基于时间自动机监测系统通信流程建模分析

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1、l誊基于时间自动机的监测系统通信流程建模分析高昕(国电南瑞科技股份有限公司，211800，南京∥工程师)摘要介绍了轨道电路微机监测系统的通信流程。使用处理机及微机监测站机3部分组成。采集终端负责实时系统验证及分析软件UPPAAL对建立的通信模型进行从轨道电路设备采集电压、电流、频率以及开关量并分析、仿真，并对一些特性进行验证。所建立的通信模型能定时传送到采集处理机；采集处理机需要能够正确够在轨道电路微机监测系统软件中仿真运行，并能够为软件地读取采集终端发送的各种数据信息，包括开关量、的开发提供功能及时序规范

2、，确保软件开发的正确性及软件模拟量、CAN(网络)设备状态及报警信息等，并对运行时无死锁等故障发生。关键词轨道电路；微机监测；时间自动机；实时系统信息进行分类处理后发送到监测站机；监测站机用中图分类号U284．24于接收采集处理机发送来的监测信息，对轨道电路D0I：10．16037／j．1007—869x．2015．02．002的状态进行实时监测。1．1串口通信的数据帧类型VerificationofCommunicationProcessModelinComputer根据通信协议，采集处理机与微机监测站机

3、之MonitoringSystemBasedonTimedAutomata间需要用6种类型的数据帧交换(如表1所示)。其GaoXin中的AcK(通信允许)帧及ZPW—DATA(周期性报AbstractThecommunicationprocessoftrackcircuitmi-crocomputer—basedsignalmonitoringsystemisintroduced，文数据)帧是由监测站机发送，其它4种由采集处理Byusingreal-timeverificationandUPPAALsoft

4、ware，the机发送给微机监测子系统。establishedcommunicationmodelisanalyzedandsimula-表1串口数据帧类型ted，someofitspropertiesareverified．Themodelcanruninthesoftwaresimulationenvironment，providethetimesequencestandardsforsoftwaredevelopment，andensurethecorrectsoftwaredevelopmentto

5、avoidfailureslikedeadlockinoperationatthesametime．Keywordstrackcircuit；microcomputer—basedmonito-ring；timedautomata；real-timesystemAuthor’SaddressNARITechnologyDevelopmentCo．，Ltd．，211800，Nanjing，China铁路信号设备是重要的铁路行车设备，加强对铁路信号设备运用状态监督和管理，有助于提高铁路信号设备的工作效率和稳定性

6、，进而减少故障发生率。通过建模能够模拟系统的运行，建模是分析、研1．2通信流程分析究系统性能的有效手段。在建立系统模型时做必要按照上述通信格式及通信内容，微机监测站机的抽象和假设，对系统的主要功能和特性进行合理与采集处理机的数据帧交换流程可简单概括如下：说明和设计，忽略与研究分析不相关的细节，将有助(1)监测站机请求与采集处理机通信或通信复于突出研究的重点，完成系统重要特性的验证。位时向采集处理机发送ASK帧；采集处理机接到ASK后，以ASK帧中包含的时间信息校正自己的1轨道电路微机监测系统中的通信协议介绍

7、程序时间，将发送帧序号置1，然后以ACK帧应答。轨道电路微机监测系统主要由采集终端、采集(2)监测站机接到ACK帧后，表示与采集处理·7。l奄匿蚕誉圈豁簸ilh黎机的连接成功，同时设定面向该连接的定时器。如结构以及两者之间关系的有效数学工具，成为理论果2min没有接收到采集处理机发送来的任何数计算机科学的重要组成部分。据，则重新发送ASK帧。时间自动机是在传统有限状态自动机基础上为(3)监测站机10min向采集处理机发送一次迁移添加时钟约束，为状态添加不变式约束而得到TIME帧，用于校正子系统中采集处理机软

8、件的程的。列举一个可调亮度节能灯的例子来说明时间自序时间。动机的模型。假设一个灯泡具有关闭(off)、低亮度(4)采集处理机每分钟向微机监测站机发送(1ow)和明亮(bright)3个状态。3个状态之间的转ZPW—DATA数据帧，该数据帧中包括全站的所有换方式是：如果用户在关闭状态下按下开关，则灯泡数据信息。进入低亮度状态，再按开关则灯泡关闭；但若用户迅(5)微机监测站机接收数据的过程中，若发现速按下开关两次，则