基于圖論的聯(lián)鎖程序的研究與設計.pdf

1、聯(lián)鎖系統(tǒng)是車站內(nèi)指揮車輛安全運行的指揮系統(tǒng),是保證車輛在站內(nèi)運行安全的關鍵。隨著計算機技術的普及和應用,計算機技術被逐漸引入到鐵路信號領域。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)以其方便安裝調(diào)試、模塊化程度高、以及便于集中監(jiān)控、集中管理等諸多優(yōu)點,已經(jīng)逐漸將傳統(tǒng)的繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)取代。雖然計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)有很多的優(yōu)勢,但是現(xiàn)有的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)在安全性和可靠性方面,仍然需要作更多的提升和改進。
　　聯(lián)鎖程序是計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中用于完成聯(lián)鎖邏輯

2、運算的程序。由于聯(lián)鎖程序是計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中最重要的一部分,所以聯(lián)鎖系統(tǒng)整體的安全可靠,在很大程度上是由聯(lián)鎖程序決定的。從分析聯(lián)鎖程序所要處理的現(xiàn)實對象入手,對它們的邏輯本質(zhì)進行分析,作出一定的數(shù)學抽象。在給出相關對象的數(shù)學定義之后,使用數(shù)學手段分析了這些數(shù)學對象的關聯(lián),建立了一個用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的數(shù)學模型。進一步的,對聯(lián)鎖現(xiàn)象進行了一定的分析和解釋,給出了一系列用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的基本定理,并對這些定理加以證明。
　　在完成用于解釋

3、聯(lián)鎖現(xiàn)象的公理系統(tǒng)之后,利用這一公理系統(tǒng)對聯(lián)鎖程序進行了重新的設計。提出了以動態(tài)數(shù)據(jù)庫的形式實現(xiàn)聯(lián)鎖程序的新思想。之后,給出了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織形式,并對這一數(shù)據(jù)結構的設計思想和它的合理性作出了說明。完成數(shù)據(jù)結構的設計之后,在前面理論的基礎上設計了用于進行聯(lián)鎖邏輯運算的基本過程和算法,并通過前面的公理系統(tǒng)對這些過程和算法的設計思想和正確性給出了解釋和說明。
　　最后,在完成用于實現(xiàn)聯(lián)鎖程序的動態(tài)數(shù)據(jù)庫的設計之后,對這一新的聯(lián)鎖程序

4、進行了測試。分別設計了安全性測試和可移植性測試兩部分實驗。程序的安全性測試部分,共設計了四個實驗,對聯(lián)鎖程序所要處理的基本聯(lián)鎖現(xiàn)象進行測試。程序的可移植性測試部分,從算法通用性和數(shù)據(jù)庫構建數(shù)據(jù)量兩方面,同現(xiàn)有聯(lián)鎖系統(tǒng)中的聯(lián)鎖程序進行對比,對新的聯(lián)鎖程序的可移植性進行評估。實驗發(fā)現(xiàn),以文中提出理論為基礎設計的新的聯(lián)鎖程序具有很好的安全性。最重要的是,這一安全性是可以通過理論給出明確證明和解釋的。這與現(xiàn)有的聯(lián)鎖程序中缺乏理論支持的安全性是不

5、同的。另外,實驗發(fā)現(xiàn),由于給出了用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的基本數(shù)學理論和數(shù)學方法,使得以此設計的用于實現(xiàn)聯(lián)鎖運算的過程和算法具有廣泛的適用性。同時,也由于這一原因,聯(lián)鎖問題中的數(shù)據(jù)有了更加合理的組織形式,聯(lián)鎖程序涉及到的數(shù)據(jù)量被大大壓縮。
　　本文的創(chuàng)新之處主要在于以下兩點:
　　(1)給出了用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的一個公理系統(tǒng),這使得通過數(shù)學手段和數(shù)學方法對聯(lián)鎖現(xiàn)象進行分析和研究變?yōu)榭赡堋?br>　　(2)通過實際編寫程序驗證給出的理論