基于SCADE的信息物理融合系统的分析和设计方法

【摘要】信息物理融合系统(CPS)被认为是继计算机、互联网之后的第三次技术革命。互联网改变了人与人之间的交互方式,而CPS将会改变人类与物理世界的交互方式。CPS连接了计算机系统和物理世界,使得物理实体变得更加的智能化,可以达到高度自治,计算世界与物理世界逐渐融合在一起。在现在很难精确预计到CPS在未来能发挥的积极作用,但是不可否认CPS拥有的巨大潜力。本文提出以高安全性应用开发环境(SCADE)作为信息物理融合系统的应用开发平台。SCADE是一个高安全性的应用开发平台,包含了嵌入式软件开发的整体流程。而CPS作为嵌入式系统之后的下一代智能系统,必然会集成嵌入式系统的种种特征。因此,SCADE可以作为CPS开发的一种工具。利用SCADE分析与设计CPS,可以充分利用SCADE开发平台的各种优点,例如提高软件开发效率、降低软件开发成本、保证开发软件的高安全性的特点等等。并且CPS是一个反应式系统,这点与SCADE只能开发反应式系统的特征上不谋而合。基于无线通信的自动列车控制系统(CBTC)是当前轨道交通控制系统的新趋势.CBTC系统打破了传统TBTC系统的基于轨道的列车控制与定位的种种缺点,是新一代的列车控制系统。在本文中将CBTC系统作为轨道交通信息物理融合系统的实例,使用SCADE开发工具对CBTC系统的模块进行了分析与设计工作。CBTC系统将会是未来轨道交通信息物理融合系统的核心。本文采用SCADE软件开发工具对CBTC系统进行了分析与设计,对CBTC的相关子系统：区域控制器(ZC)、车载子系统(VOBC).自动列车监控系统(ATS)、计算机联锁子系统(CBI)、数据通信子系统(DCS)做了详细的系统分析。接着对CBTC系统的主要功能做了详细的设计工作,包括MA的计算功能、列车状态管理功能等。最后总结了使用SCADE作为CPS分析与设计工具的优缺点。实验证明将SCADE作为CPS的一种分析与设计工具的探索确实有着其实施的可能性。
【作者】彭涛；
【导师】张立臣；
【作者基本信息】广东工业大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】SCADE；信息物理融合系统；CBTC；软件设计；

【参考文献】
[1]唐彬.基于粗集理论的知识发现研究[D].安徽大学,2004.
[2]陈昶.基于FPGA技术的银行多功能回单机控制系统的研究[D].广东工业大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[3]耿中波.面向排放测算的Wiedemann和Fritzsche跟驰模型优化研究[D].北京交通大学,2014.
[4]李联春.商业银行风险管理[D].厦门大学,工商管理,2014,硕士.
[5]王建新,周晓平,王发民,刘书.大型压力机装模高度调整机构电机选择及齿形带设计[J].一重技术.1999(01)
[6]罗南石.试论梁启超的新民思想及其现代意义[D].华东师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2002,硕士.
[7]陈勇.节能型矿用空气压缩机组智能监控系统的设计与实现[D].中北大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[8]郭丽叶.汉语求职面试话语中的立场表示认知性立场标记语“我觉得”的语用研究[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[9]张真.线结构光焊缝质量检测技术研究[D].长安大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[10]邓智怀.GSM网络干扰分析方法研究[D].电子科技大学,电子与信息工程（专业学位）,2012,硕士.
[11]赵旭英.延安时期中国共产党加强学习型政党建设研究[D].扬州大学,中共党史,2012,硕士.
[12]张一帆.RNAi沉默SMC1A对肺癌A549及H1299细胞生长的抑制作用[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[13]陈雁.可见光遥感图像分割与提取研究[D].中国科学技术大学,2010.
[14]谢俊.基于OpenCV的视频检测系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[15]闫成才.典型高山耐寒植物藏荠营养器官解剖结构与抗寒生理特性研究[D].甘肃农业大学,植物学,2013,硕士.
[16]尚书林,杜清秀,卢汉清,唐小军.视频转码技术研究现状与最新进展[J].自动化学报,2007,12:1233-1241.
