基于UML和UPPAAL的FAO系統(tǒng)典型運營場景的建模與驗證.pdf

1、全自動駕駛(Fully Automatic Operation，F(xiàn)AO)系統(tǒng)是一種解決高速度、高密度城市軌道交通系統(tǒng)的安全、節(jié)能、高效、靈活運輸?shù)葐栴}的重要手段，其核心是將列車駕駛員、調(diào)度員執(zhí)行的工作，完全由自動化、智能化的系統(tǒng)所替代，是未來城市軌道交通發(fā)展方向之一。針對FAO系統(tǒng)核心部分高安全苛求的列控系統(tǒng)而言，在運營場景設(shè)計開始階段，采用形式化方法分析運營場景的需求規(guī)范并驗證其實時性，排除功能和性能隱患，對保障FAO系統(tǒng)安全高效運行

2、具有非常重要的意義。
　　本文綜合分析了形式化方法在列控系統(tǒng)運營場景的應用狀況，通過比較單獨采用UML時序圖或基于時間自動機理論和模型檢測工具UPPAAL的優(yōu)缺點，形成了基于UML和UPPAAL的建模與驗證流程，為FAO系統(tǒng)運營場景的形式化分析研究提供了重要參考和指導。主要內(nèi)容包括：⑴總結(jié)了FAO系統(tǒng)有別于現(xiàn)有CBTC系統(tǒng)三個具有代表性的典型運營場景:建立和取消保護區(qū)、自動折返、出段作業(yè)，并從信號系統(tǒng)角度，詳細給出了場景的實現(xiàn)流程

3、、信息交互的數(shù)據(jù)流、以及功能和性能需求。⑵采用規(guī)范描述的方法對三個典型運營場景的功能和性能需求規(guī)范進行整理和分類，分別從術(shù)語、功能、通信、環(huán)境、特性等方面提取實時動態(tài)行為，并整理出時序圖模型元素對應圖表，實現(xiàn)了需求規(guī)范與模型元素的跟蹤管理。⑶構(gòu)建三個典型運營場景的時序圖模型，根據(jù)時序圖模型元素到時間自動機的模型元素語義上的對應關(guān)系，分別進行了時序圖模型到時間自動機模型轉(zhuǎn)換，并得到時間自動機網(wǎng)絡(luò)模型。由于人工模型轉(zhuǎn)換的繁瑣，本文開發(fā)了軟件