基于SCADE的通用联锁软件平台适配层设计与实现
发布时间：2023-10-04 05:40
铁路安全控制系统是以技术手段控制列车运行方向、运行间隔、运行速度的安全关键系统。车站联锁是控制列车站内运行的铁路安全控制系统地面核心子系统。根据铁路安全控制软件行业标准EN50128,车站联锁必须具有最高安全完整性等级SIL4级。由于各个国家具有不同的技术标准,甚至不同站场都会有不同的用户需求,极高的安全性要求、多变的技术标准、多样的需求变化以及联锁内部的复杂控制逻辑对联锁软件的开发造成了极大压力。传统的开发方式使用自然语言和图形描述系统的需求和设计,使用人工进行分析、审查、测试保证系统满足功能和安全的要求,但设计中容易引入歧义和错误,开发和测试低效、修改成本高。基于模型的形式化方法能够有效解决传统的开发方式中的问题:采用形式化语言精确地定义系统行为,避免歧义;形式化验证方便检查系统安全性;采用基于模型的开发方式能够更清晰地描述系统,进行更早和更有效的验证;自动生成代码增加开发效率,减少人工引入错误。SCADE作为基于模型的形式化开发代表工具已被广泛应用于各安全控制领域的系统开发中。本项目的目标是使用SCADE工具进行通用联锁软件的研制。为了重构既有联锁软件,开发通用的、模块化的、可扩...
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究目的和意义
1.2 国内外研究情况
1.3 本文研究内容及组织结构
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 本论文的组织结构
第2章 基于SCADE软件开发
2.1 SCADE软件开发流程
2.2 SCADE建模元素
2.2.1 SCADE模型基本元素
2.2.2 常用的建模操作符
2.3 SCADE模型分析和验证
2.3.1 静态分析
2.3.2 动态仿真
2.3.3 形式化验证
2.4 SCADE模型代码生成
2.5 本章小节
第3章 平台适配层需求分析
3.1 系统定义
3.2 联锁逻辑部子系统
3.2.1 联锁逻辑部软件
3.2.2 联锁逻辑部硬件
3.3 联锁系统数据流分析
3.4 平台适配层功能需求分析
3.4.1 系统运行调度管理功能
3.4.2 现场设备采集和驱动功能
3.4.3 人机交互功能
3.4.4 与外部系统通信功能
3.4.5 安全冗余功能
3.5 平台适配层非功能需求分析
3.6 本章小结
第4章 平台适配层总体设计与概要设计
4.1 总体架构设计
4.2 概要设计思想
4.3 功能模块划分
4.4 模块子功能划分
4.4.1 主调度模块MAIN
4.4.2 全电子采驱模块IOEEU
4.4.3 控显通信模块MMI
4.4.4 双系同步模块SYNC
4.5 模块数据结构设计
4.5.1 主调度模块MAIN
4.5.2 全电子采驱模块IOEEU
4.5.3 控显通信模块MMI
4.5.4 双系同步模块SYNC
4.6 模块接口设计
4.6.1 主调度模块MAIN
4.6.2 全电子采驱模块IOEEU
4.6.3 控显通信模块MMI
4.6.4 双系同步模块SYNC
4.7 本章小结
第5章 平台适配层详细设计与实现
5.1 详细设计方法
5.2 主调度模块MAIN
5.2.1 系统软件入口ISubMain
5.2.2 主调度逻辑AMainTask
5.2.3 初始化调度InitTask
5.2.4 正常运行调度NormalTask
5.3 全电子采驱模块IOEEU
5.3.1 全电子模块投入运行处理APlaceInService
5.3.2 全电子模块输入任务AInputTask
5.3.3 全电子模块输出任务AOutputTask
5.3.4 全电子模块接口实现
5.4 控显通信模块MMI
5.4.1 控显命令输入任务AInputTask
5.4.2 控显显示输出任务AOutputTask
5.4.3 控显通信模块接口实现
5.5 双系同步模块SYNC
5.5.1 双系同步输入任务AInputTask
5.5.2 双系同步输出任务AOutputTask
5.5.3 双系同步模块接口实现
