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高速列车双自适应广义预测控制方法 被引量:19
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作者 李中奇 杨振村 +1 位作者 杨辉 刘杰民 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期120-127,共8页
针对单一广义预测控制器在控制过程中只修改模型参数而不修改控制器参数,导致列车在启动和制动阶段控制效果较差这一问题,采用双自适应广义预测控制方法,设计高速列车双自适应广义预测控制器实现对高速列车运行过程的自动控制。该控制... 针对单一广义预测控制器在控制过程中只修改模型参数而不修改控制器参数,导致列车在启动和制动阶段控制效果较差这一问题,采用双自适应广义预测控制方法,设计高速列车双自适应广义预测控制器实现对高速列车运行过程的自动控制。该控制器采用具有可变遗忘因子的递推最小二乘法实时辨识列车运行过程模型的参数,根据辨识得到的模型参数自适应建模且修正控制器的调优参数,进而计算出高速列车需要施加的牵引/制动力,并设计确保控制器稳定的监督机制,实现高速列车对给定速度的高精度跟踪。仿真结果表明:双自适应广义预测控制器对给定速度和位移均有高精度的跟踪能力,在遇到未知干扰时仍能确保列车安全、稳定地运行,其控制效果明显优于单一自适应控制器。 展开更多
关键词 高速列车 运行控制 控制器 自适应建模 参数调优
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无线闭塞中心系统安全风险分析及对策 被引量:21
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作者 张苑 刘朝英 +3 位作者 李启翮 侯锡立 袁焕靖 江明 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期112-117,共6页
通过分析无线闭塞中心(RBC)的系统结构和功能,从RBC的角度辨识出各种安全风险,并将它们分为列车超速和列车冒进两大类;采用故障树分析方法对2类风险分别建立故障树,进而求解故障树的最小割集,识别出所有可能导致这2类安全风险的原因。... 通过分析无线闭塞中心(RBC)的系统结构和功能,从RBC的角度辨识出各种安全风险,并将它们分为列车超速和列车冒进两大类;采用故障树分析方法对2类风险分别建立故障树,进而求解故障树的最小割集,识别出所有可能导致这2类安全风险的原因。分析结果表明,导致列车超速的直接原因一是RBC向列控系统车载设备发送了错误的行车许可信息或与速度相关的信息,二是RBC未能向列控系统车载设备发送应该发送的行车许可或与速度相关的信息;导致列车冒进的直接原因一是RBC发送了错误的行车许可或有条件紧急停车信息,二是RBC未及时发出缩短行车许可以及有条件和无条件紧急停车信息。针对分析和归纳出的五大类共11项安全风险原因,给出对应的防范措施,并经在武广高速铁路应用,验证了防范措施有效且实用。 展开更多
关键词 无线闭塞中心 风险分析 故障树 高速铁路
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基于负载均衡的MVB周期数据调度优化 被引量:13
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作者 王保华 严翔 +1 位作者 王立德 王昕 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期114-120,共7页
针对采用单调速率(RM)调度算法构建的周期扫描表易导致多功能车辆总线(MVB)网络出现负载不均衡的问题,基于MVB网络建立以网络负载不均衡度最小为目标的优化模型;为增加算法的收敛速度,简化算法求解过程,采用基于以平均负载率为中心的预... 针对采用单调速率(RM)调度算法构建的周期扫描表易导致多功能车辆总线(MVB)网络出现负载不均衡的问题,基于MVB网络建立以网络负载不均衡度最小为目标的优化模型;为增加算法的收敛速度,简化算法求解过程,采用基于以平均负载率为中心的预测域的免疫遗传算法对优化模型进行全局最优求解。仿真和试验结果表明:较RM调度算法和其他优化算法,采用所给出的优化模型和算法能够明显减小MVB网络负载的波动;算法具有更快的收敛速度,可以提高MVB网络的负载能力,提升控制系统的性能。 展开更多
关键词 列车控制网络 多功能车辆总线 负载均衡 免疫遗传算法 预测域 负载率
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列车运行自动控制(ATO)算法的研究 被引量:29
4
作者 刘贺文 赵海东 贾利民 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期38-43,共6页
通过分析列车自动控制算法所面临的问题 ,提出了具有自适应、智能化的列车自动驾驶算法及推理机结构。
关键词 人工智能 自适应 列车运行自动控制算法 ATO控制算法 推理机结构
