一種基於Petri網的聯鎖軟體開發系統的製作方法
2023-10-06 03:36:19 1
一種基於Petri網的聯鎖軟體開發系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於Petri網的聯鎖軟體開發系統，包括：資料庫處理模塊、成員變量模塊、成員屬性模塊、聯鎖規則庫模塊、物理輸入輸出數據處理模塊、ATS通信模塊和MAU通信模塊。所述資料庫處理模塊接收軌旁原始數據，將數據處理後生成不同類型的站場數據，返回給成員屬性模塊、成員變量模塊和物理輸入輸出模塊；所述聯鎖規則庫模塊接收所述成員屬性模塊和成員變量模塊輸出的數據，將聯鎖規則庫通用的規則實例化成具體的站場邏輯，並將值傳遞給所述物理輸入輸出處理模塊、ATS通信模塊和MAU通信模塊。本發明基於建模生成高質量代碼，使得聯鎖軟體設計過程大為簡化，並且可自動生成數據驗證報告，代碼檢查手段得到提高。
【專利說明】—種基於Petri網的聯鎖軟體開發系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及CBTC(Communication Based Train Control,基於通信的列車控制)後備控制單元中基於Petri網的聯鎖軟體開發系統。
【背景技術】
[0002]現有的CBTC後備控制單元開發設計中，聯鎖軟體一般在IDE中採用C，C++等計算機語言編寫和調試，但隨著子功能的不斷增加，聯鎖軟體越來越複雜，對此很難對代碼進行遍歷檢查，即便採用國際上先進的PC-Link等校驗工具也很難進行檢查，並且聯鎖系統是一個安全苛求系統，具有以下特點的語言不能用於安全相關系統:除子程序外的無條件跳轉；指針、堆或者任何類型的動態變量或對象；在原始代碼中處理的中斷；循環、模塊或者子程序中有多路入口或出口 ；初始化或聲明中有隱藏的變量；儲存的和等價替代的變量；以及過程參數。因此，這成為本領域技術人員需要解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種基於Petri網的聯鎖軟體開發系統，採用有色petri網建模，使用面向對象的設計方法，根據地鐵聯鎖系統中聯鎖設備的作用抽象出不同的模塊之間的消息傳遞和彼此狀態變化，並對各個狀態和狀態之間的約束關係進行描述，使得整個聯鎖軟體設計過程大為簡化，並且可自動生成數據驗證報告，代碼檢查手段得到提高。
[0004]實現上述目的的技術方案是:
[0005]一種基於Petri網的聯鎖軟體開發系統，包括:
[0006]資料庫處理模塊，用於接收軌旁原始數據，將數據處理後生成不同類型的站場數據，返回給成員屬性模塊、成員變量模塊和物理輸入輸出模塊；
[0007]成員變量模塊，根據接收自所述資料庫處理模塊的站場數據，將其定義的成員變量實例化成聯鎖規則庫需要的變量；
[0008]成員屬性模塊，根據接收自所述資料庫處理模塊的站場數據，將其定義的成員屬性實例化成聯鎖規則庫需要的屬性；
[0009]聯鎖規則庫模塊，接收所述成員屬性模塊和成員變量模塊輸出的數據，將聯鎖規則庫通用的規則實例化成具體的站場邏輯，並將值傳遞給所述物理輸入輸出處理模塊、ATS通信模塊和MAU通信模塊；
[0010]物理輸入輸出數據處理模塊，用於接收所述聯鎖規則庫模塊返回的值，經過安全校驗後生成軌旁輸入輸出控制邏輯；
[0011 ] ATS通信模塊，根據接收自所述聯鎖規則庫模塊返回的值，實例化ATS通信邏輯；
[0012]MAU通信模塊，根據接收自所述聯鎖規則庫模塊返回的值，實例化MAU通信邏輯。
[0013]上述的基於Petri網的聯鎖軟體開發系統中，還包括記錄模塊，用於記錄所述聯鎖規則庫模塊在代碼實例化過程中的關鍵數據。
