9、铁路控制系统高效开发的形式化建模技术

铁路控制系统高效开发的形式化建模技术

铁路控制系统作为安全关键的网络物理系统，虽有通用原则和广泛基础设施，但各国特征差异大。为提供可配置且经过认证的产品，采用高效产品开发流程，以验证的核心产品适应特定解决方案至关重要。本文将介绍一种基于模型的方法，支持铁路控制系统的开发。

1. 背景知识

1.1 RailGround 系统

RailGround 是 Thales Austria GmbH 开发的铁路联锁系统的形式化模型，用于铁路系统的形式化验证研究。该系统旨在提供及时、高效且安全的列车服务，其铁路拓扑由一组连接元素组成，通过信号保护列车安全。以下是该系统的主要需求：
- 铁路拓扑 ：
- 网络拓扑由一组铁路元素组成。
- 每个铁路元素有 2 到 4 个铁路连接器，每个连接器仅属于一个铁路元素。
- 铁路段是同一铁路元素的两个连接器之间的连接。
- 元素位置 ：
- 每个铁路元素有一组可能的元素位置。
- 每个铁路元素和位置对应一组铁路段。
- 路径 ：
- 路径是铁路段的序列，同一铁路元素的两个段不能在同一路径中。
- 路径可激活，列车可在激活路径上行驶。
- 路径生命周期 ：
- 请求的路径在满足所有条件时可变为活动路径。
- 活动路径只有在所有铁路元素释放后才能移除。
- 只有当铁路元素不属于活动路径时，才能更改其位置。
- 空位检测 ：