探析基于可重用框架的ctcs仿真车载dmi研究与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文基于可重用框架的CTCS仿真车载DMI研究与实现姓名：朱磊申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：陈德旺20090601中文摘要摘要：中国列车控制系统(CTCS，ChineseTrainControlSystem)的车载子系统遵循故障安全原则进行设计，属于安全苛求系统，是保证列车运行效率和安全的重要组成部分。由于列车司机不理解车载设备的内部原理和功能，而车载人机接口(DMI，Driver-MachineInterface)又是唯一能够实现二者交互的通道，所以DMI必须屏蔽车载系统复杂的内部结构，以便于理解的方式引导司

2、机完成控制操作，才能保证二者的密切配合，充分发挥车载系统的作用。因此对于DMI的研究有着非常重要的意义。以成熟的CTCS．2级系统为基础，已经初步建立起CTCS．3级系统的计算机仿真测试平台，采用该仿真系统进行研究具备成本低、周期短、方式灵活等优点。针对仿真DMI的研究而言，所要解决的问题是：如何有效地借鉴CTCS．2级车载DMI的成功经验，利用已有成果快速、高效地建立满足CTCS．3级需求的高质量DMI，并以此为可重用资源为系统进一步研究奠定基础。本文基于软件重用理论，针对上述问题提出了一种基于可重用框架的解决方案。本文首先对软件重用理论和Catal

3、ysis方法进行了简要介绍，并阐述了DMI在列控车载子系统中的作用和功能。采用Catalysis方法建立了DMI的业务模型，从司机的角度将DMI的功能划分为两类：监视与控制，并说明了系统运行过程中DMI与安全计算机及列车间的交互顺序。此外，以典型运营场景为例对业务模型进行了细化，深入分析了DMI的功能需求。然后在模型细化的基础上，通过Catalysis方法的解耦技术建立了DMI的基本模型框架，并对框架的结构进行了双向四层的划分：双向指DMI和安全计算机之间的数据流向，四个层次包括通信协议层、数据转换层、数据处理层和用户界面层。按照基本框架的分层顺序，建

4、立了一整套以重用为目标的仿真DMI框架模板，分别对四个层次中的通信、数据解析、界面布局、图形绘制、音频播放、功能按钮等进行了通用化的规范和设计。最后，采用C++Builder6．0开发工具，通过该组框架模板对仿真DMI进行了实现，给出了实现过程中的流程和算法，并以实际开发过程中的问题为例，对框架模板的可重用性进行了验证。实现过程和验证结果表明，针对仿真DMI的研究，基于可重用框架模板的方法是一种能够避免重复劳动，利用已有资源，实现便捷开发的有效手段。关键词：CTCS；仿真车载人机接口；Catalysis方法；可重用框架分类号：U284．91ABSTRA

5、CTABSTRACTABSTRACT：Followingthefault·safetyprinciple，On—boardsubsystemofCTCS(ChineseTrainControlSystem)isdesignedasasafety—criticalsystem，whichisacrucialpartthatCallguaranteetheefficiencyandsafetyofthetrainmovement．Astraindriversdonotunderstandtheintemalprinciplesandfunctionsofo

6、n-boarddevices，whileon—boardDMI(Driver-MachineInterface)istheonlywaytoachievetheinteractionbetweenthem，DMImustshieldthecomplexinternalstructureofon-boardsubsystemandusefriendlywaytoguidethedrivertocompleteoperation，inordertoensuretheirclosecooperationandgivefullplaytotheon—board

7、subsystem．Therefore，theresearchofDMIhasaveryimportantsignificance．BasedonCTCS一2，theCTCS一3simulationandtestingplatformhasbeeninitiallyformed．Thesimulationsystemcouldlaunchresearchinamoreflexibleway,withadvantagesoflowcostandshortcycle．ForDMI，theproblemtobesolvedis：howtoeffectivel

8、ylearnfromthesuccessfulexperienceofCTCS-2，quick