5、评估ERTMS/ETCS 5G网络的框架

最新推荐文章于 2025-10-14 16:08:14 发布
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分类专栏： 铁路系统安全与可靠性进展 文章标签： ERTMS/ETCS 5G网络 SDN
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评估ERTMS/ETCS 5G网络的框架

1. 引言

如今，高速铁路的车地通信基于铁路移动通信全球系统（GSM - R）标准。但随着GSM - R逐渐过时，人们正在研究下一代列车的不同解决方案。这些解决方案必须有助于列车的控制和安全间隔，并应对通信服务需求的急剧增长。这一挑战的成功解决方案将对包括服务提供商、电信运营商和运输公司在内的重要市场领域产生重大影响。

目前，4G UMTS长期演进（LTE）技术及其高级版本（LTE - A）在重要的研究和创新计划（如欧洲Shift2Rail倡议的信号创新计划2）以及一些旨在测试专有解决方案的现场试验中得到考虑。然而，在转向全新的通信基础设施之前，铁路运营商应考虑到移动通信在未来几年将经历另一次演进飞跃。目前，人们正投入大量研究精力来定义第五代（5G）移动通信标准。5G网络有望在异构基础设施上支持多种不同的服务。5G架构目前设计为高度灵活，既能支持传统用例，又便于未来用例的集成。特别是，活跃的5G研究项目表明，5G接入网络将基于新兴的软件定义网络（SDN）范式。通过采用SDN，网络基础设施将易于编程，从而能够可靠、安全地支持许多具有不同需求的并发多租户应用程序。在铁路场景中，由于控制平面的可编程性允许动态重新配置网络行为，以更好地匹配移动列车产生的通信流量，5G网络可以支持控制、监控、视频监控和信息娱乐服务。

本文介绍了我们在一项研究活动中获得的初步成果，该活动旨在评估采用SDN模型控制下一代铁路网络基础设施可能带来的机会。具体来说，我们描述了一个将网络模拟器与形式化建模和分析工具及技术相结合的框架，以评估专门为铁路通信量身定制的网络控制策略。

