探析基于uml的车站信号软件建模

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1、北京交通大学硕士学位论文基于UML的车站信号软件建模姓名：李颖申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：王海峰20080601中文摘要摘要：铁路计算机联锁系统是以计算机技术为核心，通过采用通信、可靠性和容错以及“故障～安全"技术，实现联锁要求的实时控制系统。车站信号联锁软件作为计算机联锁系统的核心，是一种保证站内行车安全、提高行车效率的典型安全苛求性软件。以联锁基本原理为基础，采用统一建模语言UML，基于模型驱动开发技术，为联锁软件建立通用设计模型。进一步对所建立模型进行验证，保证基本联锁功能的实现，完成设计级纠错。本文以铁路车站信号联锁控制系统为背景，结合软件工程理论，研

2、究基于UML对联锁软件进行建模，主要进行了以下研究工作：1．对计算机联锁系统进行功能需求分析，并结合系统的硬件结构，从整体上对联锁软件进行架构，建立用例角度的UML模型视图。2．从静态角度，对计算机联锁系统结构进行建模分析。根据联锁系统的特点，主要对室外信号设备(包括信号机、道岔、轨道电路和进路)提出了状态变化角度的静态结构模型。3．从动态角度，对联锁系统的核心一进路控制过程进行分析和子模块划分，并对各个子过程建立了动态过程模型(即子过程UML活动图模型)。4．利用Rhapsody的仿真模拟功能(Animation)，对所建模型进行调试和动态模拟，实现模型级纠错和验证。并结合Wind

3、ows平台下，采用VisualStudio6．0开发环境，基于C++语言，搭建GUI图形用户界面驱动模型，再次对所建模型进行设计级的调试。最终建立从需求规格分析定义到系统实现的完整铁路车站信号系统模型。本文创新之处主要在于采用基于Rhapsody的模型驱动功能来进行调试和动态模拟，实现模型级的纠错和验证。一方面保证联锁软件的高可靠性和安全性，改进领域专家和开发人员的交流；另一方面在软件开发初期尽早发现系统的设计错误或缺陷，从而较早地确定或降低项目的风险和开发成本。验证结果表明，所建联锁系统模型可靠、稳定。关键词：UML；车站信号；联锁软件；建模分类号：U284．362ABSTRACT

4、ABSTRACT：Railwaysignalcomputerinterlockingsystemisareal-timecontrollingsystemwhichimplementsthedemandsofrailwayinterlocking．Beingthekernelofinterlockingsystem，itcombinesthetechniquesofcommunications，reliability,redundancyand‘fail—safe’．Computerinterlockingsoftwareisatypicalsafety-criticalonewhi

5、chensuresthetravelingsafetyandimprovesthetravelingefficiency．Basedontheinterlockingtheory,UMLandthemodel·drivenarchitecture，thegeneralmodelofinterlockingsystemismade．ItCandebugatthestageofdesigning,ensurethehighreliabilityandsafety．Furthermore,wevalidatethemodeltoensuretheimplementofinterlockin

6、gandcompletedebuggingofdesign．Onthebackgroundofinterlockingsystemandthetheoreticofsoftwareengineering,thethesisresearchesonthemodelingofinterlockingsystembasedonUML．Ithasdonethejobsasfollowing：1．Basedontherealcomputerinterlockingsystem，itanalyzesthefunctionandrequirements．Beingassociatedwiththe

7、entireframeworkofinterlockingsystem，thecorrespondingUMLdiagramsweremade．2．Combined丽tllthespecialtyofinterlockingsystem，thestaticmodelofstructurewasanalyzed．Basicsignalingequipments，includingsignal，switch，sectionandroute，weremodele