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CTCS-3级列控系统RAM指标评价方法研究 被引量:30
5
作者 邸丽清 袁湘鄂 王永年 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期92-97,共6页
为评价CTCS-3级列控系统的可靠性、可用性和可维护性(RAM),对系统逐层向下分解并建立可靠性框图,可靠性框图的最低层次定位到现场可更换的最小部件。通过可靠性预计和可维护性预计得出最小可更换部件的故障率和维修率,然后利用马尔可夫... 为评价CTCS-3级列控系统的可靠性、可用性和可维护性(RAM),对系统逐层向下分解并建立可靠性框图,可靠性框图的最低层次定位到现场可更换的最小部件。通过可靠性预计和可维护性预计得出最小可更换部件的故障率和维修率,然后利用马尔可夫过程计算模型,根据可靠性框图自下而上逐层求解出系统的可靠性指标。同理,可根据各个最小可更换部件的故障率和维修时间,得到系统的可维护性指标。根据得到的系统可靠性指标和可维护性指标计算得出CTCS-3级列控系统的可用性指标。根据计算得到的RAM指标,判断系统是否达到系统需求。 展开更多
关键词 列车控制系统 可靠性 可用性 可维护性 评价方法
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基于有色Petri网的车载设备模式转换测试序列生成方法 被引量:18
6
作者 赵晓宇 杨志杰 吕旌阳 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期115-123,共9页
为高效、自动生成覆盖车载设备所有转换路径的测试序列,根据《CTCS-3级列控系统系统需求规范》,首先基于有色Petri网构建车载设备模式转换(MTCPN)模型,并采用ASK-CTL公式和非标准状态空间查询法对MTCPN模型进行分析和验证,然后根据车载... 为高效、自动生成覆盖车载设备所有转换路径的测试序列,根据《CTCS-3级列控系统系统需求规范》,首先基于有色Petri网构建车载设备模式转换(MTCPN)模型,并采用ASK-CTL公式和非标准状态空间查询法对MTCPN模型进行分析和验证,然后根据车载设备模式转换规则,将车载设备的工作模式及其转换路径映射为有向图,采用中国邮路算法求解有向图,生成1条最优邮路,并对该邮路进行二次优化,生成车载设备模式转换的测试目标序列集;将测试目标序列作为MTCPN模型的输入,仿真生成满足全路径覆盖准则的可执行的测试序列集和XML文件。验证结果表明:基于有色Petri网的测试序列生成方法能够满足测试需求,并且避免了既有方法的状态空间爆炸和搜索死循环问题,提高了测试效率。 展开更多
关键词 测试序列 车载设备 列车控制系统 模式转换 有色PETRI网 中国邮路算法 路径覆盖量
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基于多级可拓评价法的列车运行控制系统运营安全风险评价 被引量:18
7
作者 张亚东 郭进 +1 位作者 戴贤春 邹波 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期114-119,共6页
为定量评价列车运行控制系统的运营安全风险水平,构建包括列控设备风险、操作风险、维修风险、环境风险、安全管理风险和更新改造风险的列车运行控制系统运营安全风险评价指标体系,并基于模糊层次分析法确定各评价指标的权重,建立列车... 为定量评价列车运行控制系统的运营安全风险水平,构建包括列控设备风险、操作风险、维修风险、环境风险、安全管理风险和更新改造风险的列车运行控制系统运营安全风险评价指标体系,并基于模糊层次分析法确定各评价指标的权重,建立列车运行控制系统运营安全风险多级可拓评价模型。以国内某高速铁路CTCS-3级列车运行控制系统的运营安全风险定量评价为例,验证了该模型的合理性、可行性和适用性。 展开更多
关键词 列车运行控制系统 运营安全风险 评价指标体系 多级可拓评价法
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高速列车运行控制系统的研究 被引量:10
8
作者 赵海东 刘贺文 +1 位作者 杨悌惠 贾利民 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期31-36,共6页
列车运行控制系统是保证列车安全、高效运行的重要设备。以成功应用于广深线时速达200 km ·h- 1的X2000 及国产动力集中动车组上的速度分级控制系统为例, 介绍系统原理、系统构成及该系统所采用的适用于广深线的各... 列车运行控制系统是保证列车安全、高效运行的重要设备。以成功应用于广深线时速达200 km ·h- 1的X2000 及国产动力集中动车组上的速度分级控制系统为例, 介绍系统原理、系统构成及该系统所采用的适用于广深线的各种控车模式。并且针对300 km ·h- 1高速试验列车,结合智能控制技术的发展及高速列车对车载控制系统的要求, 提出了适应高速列车特点, 满足控制要求的车载系统方案, 展开更多
