试论DSL在计算机联锁软件开发中运用-

论文导读：后以某一具体车站的联锁软件开发为例,阐述了以DSL为核心的软件开发策略在实际的联锁软件开发中的运用。论文工作表明,用本论文提出的以DSL为核心的软件开发策略开发的联锁软件,具有高可靠性、高安全性、高效率以及易维护等优点,能够有效地满足轨道交通计算机联锁系统的进展要求。本论文共有图55幅,表8个,参考文献40篇。
摘要：计算机联锁系统是保证铁路行车安全、提升行车效率的关键信号设备,联锁软件是系统的核心单元。近年来,计算机联锁系统在世界范围内得到广泛运用,成为车站联锁系统的主要进展方向,在技术和功能上也对联锁软件提出了新的要求。传统软件开发策略在软件可靠性、安全性、开发效率以及可维护性上都显露出不足,本论文提出的以领域建模语言(Domain Specific Language, DSL)为核心的联锁软件开发策略,通过集成领域建模语言、模型转换技术、模型检验及仿真论述和策略,有效提升了联锁软件的可靠性、安全性和自动化水平。本论文以联锁软件的核心——进路制约历程为探讨重点,提出以DSL为核心的联锁软件开发策略实现了基于DSL-S的站场平面图的绘制、联锁表的自动生成及验证、进路制约流程的建模、基于模型转换的进路制约程序的生成以及代码的仿真。本论文首先介绍了铁路车站平面图建模语言(DSL-S)及其编辑器的设计目标,并给出具体的设计策略,其次浅析了联锁表的主要内容及其生成策略,并提出基于探讨回溯思想的联锁表自动生成算法,接着给出基于时间自动机及其验证工具UPPAAL的联锁表的验证策略,又在浅析了联锁进路制约流程的基础上,利用xUML建立了进路制约的模型,重点阐述了通过模型转换技术完成进路制约代码的生成的原理以及对生成的代码进行仿真的主要步骤,最后以某一具体车站的联锁软件开发为例,阐述了以DSL为核心的软件开发策略在实际的联锁软件开发中的运用。论文工作表明,用本论文提出的以DSL为核心的软件开发策略开发的联锁软件,具有高可靠性、高安全性、高效率以及易维护等优点,能够有效地满足轨道交通计算机联锁系统的进展要求。本论文共有图55幅,表8个,参考文献40篇。关键词：计算机联锁软件论文领域建模语言(DSL)论文进路搜索算法论文模型转换论文模型检验论文仿真论文
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中文摘要6-7
ABSTRACT7-9
目录9-12
1 引言12-18

1.1 选题背景及作用12-13

1.2 国内外探讨近况13-16

1.2.1 软件开发策略的探讨近况13-14

1.2.2 DSL在铁路信号领域的探讨近况14-16

1.3 本论文的革新点16

1.4 本论文的探讨内容及组织结构16-18

2 背景知识18-32

2.1 计算机联锁系统概述18-23

2.

1.1 计算机联锁系统结构及功能18-20

2.

1.2 进路制约流程介绍20-23

2.2 领域建模语言23-25

2.3 模型转换技术25-28

2.3.1 模型转换的概念25

2.3.2 模型转换语言ETL、EGL介绍25-28

2.4 模型检验28

2.5 PLC仿真28-29

2.6 Ecppse结构系统29

2.7 GMF框架29-31

2.7.1 GMF相关的元模型29-30

2.7.2 GMF的开发策略30-31

2.8 本章小结31-32

3 基于DSL的计算机联锁软件开发框架32-37

3.1 总体开发框架32-33

3.2 主要模块的功能浅析33-35

3.

2.1 站场平面图的绘制模块33

3.

2.2 联锁表的自动生成模块33-34

3.

2.3 联锁表的建模验证模块34

3.

2.4 进路制约流程的建模模块34

3.

2.5 代码生成模块34-35

3.

2.6 代码仿真模块35

3.3 整体开发平台35-36

3.4 本章小节36-37

4 基于DSL的计算机联锁软件详细设计37-65

4.1 站场平面图绘制模块的设计37-45

4.

1.1 DSL-S元模型的设计38-40

4.

1.2 域生成模型的设计40-41

4.

1.3 图形定义模型的设计41-42

4.

1.4 工具定义模型的设计42-43

4.

1.5 映射模型的设计43

4.

1.6 生成模型的设计43-44

4.

1.7 Interlocking的编辑器界面及功能44-45

4.2 联锁表自动生成模块的设计45-52
4.

2.1 联锁表的主要内容45-46

4.

2.2 联锁表自动生成算法探讨46-47

4.

2.3 联锁表自动生成算法的设计47-52

4.3 联锁表建模验证模块的设计52-57
4.

3.1 基于时间自动机的联锁表的建模53-55

4.

3.2 基于UPPAAL的联锁表的验证55-57

4.4 进路制约流程建模模块的设计57-58

4.1 进路制约流程的类图建模57-58

4.2 进路制约流程的状态图建模58

4.5 代码生成模块的设计58-63

4.5.1 联锁表到扩展联锁表的转换59-61

4.5.2 进路制约流程的PLC代码生成61-62

4.5.3 模型到模型与模型到代码转换的集成62-63

4.6 代码仿真模块的设计63-64

4.6.1 仿真环境介绍63-64

4.6.2 代码仿真步骤64

4.7 本章小结64-65

5 基于DSL的联锁软件开发策略在实际车站中的运用65-74

5.1 站场平面图绘制功能的实现65-66

5.2 联锁表自动生成的实现66-67

5.3 联锁表建模验证的实现67-70

5.4 进路制约代码自动生成的实现70-71

5.5 进路制约代码仿真的实现71-72

5.6 本章小结72-74

6 总结与展望74-76

6.1 总结74

6.2 展望74-76

参考文献76-78
附录A78-80
图索引80-82
表索引82-83
作者简历83-85
学位论文数据集85