5.6 本章小结
第6章 平台适配层测试
6.1 模型静态分析
6.2 模型形式化验证
6.3 模型动态仿真
6.4 集成代码测试
6.5 目标系统运行
6.6 部分系统测试用例及结果
6.7 本章小结
结论
参考文献
附录1 功能模块常量定义
附录2 基础模块库模型实现
附录3 外部系统通信模型
附录4 KCG代码集成批处理
附录5 更新VC工程Python脚本
附录6 目标系统文件改名生成makefile和Link文件python脚本
致谢
个人简历
本文编号：3851428
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究目的和意义
1.2 国内外研究情况
1.3 本文研究内容及组织结构
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 本论文的组织结构
第2章 基于SCADE软件开发
2.1 SCADE软件开发流程
2.2 SCADE建模元素
2.2.1 SCADE模型基本元素
2.2.2 常用的建模操作符
2.3 SCADE模型分析和验证
2.3.1 静态分析
2.3.2 动态仿真
2.3.3 形式化验证
2.4 SCADE模型代码生成
2.5 本章小节
第3章 平台适配层需求分析
3.1 系统定义
3.2 联锁逻辑部子系统
3.2.1 联锁逻辑部软件
3.2.2 联锁逻辑部硬件
3.3 联锁系统数据流分析
3.4 平台适配层功能需求分析
3.4.1 系统运行调度管理功能
3.4.2 现场设备采集和驱动功能
3.4.3 人机交互功能
3.4.4 与外部系统通信功能
3.4.5 安全冗余功能
3.5 平台适配层非功能需求分析
3.6 本章小结
第4章 平台适配层总体设计与概要设计
4.1 总体架构设计
4.2 概要设计思想
4.3 功能模块划分
4.4 模块子功能划分
4.4.1 主调度模块MAIN
4.4.2 全电子采驱模块IOEEU
4.4.3 控显通信模块MMI
4.4.4 双系同步模块SYNC
4.5 模块数据结构设计
4.5.1 主调度模块MAIN
4.5.2 全电子采驱模块IOEEU
4.5.3 控显通信模块MMI
4.5.4 双系同步模块SYNC
4.6 模块接口设计
4.6.1 主调度模块MAIN
4.6.2 全电子采驱模块IOEEU
4.6.3 控显通信模块MMI
4.6.4 双系同步模块SYNC
4.7 本章小结
第5章 平台适配层详细设计与实现
5.1 详细设计方法
5.2 主调度模块MAIN
5.2.1 系统软件入口ISubMain
5.2.2 主调度逻辑AMainTask
5.2.3 初始化调度InitTask
5.2.4 正常运行调度NormalTask
5.3 全电子采驱模块IOEEU
5.3.1 全电子模块投入运行处理APlaceInService
5.3.2 全电子模块输入任务AInputTask
5.3.3 全电子模块输出任务AOutputTask
5.3.4 全电子模块接口实现
5.4 控显通信模块MMI
5.4.1 控显命令输入任务AInputTask
5.4.2 控显显示输出任务AOutputTask
5.4.3 控显通信模块接口实现
5.5 双系同步模块SYNC
5.5.1 双系同步输入任务AInputTask
5.5.2 双系同步输出任务AOutputTask
5.5.3 双系同步模块接口实现
5.6 本章小结
第6章 平台适配层测试
6.1 模型静态分析
6.2 模型形式化验证
6.3 模型动态仿真
6.4 集成代码测试
6.5 目标系统运行
6.6 部分系统测试用例及结果
6.7 本章小结
结论
参考文献
附录1 功能模块常量定义
附录2 基础模块库模型实现
附录3 外部系统通信模型
附录4 KCG代码集成批处理
附录5 更新VC工程Python脚本
附录6 目标系统文件改名生成makefile和Link文件python脚本
致谢
个人简历
本文编号：3851428
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