申申請。CBTC系系統(tǒng)中可可以在列列車運(yùn)行行MA終點(diǎn)前前設(shè)置一一個規(guī)定定時間，在在這個規(guī)規(guī)定時間間內(nèi)， 列車行行至最近近相關(guān)應(yīng)應(yīng)答器組組LRBBG(LLastt reelevvantt baalisse ggrouup)，VOBBC發(fā)送MA延伸請請求，或或者在ZC響應(yīng)一一個聯(lián)鎖鎖設(shè)備輸輸出的變變化時自自動生成成一個新新的MA，從而而列車行行車路線線延長到到了列車車當(dāng)前位位置之前前，示意意圖如圖圖43所示。圖4-3 MA延伸原原理示意意圖在下面兩種種情況下下列車車車載設(shè)備備VOBBC也可以以請求MA延伸，一一種是列列車到達(dá)達(dá)EOA之前的的規(guī)定時時間內(nèi)，另另一種是是在MA信息內(nèi)內(nèi)部計