应用软件工程和专家系统的列控中心仿真研究

论文摘要

列控中心作为列车控制系统的重要地面设备,能够产生行车许可,以满足主体化机车信号和列车超速防护的需要,保证列车运行安全。本文对列控中心进行仿真研究,旨在提高列控中心软件的通用性和可复用性、避免重复劳动,以及提高轨道区段编码的效率和可靠性。在提高系统可复用性方面,本文从软件工程角度研究如何提高列控中心仿真软件的通用性、可复用性,应用软件工程中的构件技术,对列控中心仿真系统进行需求分析,确定系统的详细功能,并对系统进行构件化设计,将系统划分为六个独立的构件,分别对每个构件进行细化,完成了列控中心仿真软件的可复用性设计,对于避免重复劳动、提高研发效率和软件质量具有实际意义。在轨道区段编码方面,本文应用基于专家系统的编码算法,对铁道部规定的区间以及站内的轨道区段编码原则进行了详细的研究,根据这些原则建立了编码规则库。将每次根据规则库推理生成的轨道区段码序都作为一个编码案例存储在编码案例库中,以不断的对案例库进行扩充,因而当以后遇到相同的情况时,可以从案例库中搜索到匹配的案例,直接输出轨道区段码序,从而避免了复杂的编码过程,提高了编码效率。本文使用京沪高铁和武广高铁的线路数据,开发了列控中心仿真软件,并结合测试案例,与整个列控仿真系统进行联调。仿真结果验证了列控中心仿真软件的通用性及可复用性,并且表明基于专家系统的编码算法是有效的,能够保证编码信息的安全。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外列控系统研究现状
• 1.2.2 国内列控系统研究现状
• 1.2.3 列控中心研究现状
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 论文主要工作
• 2 软件复用及专家系统理论
• 2.1 软件复用理论
• 2.1.1 软件复用概念
• 2.1.2 软件复用与构件技术
• 2.1.3 面向构件开发方法概述
• 2.2 专家系统理论
• 2.2.1 专家系统的发展
• 2.2.2 专家系统概述
• 2.3 本章小结
• 3 面向构件的列控中心系统的可复用性设计
• 3.1 CTCS-3级列控中心介绍
• 3.2 面向构件的列控中心需求分析
• 3.2.1 系统的用例建模
• 3.2.2 系统的活动建模
• 3.3 面向构件的列控中心仿真系统设计
• 3.3.1 构件分析
• 3.3.2 构件设计
• 3.4 本章小结
• 4 轨道区段编码模块——基于专家系统的编码算法
• 4.1 轨道区段低频编码信息
• 4.2 编码模块总体结构
• 4.3 知识库的建立
• 4.3.1 编码规则库
• 4.3.2 编码案例库
• 4.3.3 根据规则生成案例
• 4.4 案例库搜索方法
• 4.4.1 区间编码案例库搜索方法
• 4.4.2 车站编码案例库搜索方法
• 4.5 推理机的构造
• 4.6 本章小结
• 5 仿真实现与验证
• 5.1 可复用功能实现与验证
• 5.2 编码算法实现与验证
• 5.2.1 编码算法实现
• 5.2.2 测试结果及分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 图索引
• 表索引
• 作者简历
• 学位论文数据集