【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，属于铁路管理与控制。
技术介绍
1、在铁路信号中，车站联锁(傅世善.铁路信号基础知识第一讲从车站联锁到信息联锁[j].铁路通信信号工程技术,2009,6(2):60-62.)是指通过技术方法，使信号设备必须按照一定程序并满足一定条件，才能动作或建立相互关系。车站联锁的目的是通过建立信号、道岔和进路的联锁关系，保证车站范围内行车和调车作业的安全。随着铁路信息化的发展，传统的车站联锁技术已经不能满足铁路更安全、更高效的需求。应该以生产作业的安全性和高效性为目标，从生产作业信息采集、处理、传输、输出的全周期，通过信息处理、数学优化、逻辑运算等方法，使得不同层面的生产作业信息之间满足安全约束条件，才能输出信息并驱动控制系统自动执行。
2、文献(傅世善.铁路信号基础知识第一讲从车站联锁到信息联锁[j].铁路通信信号工程技术,2009,6(2):60-62.)首次在铁路信号联锁的基础上提出车站信息联锁概念，并从安全条件的设定、信息采集、计算机软件逻辑处理等方面论述了信息联锁技术如何提高车站作业的安全性。文献(丁昆.信息联锁技术[j].铁路通信信号工程技术,2010,7(5):12-16.李凯.信息联锁技术在编组站信号控制系统中的应用研究[j].中国铁路,2011(1):87-90.)将信息联锁技术运用到编组站信号控制系统中，设计了7条信息联锁关系链，共同作用构成约束网，进路按计划自动执行的全过程均受到来自不同链路的规范和限制，从技术上保障了编组站生产作业计划的质量和安全
3、总之，以前的研究没有从理论方法层面系统地提出管理与控制一体化的分层信息联锁方法，没有建立分层信息联锁模型；没有从完整性、安全性、高效性等3个方面设计信息联锁原则；很少从顶端信息的调度、不同层之间信息的交互、底端信息的自动执行等3个方面提出联锁规则等。因此，本文在以上文献的基础上，提出了更广泛的分层信息联锁理论，建立了分层信息联锁安全架构和模型，提出了分层信息联锁设计原则和规则；之后将分层信息联锁技术运用于铁路车辆基地生产作业管理中，提高了生产作业管理和控制的效率和安全性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，该方法可以提高铁路车辆基地的生产作业管理和控制的效率和安全性。
2、本专利技术解决其技术问题，所采用的技术方案为：
3、一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，其步骤如下：
4、a、作如下设定：
5、a1、系统至少为3层结构，包括生产作业管理信息子系统(mis)、过程控制子系统(pcs)和现场设备子系统(fds)，mis具有信息搜集与存储、资源分配、作业调度等功能，pcs通过控制fds实施mis下达的作业计划；
6、a2、系统是作业流程驱动式的，绝大部分作业之间具有链式的时间先后关系，前一个作业的完成是后一个作业开始的必要条件。
7、b、依据上述设定定义如下：
8、b1、生产作业系统是一个六元组s＝(t,o,r,c,g,p)，其中：
9、(1)t为时间集合；
10、(2)o为t内需要完成的生产作业集合；
11、(3)r为t内可利用的资源集合；
12、(4)c为系统完成生产作业时需要遵循的规则集合；
13、(5)g为系统可控设备对象集合；
14、(6)p为系统生产作业地点集合。
15、b2、生产作业信息是一个六元组其中：
16、(1)是作业开始时刻；
17、(2)是作业结束时刻；
18、(3)ri为作业消耗或者占用的资源集合；
19、(4)pi为作业地点；
20、(5)gi为作业对象；
21、(6)si为作业状态。
22、b3、生产作业链是一个二元组li＝(·oi,oi·)，i＝1,…,m1，其中：
23、(1)·oi是作业oi的前置作业集合；
24、(2)oi·是作业oi的后置作业集合。
25、如果，那么oi称为前端作业，如果，那么oi称为后端作业；如果在·oi集合内的元素个数为1，那么作业oi有唯一前置，如果在oi·集合内的元素个数为1，那么作业oi有唯一后置。
26、b4、作业之间存在串型链式关系iff(当且仅当)：
27、(1)有唯一后置；
28、(2)有唯一前置；
29、(3)
30、作业之间存在并型链式关系iff：或者
31、系统s是串型链式的，iff：和之间只存在串型链式关系；
32、系统s是并型链式的，iff：和之间只存在并型链式关系；
33、系统s是混合型链式的，iff：作业之间即存在串行链式关系又存在并行链式关系。
34、对于混合型链式的系统s，为了使得生产作业流程直接驱动现场设备执行，需要对s中各生产作业信息进行分层，并实现每一层信息之间以及各层之间信息之间的联锁关系。设定生产作业信息被分为n层，第j(2≤j≤n)层的分层信息记为
35、b5、系统s生产作业分层信息联锁iff：和之间最多只存在串行链式关系。
36、为了使得系统s生产作业分层信息联锁，需要基于生产信息之间的流程关系，使用各种优化决策、信息逻辑处理方法，保证生产作业信息的完整性、安全性、高效性。
37、分层信息联锁结构是横向闭环的：生产作业信息不仅要向下分层使得能够被控制系统辨识，还要将底层信息反馈给上层，以根据控制系统的执行情况更新生产作业信息的状态。为了能够保证生产作业信息之间是联锁的，需要定义信息联锁原则和规则，表达形式如下：
38、
39、其中：为全称量词，为存在量词，l为由逻辑谓词(与“∧”、或“∨”、非“！”、蕴含“＝>”、等价“<＝>”、等于“＝＝”)联接建立的逻辑表达式。
40、c、分层信息联锁原则
41、原则1信息完整性：为了防止因底层生产作业信息的不完整造成控制系统无效或错误执行，底层生产作业信息的完整性表示如下：
42、
43、表示：底层生产作业信息的结束时刻晚于开始时刻，且至少需要分配资源和设备对象，其中为生产作业的持续时间。
44、原则2信息安全性：底层信息的输出需要保证控制系统能够安全地执行，即底层生产作业信息之间不能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，其特征在于，B的具体设定定义如下：
3.根据权利要求1所述的一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，其特征在于，C的分层信息联锁原则具体为：
4.根据权利要求1所述的一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，其特征在于，D的分层信息联锁规则具体为：
【技术特征摘要】
1.一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铁路管理与控制一体化的分层信息联锁方法，其特征在于，b的具体设定定义如下：
3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：马亮，杨明，李僖，应文淇，包依凡，刘洋，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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