基于图论的联锁程序的研究与设计

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1、中图分类号：U284.3密级：公开UDC：本校编号：硕士学位论文论文题目：基于图论的联锁程序的研究与设计研究生姓名：石擎宇学号：0211474学校指导教师姓名：谭丽职称：副教授申请学位等级：工学硕士学位专业：交通信息工程及控制论文提交日期：2014.6.12论文答辩日期：2014.6.8万方数据硕士学位论文基于图论的联锁程序的研究与设计ResearchandDesignofInterlockingProgramonGraphTheory作者姓名：石擎宇学科、专业：交通信息工程及控制学号：0211

2、474指导教师：谭丽副教授完成日期：2014年4月22日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论

3、文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据兰州交通大学硕士学位论文摘要联锁系统是车站内指挥车辆安全运行的指挥系统，是保证车辆在站内运行安全的关键。随着计算机技术的普及和应用，计算机技术被逐渐引入到

4、铁路信号领域。计算机联锁系统以其方便安装调试、模块化程度高、以及便于集中监控、集中管理等诸多优点，已经逐渐将传统的继电联锁系统取代。虽然计算机联锁系统相比传统的继电联锁系统有很多的优势，但是现有的计算机联锁系统在安全性和可靠性方面，仍然需要作更多的提升和改进。联锁程序是计算机联锁系统中用于完成联锁逻辑运算的程序。由于联锁程序是计算机联锁系统中最重要的一部分，所以联锁系统整体的安全可靠，在很大程度上是由联锁程序决定的。从分析联锁程序所要处理的现实对象入手，对它们的逻辑本质进行分析，作出一定的数学抽

5、象。在给出相关对象的数学定义之后，使用数学手段分析了这些数学对象的关联，建立了一个用于解释联锁现象的数学模型。进一步的，对联锁现象进行了一定的分析和解释，给出了一系列用于解释联锁现象的基本定理，并对这些定理加以证明。在完成用于解释联锁现象的公理系统之后，利用这一公理系统对联锁程序进行了重新的设计。提出了以动态数据库的形式实现联锁程序的新思想。之后，给出了数据库中数据的组织形式，并对这一数据结构的设计思想和它的合理性作出了说明。完成数据结构的设计之后，在前面理论的基础上设计了用于进行联锁逻辑运算的

6、基本过程和算法，并通过前面的公理系统对这些过程和算法的设计思想和正确性给出了解释和说明。最后，在完成用于实现联锁程序的动态数据库的设计之后，对这一新的联锁程序进行了测试。分别设计了安全性测试和可移植性测试两部分实验。程序的安全性测试部分，共设计了四个实验，对联锁程序所要处理的基本联锁现象进行测试。程序的可移植性测试部分，从算法通用性和数据库构建数据量两方面，同现有联锁系统中的联锁程序进行对比，对新的联锁程序的可移植性进行评估。实验发现，以文中提出理论为基础设计的新的联锁程序具有很好的安全性。最重

7、要的是，这一安全性是可以通过理论给出明确证明和解释的。这与现有的联锁程序中缺乏理论支持的安全性是不同的。另外，实验发现，由于给出了用于解释联锁现象的基本数学理论和数学方法，使得以此设计的用于实现联锁运算的过程和算法具有广泛的适用性。同时，也由于这一原因，联锁问题中的数据有了更加合理的组织形式，联锁程序涉及到的数据量被大大压缩。本文的创新之处主要在于以下两点：(1)给出了用于解释联锁现象的一个公理系统，这使得通过数学手段和数学方法对-I-万方数据基于图论的联锁程序的研究与设计联锁现象进行分析和研究

8、变为可能。(2)通过实际编写程序验证给出的理论，发现由于所给出的理论是用于解释基本联锁现象的，所以以此设计的联锁程序可以作为任意车站的通用联锁程序。且程序具有很好的安全性。关键词：图论；联锁程序；数据结构论文类型：应用基础研究-II-万方数据兰州交通大学硕士学位论文AbstractInterlocksystemsareusedtocommandthesafeoperationofthevehicleinthestation.Itisthekeytothesafeoperationoftheveh