探析基于uml的联锁软件建模与仿真研究

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1、北京交通大学硕士学位论文基于UML的联锁软件建模与仿真研究姓名：程梁申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：徐洪泽20071201中文摘要摘要：车站信号计算机联锁软件是一种保证站内行车安全，实现进路控制的安全性苛求软件。为了提高联锁软件的安全性和可靠性，分析了通用计算机联锁系统体系结构，基于统一建模语言(UML)，建立了联锁软件系统模型。在此基础上，设计了一套实现基本联锁功能的联锁软件系统，并在uClinux下进行仿真研究．论文所做的主要工作有：首先。分析联锁系统的功能需求，设计了通用计算机联锁系统的总体结构．基于该结构，建立最小系统的联锁软件结

2、构模型。其次，设计了不同信号受控对象(信号机、道岔、轨道电路、进路)的数据结构，对对象的状态变化进行建模。之后，针对一次完整的进路过程，建立迸路控制过程的模型。分析了进路从建立到解除的状态变化过程。将UML状态图与有限状态机结合起来，采用细粒度的有限状态机建立该状态交化过程的模型。再次，根据计算机联锁技术条件的联锁要求，比对并借鉴6502网络线逻辑，分析了基本进路过程中各个子过程的处理思想及软件流程，采用Ul皿，的类图、顺序图、协作图、活动图和状态图从不同角度建立各子过程模型，在此基础上设计了联锁软件。最后，搭建了该联锁系统的仿真开发环境。对联锁机嵌入式软件

3、开发流程进行详细的说明并仿真调试．仿真结果表明，该联锁软件在跨平台开发环境下稳定、可靠。关键词：联锁软件；建模；In咀，．仿真研究分类号：IJ284．37ABSTRACt．Railwaysignalcomputerinterlockingsoftwareisatypeofsafety-criticalsoftware．Itimplementstheroutecontrolandensoresthe仃aVcU略safety．Inordertoimprovethesafetyandreliabilityoftheinterlockingsoftware，thec

4、urrentinterlockingsystemstructurewasanalyzed,theunifiedmodelinglanguage(UML)Wasinuoduced,andtheinterlockingsoftwaresystemmodelWasthusproposed·Inaddition,asimplifiedintedockingsoftwaresystemWasdesignedOnthebasisofthemodelandi协simulationOnuClinuxvalidatedthemodelResearchworkinthisthe

5、sisWasfocusedonthefollowings：Firstly，thecurrentinterlockingsystemstructureWasdesignedbasedOntheinlm-lockingfunctionalrequirements，andthenthesoftwaresystemstruct,JrewasdesignedbasedOiltheavailable吼n咖Ic．AsimplifiedinmlockingsoftNvaresystemWasintroduced．Secondly,thebasicslgu丑lobjects,

6、includingthesignals,thepoints,thetracksandtheroutes。wfredespOiLThedamslmcturesofalltheobje出wl：fedesignedandthekstateswereanalyzed．Thirdly,thebaserouteprocessWasmodeled,andthestatechangeoftherouteprocessWasspecmedwiththestatechartdiagram．ThestatechartdiagramWascombinedwiththefinites

7、tatema曲c．andthedelicated·granularityfinitestatemachineWasusedtorealizetherouteStatechangeprocess．Fourthly,itWascomparedbetweenthe6502logicandthecomputerinterlockingtechnologicalconditionscounterpartinviewofsuccessiont0someextent．TheindividualprocessofthebaserouteprocessWasdiscussed

8、andeveryindividualprocessW