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目前我国高速铁路运行里程已达世界第一,高速铁路的安全性和运行效率日益受到全世界的关注。列控系统等级转换是高速列车运行过程中常见的场景,其功能是否可以在安全要求的规定下正确执行直接影响到列控系统控车的有效性,甚至关系到高速列车运行的安全。本文以研究列控系统C2/C3等级转换安全执行为目标,分别采用形式化建模技术(随机Petri网)以及计算机仿真技术(VC++)研究列控系统C2/C3等级转换的流程及功能实现。随机Petri网是在一般Petri网的基础上延伸出来的高级网,其变迁的执行具有严格的时间限定,可以很好的对像列控系统等级转换这种具有严格时间要求的流程进行建模分析。通过软件仿真,可以更直观的观察到整个列控系统等级转换的实现过程并对其实现流程进行监测。本文对列控系统C2/C3等级转换的研究依据是C3级列控系统总体技术规范,所以无论形式化建模还是计算机仿真都是具有完全的理论基础和研究依据。本文首先给出了列控系统等级转换的定义,并分析了CTCS等级转换和ETCS等级转换的研究现状。之后对随机Petri网理论和TimeNET分析软件做了简单的介绍,并研究了使用随机Petri网建立列控系统等级转换模型的可行性。然后,根据等级转换原则利用随机Petri网建立了列控系统C2/C3级三种情况下的等级转换模型,包括C2至C3级正常转换模型、C3至C2级正常转换模型和列控系统故障降级模型；同时采用随机Petri网分析软件TimeNET对建立的三个模型进行性能分析,得出列控系统C2/C3等级转换在功能性和实时性要求的前提下都能正确实现的结论,为接下来的软件仿真提供了强有力的理论支撑。接下来,在形式化建模分析的基础上,完成了列控系统C2/C3等级转换三种情况下的正常转换和转换失败的仿真流程。最后利用VC++软件仿真平台实现了仿真软件的开发及测试,实现了对列控系统C2/C3等级转换整体流程的监测及维护,进一步证明了列控系统C2/C3等级转换的正确性和可行性。