基于SCADE的地鐵列車測(cè)速定位系統(tǒng)建模與安全性分析.pdf

1、測(cè)速定位系統(tǒng)是城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)車載設(shè)備的關(guān)鍵子系統(tǒng)，它實(shí)時(shí)檢測(cè)列車速度與當(dāng)前位置，所測(cè)數(shù)據(jù)將用于列車移動(dòng)授權(quán)的計(jì)算，測(cè)速定位系統(tǒng)的精確性和可靠性直接影響著行車安全和效率?；谀Ｐ偷能浖_(kāi)發(fā)方法如今在安全關(guān)鍵領(lǐng)域逐漸被認(rèn)可，高安全性應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境(Safety critical application developmentenvironment，SCADE)，為安全苛求系統(tǒng)、軟件研發(fā)人員提供認(rèn)證級(jí)解決方案，其基于模型的開(kāi)發(fā)方式

2、、內(nèi)置仿真器與模型驗(yàn)證工具Design Verifier保證了所開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的功能性及安全性。本文基于SCADE對(duì)測(cè)速定位系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真、驗(yàn)證及安全性分析。
　　本文主要工作有:
　　1、以地鐵列車運(yùn)行控制系統(tǒng)為背景，研究了安全關(guān)鍵性系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式，分析了基于模型開(kāi)發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)，詳細(xì)介紹了SCADE高安全性應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境。
　　2、根據(jù)地鐵列車測(cè)速定位系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，將測(cè)速定位系統(tǒng)劃分為輪徑校正、列車位置初始化、列車位置

3、確定和列車定位失效管理4個(gè)子系統(tǒng)，并詳細(xì)分析了這些子系統(tǒng)的流程，設(shè)計(jì)了各個(gè)子系統(tǒng)的建模方法。
　　3、為了提高列車測(cè)速定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性，依據(jù)軌道交通1474.3規(guī)范，基于形式化模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)理論，使用高安全性應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境(SCADE)的數(shù)據(jù)流圖和安全狀態(tài)機(jī)建模機(jī)制對(duì)測(cè)速定位系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)建立模型，通過(guò)各子系統(tǒng)接口整合各子系統(tǒng)模型，最終得到完整的測(cè)速定位系統(tǒng)模型。
　　4、依據(jù)模型內(nèi)置的邏輯運(yùn)算公式和模型運(yùn)行中產(chǎn)生的中間數(shù)

4、據(jù)，使用SCADE的仿真與驗(yàn)證工具，通過(guò)驗(yàn)證邏輯運(yùn)算結(jié)果，達(dá)到檢驗(yàn)?zāi)Ｐ凸δ芎桶踩缘哪康摹Ｍㄟ^(guò)驗(yàn)證證明所設(shè)計(jì)模型滿足系統(tǒng)功能性和安全性需求。
　　5、在使用SCADE驗(yàn)證了模型整體安全性的基礎(chǔ)上，基于DeductiveCause-Consequence Analysis(DCCA)方法嚴(yán)厲的邏輯框架，分析了導(dǎo)致測(cè)速定位系統(tǒng)危害的失效模式，使用SCADE驗(yàn)證機(jī)制尋找出了導(dǎo)致測(cè)速定位系統(tǒng)危害的最小關(guān)鍵集，為高安全性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。