基于圖論的聯(lián)鎖程序的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、聯(lián)鎖系統(tǒng)是車站內(nèi)指揮車輛安全運(yùn)行的指揮系統(tǒng),是保證車輛在站內(nèi)運(yùn)行安全的關(guān)鍵。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和應(yīng)用,計(jì)算機(jī)技術(shù)被逐漸引入到鐵路信號領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)以其方便安裝調(diào)試、模塊化程度高、以及便于集中監(jiān)控、集中管理等諸多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)逐漸將傳統(tǒng)的繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)取代。雖然計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)有很多的優(yōu)勢,但是現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在安全性和可靠性方面,仍然需要作更多的提升和改進(jìn)。
　　聯(lián)鎖程序是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中用于完成聯(lián)鎖邏輯

2、運(yùn)算的程序。由于聯(lián)鎖程序是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中最重要的一部分,所以聯(lián)鎖系統(tǒng)整體的安全可靠,在很大程度上是由聯(lián)鎖程序決定的。從分析聯(lián)鎖程序所要處理的現(xiàn)實(shí)對象入手,對它們的邏輯本質(zhì)進(jìn)行分析,作出一定的數(shù)學(xué)抽象。在給出相關(guān)對象的數(shù)學(xué)定義之后,使用數(shù)學(xué)手段分析了這些數(shù)學(xué)對象的關(guān)聯(lián),建立了一個用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型。進(jìn)一步的,對聯(lián)鎖現(xiàn)象進(jìn)行了一定的分析和解釋,給出了一系列用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的基本定理,并對這些定理加以證明。
　　在完成用于解釋

3、聯(lián)鎖現(xiàn)象的公理系統(tǒng)之后,利用這一公理系統(tǒng)對聯(lián)鎖程序進(jìn)行了重新的設(shè)計(jì)。提出了以動態(tài)數(shù)據(jù)庫的形式實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖程序的新思想。之后,給出了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織形式,并對這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和它的合理性作出了說明。完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之后,在前面理論的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了用于進(jìn)行聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算的基本過程和算法,并通過前面的公理系統(tǒng)對這些過程和算法的設(shè)計(jì)思想和正確性給出了解釋和說明。
　　最后,在完成用于實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖程序的動態(tài)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)之后,對這一新的聯(lián)鎖程序

4、進(jìn)行了測試。分別設(shè)計(jì)了安全性測試和可移植性測試兩部分實(shí)驗(yàn)。程序的安全性測試部分,共設(shè)計(jì)了四個實(shí)驗(yàn),對聯(lián)鎖程序所要處理的基本聯(lián)鎖現(xiàn)象進(jìn)行測試。程序的可移植性測試部分,從算法通用性和數(shù)據(jù)庫構(gòu)建數(shù)據(jù)量兩方面,同現(xiàn)有聯(lián)鎖系統(tǒng)中的聯(lián)鎖程序進(jìn)行對比,對新的聯(lián)鎖程序的可移植性進(jìn)行評估。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以文中提出理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的新的聯(lián)鎖程序具有很好的安全性。最重要的是,這一安全性是可以通過理論給出明確證明和解釋的。這與現(xiàn)有的聯(lián)鎖程序中缺乏理論支持的安全性是不

5、同的。另外,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于給出了用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的基本數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)方法,使得以此設(shè)計(jì)的用于實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖運(yùn)算的過程和算法具有廣泛的適用性。同時,也由于這一原因,聯(lián)鎖問題中的數(shù)據(jù)有了更加合理的組織形式,聯(lián)鎖程序涉及到的數(shù)據(jù)量被大大壓縮。
　　本文的創(chuàng)新之處主要在于以下兩點(diǎn):
　　(1)給出了用于解釋聯(lián)鎖現(xiàn)象的一個公理系統(tǒng),這使得通過數(shù)學(xué)手段和數(shù)學(xué)方法對聯(lián)鎖現(xiàn)象進(jìn)行分析和研究變?yōu)榭赡堋?br>　　(2)通過實(shí)際編寫程序驗(yàn)證給出的理論