[0014]上述的基於Petri網的聯鎖軟體開發系統中，所述聯鎖規則庫模塊使用CPN建模。[0015]本發明的有益效果是:本發明採用基於Petri網建模的軟體設計思想，可大大簡化聯鎖軟體開發流程，提高代碼質量，並提供軟體生成過程的關鍵數據供開發人員檢查。克服了傳統程式語言開發聯鎖軟體存在的諸多限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是I次選路的有色Petri網模型；
[0017]圖2是本發明的基於Petri網的聯鎖軟體開發系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0019]首先，對Petri網進行簡述:
[0020]使用有色Petri網(Colored Petri Nets, CPN)對聯鎖系統進行建模Petri網是一種可用圖形表示的組合模型，具有直觀，易懂和易用的 優點，主要由庫所(Place)、變遷(Transit1n)、有向弧(Connect1n)、令牌(Token)組成。
[0021]有色Petri網CPN由傳統的Petri網摺疊而來,是一種高級Petri網，它比傳統Petri網多了一個要素:聲明，其可以在任何腳本語言實現；在聲明中定義了顏色集(類型)，函數，運算和變量。CPN的著色主要針對令牌和庫所而言。通過對令牌著色，能夠對令牌加以區分，從而在基於CPN建立的模型中表現出不同的資源(比如不同的道岔，道岔，信號機不同的處理邏輯)。
[0022]使用CPN對聯鎖系統進行建模，就是要完整，準確的以形式化的方式展現聯鎖設備自身的變化規律和聯鎖設備間的聯鎖邏輯關係；地鐵CBTC聯鎖系統可抽象為兩個層面:聯鎖設備層(接口層)；設備之間的聯鎖邏輯關係層；下面以軌道區段在進路建立和解鎖為例說明有色Petri建模方法，產生的有色Petri網如圖1所示。本模型假設在該區段建立進路和進路解鎖時離散時間，列車到達和離去也是離散事件，模型的含義如下表1所示:
[0023]
【權利要求】
1.一種基於Petri網的聯鎖軟體開發系統，其特徵在於，包括: 資料庫處理模塊，用於接收軌旁原始數據，將數據處理後生成不同類型的站場數據，返回給成員屬性模塊、成員變量模塊和物理輸入輸出模塊； 成員變量模塊，根據接收自所述資料庫處理模塊的站場數據，將其定義的成員變量實例化成聯鎖規則庫需要的變量； 成員屬性模塊，根據接收自所述資料庫處理模塊的站場數據，將其定義的成員屬性實例化成聯鎖規則庫需要的屬性； 聯鎖規則庫模塊，接收所述成員屬性模塊和成員變量模塊輸出的數據，將聯鎖規則庫通用的規則實例化成具體的站場邏輯，並將值傳遞給所述物理輸入輸出處理模塊、ATS通信模塊和MAU通信模塊； 物理輸入輸出數據處理模塊，用於接收所述聯鎖規則庫模塊返回的值，經過安全校驗後生成軌旁輸入輸出控制邏輯； ATS通信模塊，根據接收自所述聯鎖規則庫模塊返回的值，實例化ATS通信邏輯； MAU通信模塊，根據接收自所述聯鎖規則庫模塊返回的值，實例化MAU通信邏輯。
2.根據權利要求1所述的基於Petri網的聯鎖軟體開發系統，其特徵在於，還包括記錄模塊，用於記錄所述聯鎖規則庫模塊在代碼實例化過程中的關鍵數據。
3.根據權利要求1所述的基於Petri網的聯鎖軟體開發系統，其特徵在於，所述聯鎖規則庫模塊使用CPN建模。
【文檔編號】G06F9/44GK104035782SQ201410300774
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】李廣誠, 孫來平 申請人:上海自儀泰雷茲交通自動化系統有限公司