车站联锁系统UPPAAL建模+时间自动机模型进行模拟仿真(9)
图3.2 联锁软件的层次结构
人机对话层：操作人员通过操作向联锁机构输入操作信息和接收联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业情况的表示信息。
联锁运算层：联锁运算层是联锁控制系统的核心，是进路控制的主要机构。联锁机构除了接收来自人机会话层的操作信息外，还接收来自监控层的反映信号机、道岔、PSD、隔断门、紧急停车按钮等状态的信息，根据对输入的操作信息和状态信息，以及联锁机构的当前内部信息进行处理，产生相应的输出信息，即信号控制命令和道岔控制命令，并交付监控层的控制电路予以执行。
I/O接口层：接收来自联锁层的控制命令，经过信号机控制电路，改变信号显示；接收来自联锁层的道岔控制命令，经过道岔控制电路，驱动道岔转换；向联锁机构传输信号状态信息、道岔状态信息。
3.3 联锁软件的需求分析
3.3.1 功能需求
根据CBTC系统实验的总体需求，计算机仿真联锁子系统的主要功能需求有：
（1） 人机界面信息处理功能
操作信息处理：对正常的操作进行处理，形成有效的操作命令，并在屏幕上给出相应的表示，以便使操作人员确认自己的操作。
表示信息处理：对现场信号设备的状态在屏幕上给出实时地显示，需要表示信息的现场设备有应答器、LEU、信号机、道岔、计轴区段、屏蔽门。
（2） 进路控制功能
能够完成规定的进路控制功能，是联锁软件的核心，主要包括：、进路选派、进路锁闭、信号开放、信号开放保持、进路解锁、进路正常解锁、进路非正常解锁（进路取消、进路延时解锁、故障解锁）、道岔单独操作。
进路控制动作是对来自ATS系统命令的响应。包括办理进路、取消进路、延时解锁进路等命令。联锁根据ATS的命令通过进路控制流程的联锁逻辑处理对进路采取相应的控制动作。因为进路控制功能将直接影响到列车行驶的安全，所以当命令不符合安全条件时，它将拒绝执行命令。
（3） 执行控制功能
输出控制：根据联锁软件生成的控制命令来驱动现场设备控制电路。这些现场设备包括转辙机、信号机、屏蔽门、记轴器、LEU。
输入控制：采集现场设备的状态信息，为联锁运算提供数据，要采集的现场设备包括转辙机、信号机、LEU、屏蔽门、EMP等。
（4） 事件记录功能
在实际设备的运行过程中，联锁的运行记录是需要保存的。这样可以便于事后分析事故原因。另外，在调试阶段，通过记录设备的运行记录，可以再设备运行异常时分析运行结果，便于调试，方便寻找程序中的缺陷。
（5） 与其他子系统的交互功能
联锁要与ZC，ATS和相邻的联锁进行大量的信息交换。
3.3.2 性能需求
计算机联锁系统是一个铁路运输领域的实时控制系统，它是否可靠安全直接关系到人的生命财产，因此在设计联锁系统时必须要满足以下要求：
（1） 实时性要求
在计算机联锁系统中，如果对出现的一些故障不及时作出反应时，后果将不堪设想。因此计算机联锁系统对安全性要求非常的高。具体体现在以下方面：
信号及时采集：须及时地采集到输入变量的变化情况，及时刷新站场各类表示信息。根据《计算联联锁系统暂行技术条件》规定，站场各类表示信息的刷新时间必须在规定时间内。
合理调度，不能陷入盲等状态：因为在联锁程序控制站场内各条进路时，不允许由于某一条进路的条件不满足而一直陷入盲等状态。因此必须合理考虑各个模块之间的合理调度。
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