基于UML的城軌列車超速防護系統建模

　　統一建模語言UML(UnifiedModelingLanguage)是迄今為止最好的面向對象的統一建模語言,它取代了以往各種面向對象表示法,可以全面、細致地同時描敘業務和軟件系統,實現軟件開發全生命周期建模的無縫統一。UML與OOAD(面向對象分析和設計)工具的結合,更使軟件工程思想的實現往前走了一大步。

　　美國I-Logix公司的Rhapsody是一種基于UML2.0的面向嵌入式應用開發的集成可視化環境,它為嵌入式軟件的開發提供了一個“四化”的支撐平臺,即可視化、工程化、自動化和團隊化。Rhapsody正在迅速成為國防/航空航天領域首選的MDD(模型驅動開發,ModelDrivenDevelopment)開發環境,在一系列項目中(如FutureCombatSystems(FCS)andF22等)被作為主要開發工具來使用。

　　列車自動防護系統(ATP系統)是城市軌道交通運行控制系統的組成部分之一。它主要保證提供速度限制信息以保持列車間的安全間隔,使列車在符合限制速度的標準下運行。ATP車載設備是列車自動防護系統的一個重要組成部分,負責完成ATP車載部分的功能。北京地鐵1號線所采用的LCF100DT型車載設備是保證列車運行安全、提高運輸能力的地鐵信號專用技術的行車安全控制設備。本文首先介紹了Rhapsody的主要特性———實時框架,然后分析了ATP系統的工作原理,并在Rhapsody基礎上對北京地鐵1號線的ATP系統車載設備軟件系統進行建模,最后分析了系統級調試功能。

　　1 Rhapsody框架特性

　　Rhapsody的實時框架是一個垂直框架,嵌入式和實時應用專門選擇和優化的設計模板,實現了用于內務處理(如狀態機的實現、容器類的實現等)代碼的重寫,實時框架使得設計的模型與操作系統無關,通過實時框架,應用程序可以方便地從一個實時操作系統移植到其他的操作系統。

　　實時框架包含4個主要部分,如圖1所示。對象執行框架提供UML模型執行的基本結構管理線程狀態機的執行,對象間關聯模式管理對象間的一對多、多對多關系,抽象操作系統與框架自身和實時操作系統無關,便于框架的移植動畫,調試框架可以使用戶進行基于模型的調試,如基于狀態圖的斷點設置、捕捉不同對象間消息映射等。下面分析對象執行框架中的主要元素。

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