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针对高铁列车控制系统3级集成中的系统网络通信性能缺乏形式化标准问题，采用着色Petri网，在分析行车许可行为过程的基础上，提出并完成了面向行车许可计算及传输过程的分层着色Petri网系统建模，进一步完成赋时模型优化。通过实验对模型的有效性进行了验证，并进一步讨论了系统通信可靠性及网络延迟对行车的影响，形成等级转换时的通信质量的安全范围，可以为列控系统的设计、联调联试提供支持。