列車運(yùn)行控制系統(tǒng)分層形式化建模與驗證分析的開題報告

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)分層形式化建模與驗證分析的開題報告副標(biāo)題：基于時序邏輯的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)分層形式化建模與驗證分析研究一、研究背景及意義現(xiàn)代列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是由多個復(fù)雜子系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，涉及到控制、通信、安全等多個方面。為了確保列車運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，需要建立可靠的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，并進(jìn)行嚴(yán)格的驗證驗證分析。傳統(tǒng)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)驗證方法依賴于試驗和仿真，這種方法存在較多的不足，如成本高、效率低、操作復(fù)雜等。因此，開展列車運(yùn)行控制系統(tǒng)分層形式化建模與驗證分析的研究意義重大。二、研究內(nèi)容1.對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)進(jìn)行分析，以及各子系統(tǒng)之間的相互作用關(guān)系。2.基于時序邏輯對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行分層形式化建模。3.利用模型檢驗技術(shù)對模型進(jìn)行驗證分析。4.分析模型檢驗的結(jié)果，實現(xiàn)對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的自動化驗證。三、研究方法1.對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行分層化分析，識別出各個子系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)之間的接口。2.基于時序邏輯對各個子系統(tǒng)進(jìn)行分層建模，通過建模描述各個模塊之間的邏輯關(guān)系。3.利用模型檢驗技術(shù)對模型進(jìn)行驗證分析，采用模型檢驗算法自動化地檢查模型的正確性。4.分析模型檢驗的結(jié)果，對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的自動化驗證進(jìn)行總結(jié)和歸納。四、預(yù)期結(jié)果1.建立列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的分層形式化模型，對各個子系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行描述。2.利用模型檢驗技術(shù)完成列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的自動化驗證，并提出驗證結(jié)果的改進(jìn)方案。3.對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)自動化驗證進(jìn)行總結(jié)歸納，為實現(xiàn)列車運(yùn)行的安全和穩(wěn)定提供重要的理論基礎(chǔ)。五、研究步驟1.分析列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，識別各個子系統(tǒng)及其之間的關(guān)系。2.采用時序邏輯對各個子系統(tǒng)進(jìn)行建模。3.將各個子系統(tǒng)整合到總體系統(tǒng)中，建立列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的分層模型。4.利用模型檢驗技術(shù)對模型進(jìn)行驗證分析，并分析模型檢驗結(jié)果，提出改進(jìn)方案。5.寫作論文，并進(jìn)行答辯。六、論文結(jié)構(gòu)1.引言。介紹研究背景及意義，闡述研究的目的和意義。2.文獻(xiàn)綜述。對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)及其驗證方法進(jìn)行綜述。3.列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的分層化分析。對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)進(jìn)行分析，以及各子系統(tǒng)之間的接口關(guān)系。4.列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的時序邏輯建模。對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行分層建模，并采用時序邏輯描述各個模塊之間的邏輯關(guān)系。5.基于模型檢驗的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)驗證分析。利用模型檢驗技術(shù)對模型進(jìn)行驗證分析，并對模型進(jìn)行改進(jìn)。6.結(jié)論與展望?？偨Y(jié)研究成果，展望未來研究方向。七、研究計劃第一年：進(jìn)行列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的分層化分析，建立各個子系統(tǒng)的時序邏輯模型。第二年：將各個子系統(tǒng)整合到總體系統(tǒng)中，建立列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的分層模型，并進(jìn)行模型檢驗。第三年：撰寫論文，進(jìn)行論文答辯。八、參考文獻(xiàn)1.MohammadiAR,NejadRA.Amodelcheckingapproachforformalverificationofrailwayinterlockingsystems[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartF:JournalofRailandRapidTransit,2015,229(1):104-123.2.FaivreA,VanGheemC,BontempiS,etal.Verifyingthecompatibilityofrailcontrolsystemsbymodelchecking[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartF:JournalofRailandRapidTransit,2014,228(6):559-570.3.ZhangW,JiaL,WangY.Formalverificationofrailwayinterlockingsystemsusinggraphtransformationandmodelchecking[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartF:JournalofRailandRapidTransit,2017,231(3):375-391.4.鄒健,趙萬山,吳大偉.基于時序邏輯的列車交會控制系統(tǒng)連續(xù)性驗證[J].