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。     

基于交互式马尔可夫链的CTCS无线通信可靠性分析

CTCS无线通信的可靠性与整个系统的稳定性和安全性紧密相关,对其进行建模与分析具有重要意义。利用交互式马尔可夫链对CTCS无线通信的可靠性进行了建模与分析,主要解决了CTCS无线通信中存在的信道延时、通信故障、网络故障等随机事件与确定动作的分隔问题,以及带有同步的并发操作的实现问题。定义了交互式马尔可夫链的相关语义和逻辑刻画,给出了基于交互式马尔可夫链的模型检验算法。分析结果表明:在具有修复机制和双网冗余结构的条件下,系统在规定时间内完成数据传输的概率大于99%,24 h内连续正常工作的概率大于95%,满足系统要求。     

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。     

一种信息时效性判定算法在列控系统中的应用

在列控系统中各种信息都有其寿命周期,这些信息都必须在允许的时限内传递给信息的使用者.列控系统中信息的时效性对系统安全有重要影响,超时的信息如果被系统使用,则可能出现安全隐患.因此如何判定信息的时效性是系统设计人员亟待解决的问题.本文综合目前列控系统中信息传输延时的因素,引入一种信息时效性判定算法.概述算法的基本原理,描述算法的流程.用定理证明的方式,论证它的正确性和安全性.通过计算机仿真,评估算法的快速性和稳定性,并且分析算法的可用性.研究结果表明,这种信息时效性判定算法在理论上是安全的,在实际应用中是可用的,即使在要求更为苛刻的参数条件下,其可靠性可达到99.15%,能够满足列控系统的要求.     

概率模型检验的CBTC系统通信协议的形式化验证

通信协议是CBTC系统重要的组成部分,它的正确性、稳定性和安全性对整个CBTC系统有重要影响．鉴于通信协议中某些参数具有随机特征,本文采用概率模型检验对其进行形式化验证．分析了概率模型检验的语义及语法,建立了通信协议的概率模型,用概率模型检验工具PRISM验证了典型的概率规范．结果证明,当信道正常概率为99％,系统无延时概率为99％时,通信协议失效率小于1．5×10^-10．说明了用概率模型检验验证具有随机特征参数的通信协议,方法简单快捷,结论清晰明了．