2. 背景和相关工作

近期的一些研究已经提出将5G通

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36、基于 Electrum 验证混合 ERTMS/ETCS 3 级概念
mqtt6iot的博客
10-08 21
本文介绍基于 Electrum 对混合 ERTMS/ETCS 3 级概念的形式化建模与验证方法。通过静态与动态结构组件的定义，结合系统演化动作与操作场景编码，利用 Electrum 的时态逻辑和可视化分析能力，对列车位置报告、通信状态、VSS 状态机及定时器机制进行建模，并验证关键安全属性。研究发现了原始规范中的模糊性与不一致问题，提出了模型调整方案，并探讨了未来在模型优化、功能扩展与实际数据融合方面的改进方向。
30、混合ERTMS/ETCS三级标准解析
mqtt6iot的博客
10-02 27
本文深入解析了混合ERTMS/ETCS三级铁路交通管理系统，涵盖系统架构、列车类型区分、虚拟子区段（VSS）状态管理、移动授权机制及对幽灵列车和影子列车的处理策略。同时介绍了基于SysML/KAOS与B方法的形式化需求工程建模流程，对比其相较于传统Event-B方法在结构化、可重用性与可追溯性方面的优势，并展望未来优化方向与实际应用前景。
33、混合 ERTMS/ETCS 3 级系统建模研究
mqtt6iot的博客
10-05 20
本文研究了混合ERTMS/ETCS 3级系统的建模方法，基于Promela语言对列车运行、轨道侧进程及定时器机制进行了抽象建模，并通过场景模拟与形式验证评估模型的正确性与安全性。研究发现了定时器过期不确定性导致的安全属性违反、需求文档中的规则歧义与不一致等问题，并提出了引入动态定时器约束、开发可视化动画工具、使用领域特定语言支持引导式模拟等解决方案。实验在高性能服务器上运行，探索超过6×10¹¹个状态，验证了大部分场景的准确性。最后通过mermaid流程图展示了从建模到问题分析再到改进方案的整体研究路径，为
42、混合ERTMS/ETCS三级标准的Event - B模型解析
mqtt6iot的博客
10-14 20
本文解析了基于混合ERTMS/ETCS三级标准的Event-B模型，重点阐述了列车位置报告机制、虚拟安全段（VSS）的引入、VSS状态计算与移动授权（MA）分配，以及系统安全属性和状态机确定性的验证过程。通过构建形式化模型，使用Rodin证明器和ProB模型检查器对关键不变式进行验证，确保TIMS/ERTMS列车在运行中不会发生碰撞。尽管因规范模糊性导致VSS状态机确定性证明未完全完成，但整体表明Event-B方法适用于复杂铁路信号系统的建模与验证。
31、混合ERTMS/ETCS三级标准建模解析
mqtt6iot的博客
10-03 21
本文深入解析了混合ERTMS/ETCS三级标准的建模过程，涵盖SysML/KAOS目标建模、领域建模、形式化方法及向B系统规范的转换。通过根级别、第一和第二细化级别的逐步分析，展示了如何从需求出发构建安全可靠的铁路控制系统，并探讨了建模中的挑战与解决方案，为铁路系统的智能化发展提供理论支持和技术路径。
37、利用 Electrum 验证混合 ERTMS/ETCS 3 级概念
mqtt6iot的博客
10-09 15
本文探讨了利用 Electrum 对混合 ERTMS/ETCS 3 级（HL3）概念进行形式化建模与验证的过程。通过定制可视化主题提升模型可读性，使用 Electrum 的有界模型检查自动生成并遍历操作场景，发现 VSS 状态机触发条件和计时器行为中的潜在问题。研究实现了多项改进，包括增强可视化排序、引入简化场景描述的新时态运算符、支持精确跟踪长度控制。同时对安全属性进行了探索性验证，并比较了 Electrum 与标准 Alloy 在动态建模和性能上的差异。最后提出了语言扩展、高级可视化技术等未来方向，旨在
32、混合ERTMS/ETCS 3级标准建模与验证
mqtt6iot的博客
10-04 21
本文研究了混合ERTMS/ETCS 3级标准的建模与验证方法，采用FORMOSE方法实现系统形式化规范的解耦与可追溯性，并利用Spin模型检查器进行建模和属性验证。通过Promela语言构建包含现实进程与轨道侧进程的模型，分析列车移动、报告行为及VSS状态转换。实验中面临状态空间爆炸、非确定性处理和人为死锁等问题，并提出了相应的解决方案。研究对比了不同形式化方法的优劣，总结了当前工作的局限性，并展望了未来在建模优化、验证效率提升和集成平台开发方面的改进方向，旨在提高铁路系统的安全性与运行效率。
41、混合ERTMS/ETCS三级标准的形式化建模研究
mqtt6iot的博客
10-13 18
本文研究了混合ERTMS/ETCS三级标准的形式化建模，基于Event-B方法通过多阶段细化构建系统模型，揭示了规范中存在的模糊性问题，如静音与断开传播定时器的启动和停止条件不明确。通过四台机器（M0-M4）逐步引入列车移动、位置报告、虚拟子部分（VSS）及移动授权（MAs）机制，实现了对系统行为的精确建模与安全属性验证。研究还提出了对iUML-B符号和工具的改进方向，并规划了在Enable-S3项目中的后续应用，包括测试用例生成与可视化集成优化，旨在提升铁路系统的安全性与可靠性。
4、城市轻轨交通LTE系统设计与5G网络评估框架
gitlab7runner的博客
06-28 37
本文探讨了城市轻轨交通中LTE系统的设计与5G网络评估框架。重点分析了视频丢包率与列车数量的关系、小区规划对网络性能的影响、列车移动及切换对信令流量的影响等内容，并提出了基于LTE-A和5G技术的铁路通信解决方案。通过模拟实验，研究了不同参数设置下网络的延迟、丢包率等关键性能指标，验证了LTE技术在时间关键和非时间关键应用中的可行性。此外，还介绍了5G网络评估框架，利用SDN范式实现动态网络配置，提升铁路通信的安全性与可靠性。研究结果表明，LTE和5G技术有望成为下一代城市铁路基础设施统一通信的重要支撑。
ERTMS_ETCS System requirements specification
11-05
1. **安全性**：ERTMS/ETCS系统首要要求是保证列车运行安全，防止超速和其他可能导致事故的情况。这需要系统能实时监测列车速度，并在必要时自动实施制动。 2. **互操作性**：系统应能适应各种类型的列车和铁路基础...
Window运行Lua文件[项目源码]
11-24
本文介绍了在Windows环境下如何运行Lua文件的方法。通过使用cmd命令，用户可以轻松执行Lua脚本。文章还提供了相关的注释说明，帮助读者更好地理解和操作。对于需要在Windows系统中运行Lua文件的开发者来说，这是一个简单而实用的指南。
