基于特征分析的铁路信号联锁安全控制逻辑领域建模

摘要

计算机联锁系统是通过对车站信号设备的控制，实现联锁功能，保证行车安全和提高行车效率的实时控制系统。联锁软件作为计算机联锁系统的核心，是一种规模庞大、功能复杂的安全苛求性软件。联锁软件开发难度大、开发周期长。随着计算机联锁系统的发展，在联锁软件开发中实现软件复用，对提高软件开发效率和开发质量具有重要实际意义。
　　传统的联锁软件开发方法缺乏指导进行软件复用的技术手段，领域工程是实现软件复用的关键技术，有利于实现大粒度的软件复用。因此，基于领域工程方法开发联锁软件是一项值得研究的课题。本文以计算机联锁系统为背景，结合领域工程理论，研究基于特征分析的领域建模方法在联锁系统核心功能建模与开发中的应用。
　　论文主要研究内容如下:
　　(1)分析了联锁软件开发的方法及现状，剖析了已有软件开发方法在软件复用上的不足。阐述了领域工程的定义、基本理论以及工程意义。在此基础上，分析了领域工程方法应用于联锁软件开发中的可行性和重要性。
　　(2)阐述了领域工程方法的研究现状，分析了领域工程发展方向。针对联锁系统的领域特点，确定采用一种基于领域特征分析的领域建模方法进行联锁软件开发研究。
　　(3)将面向特征的领域分析方法应用于联锁系统的需求分析中。划分了联锁软件领域的结构层次。重点对联锁系统核心——联锁逻辑模块进行上下文分析，定义了联锁逻辑模块的领域边界。设计了实体关系模型，以领域实体和实体之间的关系描述了联锁逻辑领域知识。通过建立信号控制单元（包括信号机、道岔、轨道电路和进路）的特征模型捕获了领域用户的需求。分析了功能特征之间的数据流关系，建立了功能模型。
　　(4)在特征模型的基础上，利用元建模工具GME构建了联锁逻辑领域元模型，并解释生成了该领域的建模环境。以进路选排功能为例，验证了建模环境的可用性和易用性。
　　本文研究表明，将基于领域特征分析的领域建模方法应用在联锁软件建模和开发中具有可操作性和实用价值，这对于改进联锁软件开发方法具有借鉴意义。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 领域工程概述

1．2．1 软件复用和领域工程

1．2．2 领域工程的可行性

1．3 计算机联锁系统软件开发研究现状

1．4 论文主要内容及结构

2 基于特征分析的领域建模方法

2．1 领域工程方法

2．1．1 领域工程方法发展

2．1．2 领域工程方法选取

2．2 面向特征的领域分析方法

2．2．1 FODA基本理念

2．2．2 上下文分析

2．2．3 领域建模

2．3 特定领域建模

2．3．1 DSM概述

2．3．2 DSM开发过程

2．3．3 建模工具

2．4 本章小结

3 计算机联锁软件的领域特征分析

3．1 计算机联锁领域概述

3．2 联锁领域上下文分析

3．2．1 联锁软件领域结构建模

3．2．2 联锁逻辑领域数据流建模

3．3 联锁逻辑领域建模

3．3．1 联锁逻辑领域实体关系建模

3．3．2 联锁逻辑领域特征建模

3．3．3 联锁逻辑领域功能分析

3．4 本章小结

4 基于GME的联锁逻辑领域软件建模

4．1 GME介绍

4．1．1 GME概述

4．1．2 GME基本概念

4．2 基于GME的联锁逻辑领域元建模

4．2．1 模型转换机制研究

4．2．2 道岔类功能元模型

4．2．3 信号类功能元模型

4．2．4 区段类功能元模型

4．3 联锁逻辑领域建模环境的构建与验证

4．3．1 联锁逻辑领域建模环境的构建

4．3．2 联锁逻辑领域建模环境的验证

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

图索引

表索引

作者简历

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