基于层次时间自动机的移动授权的建模与验证

摘要

基于通信的列车运行控制(communication based train control,CBTC)系统以其安全、可靠等性能优点在城市轨道交通的运营中得到广泛关注。它通过其核心功能,即为每一列通信列车提供移动授权(movement authority,MA),来实现列车安全间隔运行。针对功能安全和实时性等方面的不足,首先,建立移动授权的层次时间自动机(hierarchical time automaton,HTA)模型,其中嵌入了列车管理、安全位置、遍历障碍物和列车筛选模块,并对模块间的交互信息进行分析;其次,采用巴科斯范式(Backus-Naur form,BNF)语法对其特性进行描述;最后,利用UPPAAL对各特性验证。结果表明,移动授权模型满足实时性、顽健性、可用性、完整性、安全性5项需求,层次时间自动机理论适用于系统需求规范的验证。