基于SCADE的联锁列控一体化系统研究与实现
作者单位：北京交通大学
学位级别：硕士
导师姓名：付文秀
授予年度：2019年
学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 082302[工学-交通信息工程及控制] 081202[工学-计算机软件与理论] 0823[工学-交通运输工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）]
摘 要：在我国铁路相关技术飞速进步的背景下,信号系统集成化已经成为轨道交通发展的主流,联锁和列控中心作为列车运行控制系统中的关键设备,担负着保障行车安全的重要职责,因此对联锁列控一体化系统的研究具有十分重要的现实意义。一体化系统是安全关键系统,必须满足SIL-4级安全需求,利用传统的开发方式进行开发,难度较大而且很难发现潜在错误及安全隐患。高安全性应用开发环境(Safety Critical Application Development Environment,SCADE)为关键系统及软件开发人员提供完整的基于模型的嵌入式开发解决方案,以此来降低开发成本及开发风险、减少验证的时间。本文基于SCADE对一体化系统进行研究与实现,通过对一体化系统功能模块进行模型设计及仿真验证,确保系统功能正确实现。论文的主要研究内容如下:(1)研究基于SCADE开发环境的软件开发方法,详细阐述SCADE理论基础和“Y型开发流程,进一步分析SCADE数据流图的建模方法并提出基于SCADE的一体化系统研究流程。(2)分析CTCS-2及CTCS-3级列控系统下联锁及列控中心的系统原理及外部接口,比较两控制系统的相似之处及差异,探讨将联锁和列控中心进行一体化的可行性并提出具体的一体化系统设计方案。(3)完成一体化应用软件设计,包括软件结构、功能模块划分及数据结构,搭建一体化应用软件的整体架构,并对功能模块进行SCADE模型设计。(4)使用SCADE仿真与验证工具完成已建立模型的仿真及覆盖率分析,验证模型的正确性,并通过代码生成器自动生成面向工程的C代码;详细演示一体化系统的典型场景并进行分析,验证典型场景的有效性,表明设计的系统满足预期的功能要求。经验证,使用SCADE开发方法对一体化系统进行开发,可以满足一体化系统对安全性的严苛要求,因此,SCADE在列控系统软件开发中有着良好的应用前景。图70幅,表27个,参考文献40篇。
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