关键词 高速列车 运行控制 模式 智能控制
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基于多分辨率建模方法的CTCS-3级列控系统仿真技术 被引量:5
9
作者 蔡伯根 刘大为 +4 位作者 上官伟 李小琴 王剑 严细辉 王晶晶 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期105-111,共7页
基于多分辨率建模和高层体系结构,对CTCS-3级列控系统进行仿真研究。根据CTCS-3级列控系统的结构,选择无线闭塞中心(RBC)、列控中心(TCC)、应答器信息传输模块和车载安全计算机4个关键模块组成控车模型。采用多分辨率建模方法,根据信息... 基于多分辨率建模和高层体系结构,对CTCS-3级列控系统进行仿真研究。根据CTCS-3级列控系统的结构,选择无线闭塞中心(RBC)、列控中心(TCC)、应答器信息传输模块和车载安全计算机4个关键模块组成控车模型。采用多分辨率建模方法,根据信息交互细节层次的不同,将控车模型中的不同模块划分为低、中、高3种分辨率模块。应用HLA仿真技术,构建控车模型中联邦对象模型和成员之间的属性公布与订购关系,应用RTI软件实现控车模型的仿真过程。实现了如下仿真场景:控车模型联邦与RTI软件的连接与退出;不同分辨率情况下的RBC与TCC信息交互生成行车许可;车载安全计算机绘制计算目标距离曲线;列车行驶视图显示。仿真结果验证了多分辨率建模方法在CTCS-3级列控系统仿真中的可行性。 展开更多
关键词 列控系统 控车模型 多分辨率建模 高层体系结构 分布交互式仿真
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铁路专用2FSK调制信号生成方法的研究 被引量:9
10
作者 郜洪民 贾学祥 赵海东 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期101-105,共5页
铁路信号车载和地面列控设备是确保列车高速安全运行的重要基础装备 ,针对我国铁路信号地面系统制式多、设备不兼容的现状 ,如何基于相同硬件及专用软件 ,模拟产生现有不同制式轨道电路信号是新型列车自动控制系统研制过程中亟待解决的... 铁路信号车载和地面列控设备是确保列车高速安全运行的重要基础装备 ,针对我国铁路信号地面系统制式多、设备不兼容的现状 ,如何基于相同硬件及专用软件 ,模拟产生现有不同制式轨道电路信号是新型列车自动控制系统研制过程中亟待解决的技术难题。分析了我国铁路主要制式信号的典型参数特征 ,通过MAT LAB仿真软件建立了主要制式信号的数学模型 ,在重点解决了边频精度、相位连续、波形转换等关键问题的前提下 ,提出了我国铁路专用 2FSK (二进制频移键控 )调制信号的全新生成方法 ,并给出了相关硬件、软件的设计思路。由实验结果分析表明 ,该设计的精确度和稳定度完全满足现场应用的要求 ,具有通用、简便。 展开更多
关键词 2FSK调制信号 铁路信号 列车自动控制 数学模型 频移键控 信号生成方法
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基于TOPSIS法的列车运行控制系统风险排序模型研究 被引量:9
11
作者 张亚东 邹波 +1 位作者 郭进 查志 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期96-101,共6页
针对列车运行控制系统中相同风险等级危害事件的风险排序问题,从危害事件的发生频率和后果严重度2个方面构建其风险评价指标体系;在专家给出评价结果的基础上,运用模糊层次分析法确定各风险评价指标的权重,然后建立基于逼近理想解的排序... 针对列车运行控制系统中相同风险等级危害事件的风险排序问题,从危害事件的发生频率和后果严重度2个方面构建其风险评价指标体系;在专家给出评价结果的基础上,运用模糊层次分析法确定各风险评价指标的权重,然后建立基于逼近理想解的排序法(TOPSIS法)的列车运行控制系统相同风险等级危害的风险排序模型。运用该模型,对国内某高速铁路CTCS-2级列车运行控制系统建设期识别出的3个相同风险等级的危害事件进行风险排序,验证了该模型的合理性、可行性和适用性。利用该模型可以从相同风险等级危害事件中分离出更关键的危害事件,为制订风险控制与监督提供更加科学合理的依据。 展开更多
关键词 高速铁路 列车运行控制系统 危害事件 风险排序模型
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运行时验证及其在列车运行控制系统中的应用 被引量:4
12
作者 赵林 唐涛 +2 位作者 徐田华 柴铭 李宪 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期65-71,共7页
