基于UML的计算机联锁软件的分析与建模.pdf

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1、第41卷第2期计算机科学Vo1．41No．22014年2月ComputerScienceFeb2014基于UML的计算机联锁软件的分析与建模武晓春高雪娟(兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070)摘要有效地测试、分析和验证计算机联锁软件是保证列车运行安全和旅客生命财产安全的重要手段，而形式化模型是系统测试、分析和验证的基础。以联锁软件的UML非形式化模型为基础，以有限状态机模型为系统形式化模型描述的数学工具，研究UML顺序图(场景)自动转化为有限状态机模型的方法。首先将场景的UML顺序图转化为FSP进程代数模型，然后通过合并不同对象的进程代数模型，得到系统的有限状态机模型。最

2、后以接车进路用例为例生成系统的有限状态机模型，以验证该方法的可行性和有效性。关键词联锁软件，UML，顺序图，FSP，有限状态机中图法分类号TP311．5文献标识码AAnalysisandModelingofComputerInterlockingSoftwareBasedonUMLWUXiao-chunGAOXue-juan(SchoolofAutomationandElectricalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)AbstractItisanimportantwaytomakesurethesaf

3、etyoftrainrunningandpassengers’lifeandpropertybyeffective—lytesting。analyzingandvalidatingcomputerinterlockingsoftware．Formalmodelisthefoundationofsystemtesting，analyzingandvalidating．Basedoninterlockingsoftware’SUMLinformalmodel，usingfinitestatemachinemodelasthemathematicaltoolstodescribesyste

4、mformalmodel，thispaperstudiedthemethodtotraversetheUMLsequencedia—gramorscenariostofinitestatemachinemode1．FirstlytheUMLsequencediagramwastraversedtoFSPprocessma-thematiealmodel，andthensystematicfinitestatemachinemodelwasobtainedbymergingallobjects’processmath—ematicmodelsintheUMLsequencediagra

5、m．Finally，thecaseofcontrollingofentryrouteswasusedtogeneratesys—tematicfinitestatemachinemodeltoinvalidatethefeasibilityandeffectivenessofthismethod．KeywordsInterlockingsoftware，UML，Sequencediagram，FSP，Finiteprocessmachine铁路计算机联锁软件是一种安全苛求软件，它的错误输证了联锁系统的安全逻辑。文献[83采用故障树分析结合出尤其是危险侧的安全防护失效将可能造成重大的生

6、命财产LTS模型检测的方法对安全苛求系统的安全性进行分析与损失。但在联锁软件的开发过程中引入软件缺陷往往是不可验证，提出基于模型检测的软件安全性验证方法。以上的形避免的，一方面是软件需求说明不够详尽或者说明有误造成式化方法需要较深的数学知识，难以得到推广和应用。的，另一方面是人类大脑对复杂联锁逻辑系统理解与控制的本文采用UML为计算机联锁软件建模，不仅可以使联局限性造成开发人员考虑不周而引起的_】J。国内不同厂家生锁逻辑关系更加清晰易懂，还可以改进领域专家和开发人员产的计算机联锁系统的软件测试报告也显示，联锁软件均存的交流，有益于完善铁路联锁软件的需求规格说明。以进路在一些错误[2]

7、。因此，如何保证计算机联锁软件的高安全和建立用例为例，用顺序图描述该用例的场景，并对各场景进行高可靠性，确保联锁软件执行的正确性，满足联锁的“故障一致性分析，引入有限状态自动机FSM实现对联锁软件的安全”是急需解决的问题。UML模型形式化，得到该用例更精确和细致的模型。该模目前，对于车站联锁系统功能的安全性保障主要通过模型可作为联锁软件系统分析、验证和测试的基础。拟验证_3]和仿真测试【-。]的手段来验证和确认。文献[3]采1计算机联锁软件建模用Rhaps