基于可重用框架的CTCS仿真車載DMI研究與實現(xiàn).pdf

1、中國列車控制系統(tǒng)（CTCS，Chinese Train Control System）的車載子系統(tǒng)遵循故障安全原則進行設(shè)計，屬于安全苛求系統(tǒng)，是保證列車運行效率和安全的重要組成部分。由于列車司機不理解車載設(shè)備的內(nèi)部原理和功能，而車載人機接口（DMI，Driver-Machine Interface）又是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)二者交互的通道，所以DMI必須屏蔽車載系統(tǒng)復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以便于理解的方式引導(dǎo)司機完成控制操作，才能保證二者的密切配合，充分

2、發(fā)揮車載系統(tǒng)的作用。因此對于DMI的研究有著非常重要的意義。 以成熟的CTCS-2級系統(tǒng)為基礎(chǔ)，已經(jīng)初步建立起CTCS-3級系統(tǒng)的計算機仿真測試平臺，采用該仿真系統(tǒng)進行研究具備成本低、周期短、方式靈活等優(yōu)點。針對仿真DMI的研究而言，所要解決的問題是：如何有效地借鑒CTCS-2級車載DMI的成功經(jīng)驗，利用已有成果快速、高效地建立滿足CTCS-3級需求的高質(zhì)量DMI，并以此為可重用資源為系統(tǒng)進一步研究奠定基礎(chǔ)。本文基于軟件重用理論

3、，針對上述問題提出了一種基于可重用框架的解決方案。 本文首先對軟件重用理論和Catalysis方法進行了簡要介紹，并闡述了DMI在列控車載子系統(tǒng)中的作用和功能。采用Catalysis方法建立了DMI的業(yè)務(wù)模型，從司機的角度將DMI的功能劃分為兩類：監(jiān)視與控制，并說明了系統(tǒng)運行過程中DMI與安全計算機及列車間的交互順序。此外，以典型運營場景為例對業(yè)務(wù)模型進行了細化，深入分析了DMI的功能需求。 然后在模型細化的基礎(chǔ)上，通過

4、Catalysis方法的解耦技術(shù)建立了DMI的基本模型框架，并對框架的結(jié)構(gòu)進行了雙向四層的劃分：雙向指DMI和安全計算機之間的數(shù)據(jù)流向，四個層次包括通信協(xié)議層、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層、數(shù)據(jù)處理層和用戶界面層。按照基本框架的分層順序，建立了一整套以重用為目標的仿真DMI框架模板，分別對四個層次中的通信、數(shù)據(jù)解析、界面布局、圖形繪制、音頻播放、功能按鈕等進行了通用化的規(guī)范和設(shè)計。 最后，采用C++Builder6．0開發(fā)工具，通過該組框架模板對