Teoretyczne podstawy cyfrowego bliźniaka aplikacji ETCS

Spis treści ebooka

Skróty i pojęcia 7

1. Wprowadzenie 15

1.1. Cyfrowe odwzorowanie aplikacji ETCS. Dorobek badawczy 15

1.2. Plan monografii 17

1.3. Aktualny stan wiedzy 19

1.3.1. Cyfrowy bliźniak 19

1.3.2. Modelowanie i formalny opis systemu srk 23

1.3.3. Weryfikacja poprawności modelu infrastruktury 26

1.3.4. Metody formalne w zastosowaniu do weryfikacji systemu ETCS 27

2. System ERTMS/ETCS i jego aplikacja 29

2.1. System ERTMS 29

2.1.1. Kluczowe funkcje 29

2.1.2. Składniki i struktura 30

2.1.3. Poziomy zastosowania 32

2.1.4. Tryby pracy 33

2.1.5. Procedury 42

2.1.6. Język ETCS 43

2.2. Aplikacja ETCS 46

2.3. Formalne podstawy stosowania scenariuszy operacyjnych w procesie weryfikacji poprawności aplikacji ETCS 48

3. Cyfrowy bliźniak 51

3.1. Koncepcja 51

3.2. Właściwości 53

3.3. Zastosowania 55

4. Cyfrowy bliźniak aplikacji ETCS 57

4.1. Koncepcja 57

4.1.1. Cyfrowy bliźniak 59

4.1.2. Interfejs fizycznego bliźniaka 60

4.1.3. Monitor AE 60

4.1.4. Archiwum 61

4.1.5. Interfejs operatora/ konsola operatora  61

4.1.6. Wirtualne laboratorium 61

4.2. Taksonomia 63

4.3. Zastosowanie 65

4.4. Identyfikacja modeli składowych CBAE 67

4.4.1. Ogólny zarys modelu 67

4.4.2. Pozycjonowanie 68

4.4.3. Model topologii układu torowego 71

4.4.4. Modele składników aplikacji ETCS 74

4.4.5. Modelowanie aplikacji ETCS 85

4.4.6. Modele elementów otoczenia aplikacji ETCS 90

4.4.7. Modelowanie otoczenia 98

4.4.8. Model CBAE 104

4.5. Wirtualne laboratorium aplikacji ETCS 105

4.5.1. Założenia 105

4.5.2. Wirtualne prototypowanie 106

4.5.3. Koncepcja wirtualnego prototypu aplikacji ETCS 113

4.5.4. Symulacja scenariuszy operacyjnych 115

4.6. Dynamiczny model pociągu 118

4.6.1. Fazy jazdy pociągu 118

4.6.2. Strategia jazdy pociągu 121

4.6.3. Równanie ruchu 122

4.6.4. Interpolacja siły trakcyjnej i hamowania 125

4.6.5. Dokładność modelu jazdy 127

4.7. Symulacja jazdy pociągu 128

4.7.1. Zarys algorytmu 128

4.7.2. Algorytm symulacji jazdy pociągu 128

4.7.3. Algorytm symulacji ruchu kolejowego 130

5. Modele matematyczne i algorytmy 132

5.1. Podstawy teoretyczne 132

5.2. Matematyczny model infrastruktury torowej obejmującej aplikację ETCS i jej otoczenie 133

5.2.1. Ogólne założenia 133

5.2.2. Multigraf infrastruktury kolejowej 134

5.2.3. Katalog wierzchołków i krawędzi Multigrafu IS 156

5.2.4. Model przykładowego obszaru sieci kolejowej 159

5.3. Algorytmy weryfikacji poprawności modelu struktury 161

5.3.1. Ogólne założenia 161

5.3.2. Obszary weryfikacji 161

5.3.3. Spójność modelu matematycznego 163

5.3.4. Właściwości warstwy podstawowej srk 164

5.3.5. Budowa aplikacji ETCS 167

5.4. Scenariusze operacyjne 177

5.4.1. Formalna specyfikacja 177

5.4.2. Specyfikacja SSO środowiska symulacji 181

5.4.3. Wykonanie badania symulacyjnego 183

5.4.4. Weryfikacja działania aplikacji ETCS 184

5.4.5. Graficzna reprezentacja scenariusza operacyjnego 186

5.5. Formalna weryfikacja cyfrowego bliźniaka aplikacji ETCS z wykorzystaniem modelu czasowego i współbieżnego 187

5.5.1. Rozproszony charakter aplikacji ETCS 187

5.5.2. Dobór narzędzia 189

5.5.3. IMDS 190

5.5.4. Weryfikacja dostępność komunikatów tekstowych na DMI 197

6. Podsumowanie 205

Bibliografia 208

pokaż cały spis treści

ukryj recenzje