进入应用数据的正常收发阶段后,联锁在发送应用数据首先向接收方模块发送RFC,接收方收到后回复ACK,同时向时钟Timer_DATA发送SetTimer启动时钟计时,如果超过规定的时间还没收到反馈消息,模块NoReply_Data会发出NO_DATA,超时后发出超时报警timeout1,并计数器MAX_Time加1,满5次后进入故障修理状态,并且令Repair置1,不能再被启动,直到人为修正。变量MAX_Time为周期计数器,当记满五次后则认为进入故障处理状态。变量NoReply等于1或0来表示有无应答。
4.6.3    消息处理模拟仿真
 
图4.40  消息正常收发的消息序列
当联锁发出RFC!命令,来到waitACK位置,等待接收方回复ACK命令,接收方模块回复ACK命令,来到启动位置StartComu,发送App_data!命令,并将计时器Cycle_T置0,这时会启动reply_data模块,并来到settimer位置,发出SetTimer!命令,启动timer_data模块,并来到WaitData位置,由于前面启动了reply_data模块,会发送一个DATA_Reply命令,并判定NoReply是否等于0,判定符合后将计时器MAX_Time清零,来到AppProc位置,然后通过变量haveAffirm来判定消息是否有还未确认过,当还没有确认过则重新发送数据,当已经确认过了则发送新的数据,发送后来到Send位置,然后到resttime位置,最后发送Reset!命令,重置timer_data模块,回到StartComu位置。
 
图4.41  通信故障的消息序列
图4.4.1为消息处理时通信出现故障的消息序列。当联锁发出RFC!命令,来到waitACK位置,等待接收方回复ACK命令,接收方模块回复ACK命令,来到启动位置StartComu,发送App_data!命令,并将计时器Cycle_T置0,这时会启动noreply_data模块,并来到settimer位置,发出SetTimer!命令,启动timer_data模块,并来到WaitData位置,前面启动的noreply_data模块会发出一个NO_DATA命令,然后判定Cycle_T>=5秒,并且NoReply=1,判定符合后来到noReplydata位置,timer_data模块会将计时器t置0并启动,5秒后没有收到重置命令则会发送timeout命令,消息处理模块收到这个命令以后将MAX_Time计数器加1,来到check位置,然后判定计数器有没有超过5,没有超过则来到Resend位置,将计时器Cycle_T清零,发送App_data命令,并发送SetTimer命令,重新启动noreply_data模块、timer_data模块,并回到WaitData位置,当这样反复到第五次后,则在check位置向另一方向走,来到error_proc位置,发送error命令,启动repair模块,将Repair置1,并来到mid3位置,最后回到idle位置。
这里我在建模的过程中发现,repair模块中的Repair变量,一开始我使用小写repair,然后运行时出现报错,经过几次修改后发现,一定要将小写改成大写Repair,不能让变量名与模块名出现冲突。
5      结论
计算机联锁是信号系统的重要组成部分,对于保证行车安全起到了十分关键的作用。铁路的计算机联锁不仅复杂,而且由于其高速性,还增加了许多特殊的功能来保证其安全性、实时性等。
本论文的主要工作有以下几点:
首先是介绍了铁路的发展背景,以及铁路的发展现状,然后介绍了计算机联锁系统的一些概况和发展状况,还以及选题的目的及意义。
介绍了形式化方法的概况,对计算机联锁系统的故障安全原则也进行介绍,让大家了解了什么是故障导向安全,介绍了时间自动机理论,因为这里我们以UPPAAL为时间自动机理论的基础,所以然后着重介绍了下UPPAAL这个软件和它的结构和特征。
这里我们提出了安全苛求系统的开发要求,提出了联锁软件设计开发的框架模型。然后进行了需求分析,根据分析,对办理进路的每一个阶段进行形式化建模。
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