基于可重用框架的CTCS仿真車載DMI研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、中國(guó)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(jìn)行設(shè)計(jì)，屬于安全苛求系統(tǒng)，是保證列車運(yùn)行效率和安全的重要組成部分。由于列車司機(jī)不理解車載設(shè)備的內(nèi)部原理和功能，而車載人機(jī)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(jī)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(duì)于DMI的研究有著非常重要的意義。 以成熟的CTCS-2級(jí)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，已經(jīng)初步建立起CTCS-3級(jí)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試平臺(tái)，采用該仿真系統(tǒng)進(jìn)行研究具備成本低、周期短、方式靈活等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)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(jí)車載DMI的成功經(jīng)驗(yàn)，利用已有成果快速、高效地建立滿足CTCS-3級(jí)需求的高質(zhì)量DMI，并以此為可重用資源為系統(tǒng)進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。本文基于軟件重用理論

3、，針對(duì)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(duì)軟件重用理論和Catalysis方法進(jìn)行了簡(jiǎn)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(jī)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(yùn)行過程中DMI與安全計(jì)算機(jī)及列車間的交互順序。此外，以典型運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景為例對(duì)業(yè)務(wù)模型進(jìn)行了細(xì)化，深入分析了DMI的功能需求。 然后在模型細(xì)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(duì)框架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了雙向四層的劃分：雙向指DMI和安全計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)流向，四個(gè)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(biāo)的仿真DMI框架模板，分別對(duì)四個(gè)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(jìn)行了通用化的規(guī)范和設(shè)計(jì)。 最后，采用C++Builder6．0開發(fā)工具，通過該組框架模板對(duì)