基于UML的城市轨道交通列车超速防护系统建模.pdf资源-CSDN文库

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基于 UML 的城市轨道交通列车超速防

护系统建模

摘要分析 I-Logix 公司的 Rhapsody 软件的主要特性在 Rhapsody 开发环境

下对北京地铁 1 号线的 ATP 系统车载设备进行 UML 建模，并介绍系统级调试功能。

关键词 UML Rhapsody 面向对象嵌入式系统建模

统一建模语言 UML(UnifiedModelingLanguage)是迄今为止最好的面向对象的

统一建模语言，它取代了以往各种面向对象表示法，可以全面、细致地同时描叙业

务和软件系统，实现软件开发全生命周期建模的无缝统一。UML 与 OOAD(面向对象

分析和设计)工具的结合，更使软件工程思想的实现往前走了一大步。

美国 I-Logix 公司的 Rhapsody 是一种基于 UML2.0 的面向嵌入式应用开发的

集成可视化环境，它为嵌入式软件的开发提供了一个“四化”的支撑平台，即可视

化、工程化、自动化和团队化。Rhapsody 正在迅速成为国防/航空航天领域首选的

MDD(模型驱动开发，ModelDrivenDevelopment)开发环境，在一系列项目中(如

FutureCombatSystems(FCS)andF22等)被作为主要开发工具来使用。

列车自动防护系统(ATP 系统)是城市轨道交通运行控制系统的组成部分之

一。它主要保证提供速度限制信息以保持列车间的安全间隔，使列车在符合限制速

度的标准下运行。ATP 车载设备是列车自动防护系统的一个重要组成部分，负责完

成 ATP 车载部分的功能。北京地铁 1 号线所采用的 LCF100DT 型车载设备是保证列

车运行安全、提高运输能力的地铁信号专用技术的行车安全控制设备。本文首先介

绍了 Rhapsody 的主要特性―――实时框架，然后分析了ATP 系统的工作原理，并

在 Rhapsody 基础上对北京地铁 1 号线的 ATP 系统车载设备软件系统进行建模，最

后分析了系统级调试功能。

1 Rhapsody 框架特性

Rhapsody 的实时框架是一个垂直框架，嵌入式和实时应用专门选择和优化的

设计模板，实现了用于内务处理(如状态机的实现、容器类的实现等)代码的重写，

实时框架使得设计的模型与操作系统无关，通过实时框架，应用程序可以方便地从

一个实时操作系统移植到其他的操作系统。

实时框架包含 4 个主要部分，如图 1 所示。对象执行框架提供 UML 模型执行

的基本结构管理线程状态机的执行，对象间关联模式管理对象间的一对多、多对多

关系，抽象操作系统与框架自身和实时操作系统无关，便于框架的移植动画，调试

框架可以使用户进行基于模型的调试，如基于状态图的断点设置、捕捉不同对象间

消息映射等。下面分析对象执行框架中的主要元素。

2 自动超速防护系统

2.1 自动超速防护系统概要

ATP(AutomaticTrainProtection，列车自动防护系统)具有超速防护、零速度

检测和车门限制等功能，提供速度限制信息，以保持列车间的安全间隔，使列车在

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