[17]魏世恒.基于多信息融合技术的导盲设备研究[D].浙江大学,控制工程,2013,硕士.
[18]周国江,刘红斌,刘丽来,邢善超,杜新伟.PVP辅助水热法制备Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料[J].黑龙江科技大学学报,2014,01:70-74.
[19]赵兴文.论合同解释的主体与规则运用[D].西南政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[20]金朝锋.聚乙烯表面紫外光接枝改性研究[D].浙江大学,化学工程,2004,硕士.
[21]姚姚.日本住民诉讼制度研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[22]记者昭明.碳纤维市场快速增长扶持政策有望加码[N].上海证券报,2013-07-19A06.
[23]汤淋淋.EGCG-精氨酸交联涂层的制备及其生物相容性的探究[D].西南交通大学,材料工程（专业学位）,2014,硕士.
[24]王雪.两岸政府采购救济机制比较研究[D].广东外语外贸大学,法律,2014,硕士.
[25]周立.城市公路客运枢纽布局规划方法研究[D].北京交通大学,2008.
[26]温娟,孟晓军,张渝疆,曹汉礼.知识仓库及其管理技术的探讨[J].新疆大学学报(自然科学版),2002,03:361-363.
[27]马永英.我国垄断行业收入分配问题研究[D].吉林大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[28]许武强.中国优秀传统文化在大学生思想政治教育中的价值及其实现[D].山东大学,思想政治教育,2012,硕士.
[29]李松波.混合式地源热泵系统的TRNSYS模拟研究[D].广东工业大学,动力工程（专业学位）,2013,硕士.
[30]陈子隽.创业投资对企业经营业绩的影响[D].复旦大学,金融学,2012,硕士.
[31]李寒松.三种不同复方磺胺嘧啶混悬液在肉鸡的药动学及生物等效性研究[D].扬州大学,基础兽医学,2012,硕士.
[32]郑中立.“十五”期间我国铁路养路机械化工作思路[J].中国铁路.2000(05)
[33]马润田.大跨钢管桁架结构风荷载数值模拟与健康监测研究[D].兰州理工大学,结构工程,2014,硕士.
[34]徐祖银.4063m~3高炉炉顶煤气余压发电自动调节系统[J].冶金自动化,1989,04:14-17+29.
[35]何德雨.直升机传动链关键部件故障特征提取技术研究[D].国防科学技术大学,机械工程,2012,硕士.
[36]贺晓丽.山西省隰县残疾人社会救助研究[D].山西财经大学,社会保障,2013,硕士.
[37]霍欢欢.罗非鱼无乳链球菌分子血清型、耐药性以及快速检测方法的建立[D].上海海洋大学,水产养殖,2013,硕士.
[38]陈智涛.民办高校招生宣传策略研究[D].华中师范大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[39]奚先,姚姚.非平稳随机介质模型[J].石油地球物理勘探,2005,01:71-75+18-126.
[40]张超杰.女儿在农村家庭养老中的角色转变[D].广西师范大学,社会学,2013,硕士.
[41]侯仰坤.50岁以上无症状人群大肠癌的筛查及miR-21、miR-143与大肠癌相关性研究[D].河北医科大学,内科学,2013,硕士.
[42]高彦民.我国房地产企业税收的博弈分析[D].东北财经大学,财政学,2012,硕士.
[43]董丽倩.211例维持性血液透析患者跟骨骨密度与相关指标的关系[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[44]龙江.基于平行语料库的汉语动趋式英译研究[D].北京外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[45]王玲.基于循环经济的包头产业结构优化研究[D].内蒙古科技大学,区域经济学,2013,硕士.
[46]王婷婷.《愤怒的葡萄》圣经原型研究[D].辽宁大学,英语语言文学,2012,硕士.
[47]刘自伟,蔡勇,陈波.KDD在入侵检测中的应用[J].微型机与应用,2003,12:55-58.
[48]姚森.长春市高职院校篮球教学现状及对策研究[D].吉林大学,体育教育,2014,硕士.
[49]杜佳.几类微分系统的周期解或概周期的研究[D].安徽大学,应用数学,2013,硕士.
[50]严学军.盐城地税税务稽查问题研究[D].苏州大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.