【四旋翼无人机】具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机：建模与控制研究（Matlab代码、Simulink仿真实现）
11-24
【四旋翼无人机】具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机：建模与控制研究（Matlab代码、Simulink仿真实现）内容概要：本文围绕具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机展开研究，重点探讨其系统建模与控制策略，结合Matlab代码与Simulink仿真实现。文章详细分析了无人机的动力学模型，特别是引入螺旋桨倾斜机构后带来的全驱动特性，使其在姿态与位置控制上具备更强的机动性与自由度。研究涵盖了非线性系统建模、控制器设计（如PID、MPC、非线性控制等）、仿真验证及动态响应分析，旨在提升无人机在复杂环境下的稳定性和控制精度。同时，文中提供的Matlab/Simulink资源便于读者复现实验并进一步优化控制算法。; 适合人群：具备一定控制理论基础和Matlab/Simulink仿真经验的研究生、科研人员及无人机控制系统开发工程师，尤其适合从事飞行器建模与先进控制算法研究的专业人员。; 使用场景及目标：①用于全驱动四旋翼无人机的动力学建模与仿真平台搭建；②研究先进控制算法（如模型预测控制、非线性控制）在无人机系统中的应用；③支持科研论文复现、课程设计或毕业课题开发，推动无人机高机动控制技术的研究进展。; 阅读建议：建议读者结合文档提供的Matlab代码与Simulink模型，逐步实现建模与控制算法，重点关注坐标系定义、力矩分配逻辑及控制闭环的设计细节，同时可通过修改参数和添加扰动来验证系统的鲁棒性与适应性。
SQL Server 2019安装指南[代码]
11-24
本文详细介绍了SQL Server 2019的下载及安装步骤，包括如何选择版本、设置安装选项、配置实例和混合模式密码等关键操作。同时，文章还提供了SQL Server Management Studio (SSMS)的安装教程，指导用户如何下载、安装并连接到SQL Server数据库。内容涵盖了从初始下载到最终使用的完整流程，适合需要安装SQL Server 2019的用户参考。
面部图像疲劳检测的平衡数据集-Fatigue Dataset
11-24
疲劳数据集 用于面部图像疲劳检测的平衡数据集 疲劳检测在交通、医疗和工业监控等安全关键环境中发挥着至关重要的作用。通过面部分析识别疲劳或嗜睡的迹象已成为广泛研究的计算机视觉问题，尤其是在深度学习工具和预训练模型日益普及的情况下。 该数据集旨在帮助研究人员和从业者开发、测试和基于真实面部图像的疲劳检测系统。 该数据集包含2200张面部图像，均匀分布在两类： 疲劳 非疲劳 所有图片均来自开源互联网仓库。 每张图片都经过人工检查并整理到相应的类别文件夹中。 该数据集旨在： 疲劳检测支持研究 促进面部状态识别深度学习模型的发展 支持迁移学习和CNN架构的疲劳分类实验
Spring-AI-Alibaba示例2源码及结果
11-24
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Reflexion框架解析[项目源码]
11-24
Reflexion是一种新型强化学习框架，旨在通过反思和记忆机制提升大型语言模型（LLM）Agent的决策能力。该框架由Actor、Evaluator和Self-Reflection三个模型组成，通过将任务反馈转化为文本形式的反思并存储在记忆缓冲区中，优化后续决策。与传统强化学习方法相比，Reflexion无需微调LLM，支持更细致的反馈信号，并提高了可解释性。实验表明，Reflexion在HumanEval编程基准测试中准确率达91%，优于GPT-4的80%。论文还提供了代码和数据集，便于进一步研究。
全面Lua脚本语言学习指南[项目源码]
最新发布
11-25
本文详细介绍了Lua脚本语言的核心特性、基础语法、模块化编程、错误处理以及与其他编程语言的交互方式。Lua作为一种高效的轻量级脚本语言，以其简单、动态类型和自动垃圾回收等特点，广泛应用于游戏开发、网络编程等领域。文章涵盖了Lua的基础语法结构、数据类型、运算符、控制结构和函数定义，以及表与元表的高级特性。此外，还探讨了Lua模块与包的加载机制、错误处理与调试技巧，以及在HTML和游戏开发中的具体应用。通过本指南，学习者可以全面掌握Lua语言，解决编程中的各种挑战。
OpenCV HSV颜色识别[可运行源码]
11-24
本文详细介绍了在OpenCV中使用HSV颜色空间进行目标识别的方法。首先解释了为何选择HSV而非RGB空间，因为HSV能更直观地表达色彩的明暗、色调和鲜艳程度，便于颜色对比。文章提供了HSV颜色范围的基本信息，并指出PS和OpenCV中HSV范围的差异，需要进行数值转换。通过PS工具可以更精确地确定物体颜色的HSV范围，进而用于识别。最后，文章给出了具体的代码示例，展示了如何通过HSV范围识别物体，并进行图像处理操作如开操作和闭操作以优化识别效果。
VOC 2012数据集介绍[项目代码]
11-24
VOC 2012是一个有监督学习的图像数据集，包含20个对象类别，分为Person、Animal、Vehicle和Indoor四大类。数据集主要用于分类、检测和分割三大竞赛任务。文章详细介绍了VOC 2012的文件夹结构，包括Annotations（XML格式的图片标注信息）、ImageSets（包含训练集、验证集等数据）、JPEGImages（所有.jpg格式的图片）、SegmentationClass（语义分割标注掩模图）和SegmentationObject（实例分割标注掩模图）。此外，还解释了各个文件夹的具体内容和用途，如Annotations中的图像名称、地址、目标种类和位置等信息，以及ImageSets下的Action、Layout、Main和Segmentation子文件夹的用途。最后，通过实例展示了原始图像、语义分割图像和实例分割图像的对比，并解析了Annotations文件中的关键信息。
ERTMS/ETCS系统需求规格说明书
对于ERTMS/ETCS系统来说，系统需求规格说明将涵盖如下内容： 1. 功能需求：描述系统应当实现的全部功能，例如信号的显示、列车的定位、速度控制、轨道占用检测、列车通信、以及与其他铁路系统的接口等。 2. 性能...
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