运行时验证是一种将模型检验方法与测试相结合的轻量级验证技术,它能够有效地降低系统验证的复杂度,提供系统运行阶段的安全保障,因此在安全苛求系统的验证领域有着极其重要的应用。本文提出一种基于三值逻辑的有限轨迹LTL可执行语义,允... 运行时验证是一种将模型检验方法与测试相结合的轻量级验证技术,它能够有效地降低系统验证的复杂度,提供系统运行阶段的安全保障,因此在安全苛求系统的验证领域有着极其重要的应用。本文提出一种基于三值逻辑的有限轨迹LTL可执行语义,允许"真"和"假"以外的逻辑值来显式的刻画验证过程中可能出现的非确定性,从而使得验证的结果更加精确。针对新的LTL语义给出了基于公式重写的运行监控算法和近似优化策略,并结合欧洲列车运行控制系统的实例,分析探讨了该方法在轨道交通控制领域的应用。 展开更多
关键词 模型检验 测试 多值逻辑 公式重写 列车运行控制系统
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CTCS-3级列控系统车载设备测试序列优化生成方法 被引量:18
13
作者 张勇 王超琦 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期100-106,共7页
根据车载设备功能测试的需求,研究基于中国邮路算法优化生成CTCS-3级列控系统车载设备测试序列的方法。在分析测试序列构造方法的基础上,将测试序列的优化生成问题转换为求解1个具有多重弧的有向图的中国邮路问题。针对测试序列的特点,... 根据车载设备功能测试的需求,研究基于中国邮路算法优化生成CTCS-3级列控系统车载设备测试序列的方法。在分析测试序列构造方法的基础上,将测试序列的优化生成问题转换为求解1个具有多重弧的有向图的中国邮路问题。针对测试序列的特点,利用Edmonds-Johnson算法和LINGO建模工具对中国邮路问题进行求解,即通过构造容量网络、求解最小费用最大流、欧拉图寻迹等步骤,找出最优邮路。针对求解结果有可能导致测试序列过长的问题,提出1种有效的截短方法,实现了生成结果的二次优化。以CTCS-3级车载设备模式转换示意图为例,给出优化生成测试序列的具体过程。 展开更多
关键词 列车控制系统 车载设备 测试序列 中国邮路问题 多重弧有向图 Edmonds-Johnson算法
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新型模糊预测控制及其在列车自动运行过程中的应用 被引量:8
14
作者 张建华 贾利民 张锡第 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期101-109,共9页
此文提出了一种新型模糊预测控制(NFPC)算法,并把它用于列车自动运行过程(ATO)的计算机仿真。既有的ATO系统通常使用常规控制方法(如PID控制)跟踪既定的列车速度模式,在简要分析其缺陷的基础上,提出了采用NFP... 此文提出了一种新型模糊预测控制(NFPC)算法,并把它用于列车自动运行过程(ATO)的计算机仿真。既有的ATO系统通常使用常规控制方法(如PID控制)跟踪既定的列车速度模式,在简要分析其缺陷的基础上,提出了采用NFPC的新型ATO系统方案。NFPC实质上是模糊决策和预测控制方法的有机结合,其中采用模糊逻辑来实现被控过程/对象的逆动态特性,并在控制算法设计中引入了预测思想。另外还以ATO过程为背景,针对NFPC算法做了仿真研究,仿真结果初步表明了NFPC算法的有效性。 展开更多
关键词 自动控制 计算机 仿真 模糊预测控制 列车 运行
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基于微分动态逻辑的无线闭塞中心交接协议建模与验证 被引量:7
15
作者 刘金涛 唐涛 +1 位作者 赵林 刘玉鹏 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期98-104,共7页
ETCS-2级列车运行控制系统呈现复杂的混成性。按照无线闭塞中心(RBC)交接协议的内容,建立RBC交接协议的UML图;基于微分动态逻辑理论,从混成系统角度对ETCS-2级列控系统规范中的RBC交接协议进行建模。建立的RBC交接协议模型包括列车子模... ETCS-2级列车运行控制系统呈现复杂的混成性。按照无线闭塞中心(RBC)交接协议的内容,建立RBC交接协议的UML图;基于微分动态逻辑理论,从混成系统角度对ETCS-2级列控系统规范中的RBC交接协议进行建模。建立的RBC交接协议模型包括列车子模型、移交子模型和接收子模型。根据模型的性质,构造微分不变式,运用证明工具KeYmaera验证模型的安全性和活性。结合专业知识对关键性的约束条件进行分析并将其反馈至模型,实现模型的精化。在模型验证过程中,发现了交接安全及交接效率的参数约束条件,由此参数约束条件可知,RBC交接效率受RBC离散控制时间和列车运行状况的共同影响。 展开更多
关键词 列车控制系统 交接协议 混成系统 UML图 微分动态逻辑
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大秦线重载组合列车800MHz无线数据传输系统及关键技术 被引量:4
16
作者 李辉 陈松 +1 位作者 蒋志勇 欧阳智辉 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期88-94,共7页
