CTCS-3级列控系统规范建模与验证

结合统一建模语言UML与符号模型检验SMV形式化方法,提出需求规范严格建模和验证方法。利用需求管理工具,保证了模型和规范的一致性和对规范的覆盖性,同时实现了规范验证结果对模型、转换规则和规范的跟踪。给出了CTCS-3级列控系统严格建模与验证的方法体系和流程,并以CTCS-3级列控系统需求规范中的模式转换部分为例,说明了规范的建模、验证和分析过程。     

CTCS-3级列控系统RBC控车场景建模与验证

应用统一建模语言UML与模型检验工具PHAVer(Polyhedral Hybrid Automaton verifier)相结合的方法,研究CTCS-3级列控系统RBC控车场景:列车注册与启动、行车许可、等级转换、列车注销的混成性。首先通过UML支持的扩展机制,引入构造型(Stereotype)对UML进行面向混成性的扩展,建立RBC控车场景UML模型,实现对RBC控车场景混成性的描述。然后依据UML到PHAVer的转换规则,将UML模型转换成PHAVer模型。最后,依据CTCS-3级列控系统需求规范,总结RBC控车场景的功能需求,运用PHAVer进行验证,证明CTCS-3级列控系统需求规范的正确性。     

应答器报文编制规则的形式化建模与验证

应答器报文的正确与否直接关系到列车运行安全。CTCS-2级列控系统应答器的应用原则是C2应答器报文编制的起点和依据,应答器报文的正确性与应用原则的正确性及其是否被正确执行直接相关。基于文本语言描述的应答器应用原则易产生二义性问题,存在较大隐患。通过深度挖掘应答器应用原则,并结合列控数据,从中提取出具体报文编制规则,采用UML与NuSMV相结合的方法对具体的编制规则进行形式化建模与验证,并以一种类型的报文生成为例,构建规则的UML模型,对UML模型进行扩展和抽象,将其转换为NuSMV模型,用模型检验工具验证其活性、转移性和确定性等,可以得到应答器应用原则中存在的问题,对确保应答器报文的正确性有重要意义。     

CTCS-3级列控系统规范的建模与形式化验证方法研究

CTCS-3级列控系统规范是CTCS-3级列控系统设计与开发的基础,是实现互联互通以及确保系统高效率与安全性的关键环节。然而,依靠经验与直觉制定的规范不可避免地存在某些漏洞或者安全隐患,因此对CTCS-3级列控系统规范进行建模与形式化验证显得十分必要。本文提出CTCS-3级列控系统规范建模与形式化验证方法,此方法的特点是能够在系统规范、模型、验证工具以及验证结果之间建立一条跟踪链,从而始终保证系统规范、模型及程序代码之间的一致性。结合笔者运用此方法对CTCS-3级列控系统规范建模与形式化验证的实践,证明这种方法是可行的、高效的。     

基于HUML扩展机制描述列控系统安全特性的研究

针对在列控系统建模和形式化分析领域UML模型难以直接描述系统安全特性的问题,提出一种利用UML支持的底层扩展机制对HUML进行面向列控系统安全特性的扩展方法。该方法给出列控系统安全特性需求,通过在HUML元模型中增加安全特性包,对安全特性元素进行定义,创建安全相关概要文件,并在建模软件中得到实现,最后介绍该方法在CTCS-3级列控车载设备故障方面应用的一个实例。新的建模方法丰富了列控系统HUML模型的表达能力和应用范围,使得列控系统安全特性能够直接被描述,从而将安全分析的起点提前至系统建模阶段,为列控系统建模和形式化分析提供一条新的思路和途径。     

联锁系统UML模型的建立与形式化验证

针对目前计算机联锁系统建模与验证难度较大的问题,提出一种UML(Unified Modeling Language)与NuSMV(New Symbolic Model Verifier)相结合的计算机联锁模型形式化检验方法。以一个标准站场中的一条接车进路建立过程为例,对联锁系统需求进行分析并通过UML建立相应的模型,再列出它与NuSMV之间的映射关系并实现将UML模型自动转换为NuSMV形式化模型,最后完成对计算机联锁系统的验证,检测其需求中可能存在的漏洞。该方法能够降低对计算机联锁系统形式化建模与验证的难度与减少人工建模时可能出现的错误,为计算机联锁系统形式化模型的建立与验证提供一种新思路。     

属性驱动的列车控制系统需求建模与验证

形式化语言越来越多地用来描述列车控制系统需求规范,其精确的语法和语义一方面有助于创建精确的需求模型、消除理解差异,另一方面也为进一步分析验证提供了基础.通过提出一种基于属性的需求分析方法,利用具体的形式化技术来分析需求.首先将由自然语言描述的需求规范转换为属性描述语言(PSL)形式化规范,并通过仿真和博弈分别进行语义检查和可实现性验证,最后通过断言来检验形式化语言所刻画的系统的精确性和完整性.该方法从自然语言形式的需求约束中直接提取相关需求规范,构造形式化模型并进行验证,为需求的早期确认提供了一种新的实用途径.并以CTCS-3级列控系统RBC切换场景为例,说明该方法的有效性.     

