38、ABZ - 2018：基于Event - B的列车系统案例研究

ABZ - 2018：基于Event - B的列车系统案例研究

1. 引言

通常，列车系统的案例研究聚焦于在配备道岔、交叉路口，由交通信号灯和限速标志保护的轨道上行驶的列车安全问题。列车司机需遵循这些指示，此类案例研究中运用的形式化方法旨在证明，只要司机操作正确，列车就能在这些轨道上安全行驶，这通过构建复杂系统模型并采用形式化证明技术来实现。

本文的案例研究则关注不同问题。此案例中不涉及道岔和交叉路口，也没有交通信号灯和限速标志。司机仍负责驾驶列车，但有被称为“轨道侧”的集中式结构保障列车安全。轨道沿线分布着多个轨道侧，每个轨道侧负责轨道的特定部分，这借助列车与轨道侧之间的无线电连接以及车载和轨道侧数字系统得以实现。

然而，无线电连接和数字系统可能会出现故障，或临时或永久无法运行。而且，没有连接设备和数字装置的列车（如货运列车）可能会与装备良好的列车一同在轨道上行驶。本案例研究的总体目标就是确保列车在这些困难情况下仍能安全行驶。

所研究的系统是混合ERTMS/ETCS 3级（欧洲实际交通管理系统/欧洲列车控制系统）。“混合”这一形容词源于轨道沿线所谓的TTD区段（轨道侧列车检测区段）存在额外的物理设备，这些设备能检测相应区段上所有列车的存在，特别是那些未配备无线电连接的列车。原则上，处理装备良好的连接列车时，这些额外设备并非必需，但轨道侧会将其用作辅助工具。

2. 需求文档解读

2.1 系统主要组件

系统由三个实体组成：轨道侧、轨道和列车。

2.1.1 轨道侧

轨道侧负责精确确定其控制的轨道部分上列车的位置，还会向连接的列车发送信息，告知列车能否在轨