大秦线重载组合列车800 MHz无线数据传输系统是在每台机车上配置2台无线数据传输设备,采用800 MHz工作频段和无线数据传输技术。系统实现的关键技术有:通过对电波在平原开阔地带、长直隧道和曲线隧道内传播特性的理论计算和实际测试验证... 大秦线重载组合列车800 MHz无线数据传输系统是在每台机车上配置2台无线数据传输设备,采用800 MHz工作频段和无线数据传输技术。系统实现的关键技术有:通过对电波在平原开阔地带、长直隧道和曲线隧道内传播特性的理论计算和实际测试验证,确定800 MHz频段为系统的工作频段;采用时间分集、频率分集、空间分集、前向纠错和重传相结合的混合纠错方式、交织编码处理和减少电波近体阻挡等措施,提高无线数据传输的成功率;采用广播和转发相结合的通信方式,确保系统的实时性和可靠性。试验和试运行结果表明:800 MHz频段无线信道数据传输比特误码率随着接收电平值增大而减小;确定系统最小接收电平值为0dBμV(95%时间、地点概率)。实际应用结果验证了系统能够较好地满足大秦线开行重载组合列车对无线数据传输的要求。 展开更多
关键词 无线数据传输 800MHz频段 通信方式 纠错方式 重载组合列车
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神经网络在高速列车运行智能控制中的应用研究 被引量:7
17
作者 王晶 贾利民 蔡自兴 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期111-116,共6页
本文对国内外列车运行自动控制系统作了扼要的阐述,分析了其不足,并结合神经网络理论提出基于神经网络的高速列车运行分层智能控制系统方案。该系统的协调层根据列车的实际运行工况灵活地推理出速度模式曲线作为控制层的追踪输入,控... 本文对国内外列车运行自动控制系统作了扼要的阐述,分析了其不足,并结合神经网络理论提出基于神经网络的高速列车运行分层智能控制系统方案。该系统的协调层根据列车的实际运行工况灵活地推理出速度模式曲线作为控制层的追踪输入,控制层用自适应的神经PID调节器实现,提高了列车运行控制的品质。 展开更多
关键词 高速列车 神经网络 运行 自动控制
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基于改进FAHP方法的列车运行控制系统仿真可信度研究 被引量:13
18
作者 陈建球 唐涛 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期59-66,共8页
为科学的评价列车运行控制系统仿真的可信度,改进模糊层次分析法FAHP(Fuzzy AHP),使其更适合评价列车运行控制系统仿真。首先提出根据列车运行控制系统仿真目的不同而进行不同仿真层次的划分,分析确定影响仿真目的可信度的具体指标因素... 为科学的评价列车运行控制系统仿真的可信度,改进模糊层次分析法FAHP(Fuzzy AHP),使其更适合评价列车运行控制系统仿真。首先提出根据列车运行控制系统仿真目的不同而进行不同仿真层次的划分,分析确定影响仿真目的可信度的具体指标因素;然后请相关领域内不同研究方向的专家采用三角模糊方法对影响指标因素进行评判,取其平均值构造三角模糊一致判断矩阵;接着使用FAHP计算各因素的模糊权重值,并进行去模糊化处理,获取各层次模块最终的权重值;再根据各层次模块的权重值及可信度按层加权计算获取列车运行控制系统仿真的可信度。根据不同仿真目的划分层次结构,确定影响指标因素,具有更强的针对性,以领域内多个不同研究方向专家的评判平均值构造三角模糊矩阵,可以更好的降低个人喜好和知识层面不同带来的偏差,加之FAHP方法考虑了人们对复杂事物判断的模糊性,能够更好地克服人为主观判断、偏好给决策带来的影响,因而更具有合理性。 展开更多
关键词 可信度 模糊层次分析法 列车运行控制系统 仿真 评价
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高速铁路列车运行控制系统车载设备安全性设计 被引量:9
19
作者 唐涛 郜春海 +1 位作者 张方 刘波 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1999年第5期83-87,共5页
在分析安全性、可靠性关系基础上,讨论了高速铁路列车运行控制系统车载设备的安全性设计及电磁兼容性设计.
关键词 安全性 列车运行 控制系统 高速铁路 车载设备
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高速铁路列车运行控制系统车载设备的软件设计 被引量:8
20
作者 郜春海 唐涛 张建明 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1999年第5期77-82,共6页
介绍了高速铁路列车运行控制系统车载设备功能软件的设计要求,描述了车载设备软件功能的软件组成和设计思路,其中包括输入处理程序、输出处理程序和速度控制处理程序.
关键词 高速铁路 软件设计 列车运行 控制系统 车载设备
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