基于UML与CPN的CTCS-3级列控系统建模与验证方法研究

CTCS-3级列控系统安全功能极其复杂,为保障其正常运转,有必要对列车运行控制系统的建模与验证进行深入研究。在分析了UML建模图和有色Petri网优缺点的基础上,提出了UML和有色Petri网(CPN)相结合的建模与验证方法,并应用在CTCS-3系统中,对CTCS-3级列控系统的建模与验证具有积极的研究意义。     

基于统一建模语言的CTCS-3级列控系统风险评估的研究

CTCS-3级列控系统是典型的安全苛求系统,其系统评估技术是一项复杂的系统工程。通过将系统需求由非形式化向半形式化模型转换,运用危险及可操作性研究、故障树分析、事件树分析和原因结果分析等安全分析工具,提出适用于CTCS-3级列控系统的风险评估技术,对我国CTCS-3级列控系统评估具有积极作用。     

基于UML的CTCS-3级列控系统运营场景分析方法研究及应用

CTCS-3级列控系统是典型的安全苛求系统,而对于安全苛求系统来说,系统需求规范中的安全隐患是最致命的。CTCS-3级列控系统的需求规范由14个运营场景来描述,因而以运营场景为单位,对规范进行分析与研究是合理的,并且是必要的。以UML和CSP为基础,提出一套适用于CTCS-3级列控系统运营场景的分析和验证方法,并以＂RBC切换＂场景为例,运用该方法分析了其活性、死锁、活锁、确定性和部分安全性。     

基于UML状态图的列控中心软件测试路径生成方法

针对列控中心测试，介绍了基于UML状态图的列控中心测试路径生成方法。根据列控中心需求规范建立UML状态图模型；采用改进的深度优先搜索算法（DFS）自动搜索有向图得到从初始节点到终止节点的所有路径集合，利用贪心算法构造超串合并测试需求；利用路径集合扩展测试需求集合，最终实现测试路径自动生成；以列控中心改变区间运行方向功能为例，给出测试路径生成方法实现。     

基于UML的列车运行监控装置功能建模分析

既有线铁路系统运营场景复杂，运营需求多变，导致列车运行监控装置（LKJ）功能需求变化频繁，为了合理、规范地管理功能需求，有必要基于UML对LKJ功能进行建模研究。通过分析LKJ的结构与功能，建立了系统的用例模型；利用UML语言中的类图、顺序图和状态图，分析LKJ主要运营场景的静态结构与动态行为，并由此建立各场景的静态模型和动态模型；最终对所建LKJ功能模型进行验证，确保模型的正确性和完整性。利用所建的LKJ功能UML模型，能避免对LKJ功能需求的歧义理解，有利于开发与维护工作的顺利进行。     

UML在油压减震器计算机测试系统中的应用

应用UML对油压减震器计算机测试系统进行面向对象的描述和建模,从问题域出发,定义问题和解决问题.通过使用UML的图形,先从系统的软硬件边界、系统服务、操作者与系统交互的角度去发现对象,根据对象定义类,然后使用VC++完成程序设计.UML对油压减震器计算机测试系统的描述应用于从需求分析到程序实现、程序测试的整个软件过程.     

CTCS－3级列控系统测试案例生成方法的研究

CTCS-3级列控系统是保障铁路行车安全、提高运输效率的重要设备,上道运用前必须在实验室和现场分别进行功能测试,建立CTCS-3级列控系统测试案例库对CTCS-3级列控系统的功能测试具有非常重要的意义。分析了系统需求规范、功能特征和测试案例之间的关系,研究了从系统需求规范和总体技术方案提取功能特征的方法和测试案例的生成方法。     

基于UML建模的计算机联锁进路模块Petri网验证

对于铁路车站计算机联锁软件中的重要部分之一的进路模块，使用UML对其进行建模。针对UML没有精确语义、缺少模型分析和验证手段不足的缺点，利用具有严格理论分析方法的Petri网对模型进行形式化验证，保证模型的精确性和安全性。     

利用FDL解决光包交换中竞争冲突的研究

随着日益增长的信息量和宽带化的要求,光包交换将成为未来交换领域中最为重要的技术之一.在电交换领域或光交换领域,数据包冲突(即对同一资源的竞争)都是一个不可避免的技术问题.因此本文利用FDL建立一个光交换竞争机制以解决光包交换中的冲突,并建立数学分析模型,利用Matlab对模型进行仿真并得出结论.     

机车车辆设备振动冲击试验系统的技术研究

阐述了机车车辆设备力学环境试验要求,给出了机车车辆设备振动冲击试验系统的技术条件,分析了实现技术条件所面临的技术难点,提出了试验系统的解决方案.基于该方案而研制的大型振动冲击试验系统通过了计量检定与试验验证,各项技术指标均达到或超过设计要求,满足机车车辆设备系统级产品的试验要求.