轨道交通联锁领域特定语言的形式化

仇杨杰

摘 要：联锁系统是轨道交通系统的核心子系统之一，其安全和稳定对轨道交通的运行有重要的价值，所以在实践中需要关注联锁系统的安全分析与加强。在现阶段的工作实践中，利用形式化建模和分析的方法对联锁系统进行分析研究是保障系统安全的重要手段，所以做好形式化建模的分析与讨论。在形式化建设分析实践中需要领域知识和形式化知识结合，而要真正地实现两种知识的结合，需要在实践中针对领域进行特定语言的形式化。这样，生成的模型才会更具指向性，相关分析工作的专业性、规范性表现也会更加的突出。文章对轨道交通联锁领域特定语言的形式化做分析，旨在指导实践工作。

關键词：轨道交通;特定语言;形式化

对轨道交通联锁系统做具体的分析会发现其作为轨道交通的核心子系统之一，在实践中发挥着重要的作用，所以强调轨道交通联锁系统的研究与分析有非常突出的现实意义。对联锁系统的具体运行来看，其主要的技术手段有计算机、现代多媒体以及网络通信等。该系统涉及的设备比较多，与之相关的联锁关系也比较多，所以如果该系统存在问题，那么整个轨道交通的运行安全等会大打折扣。为了实现轨道交通安全运行，对联锁系统的安全性做强调意义显著。利用形式化建模的方式做相应的分析，分析结果准确性更加突出，需要注意的是在建模的过程中需要使用特定语言，而且语言要符合形式化的要求。基于此，对轨道交通联锁设备特定语言形式化做分析与讨论便有了突出的现实价值。

1预备知识

在联锁领域特定语言形式化过程中，预备知识是必不可少的，所以必须要基于特定领域语言形式化目标对需要掌握和利用的具体知识进行明确。对特定领域语言形式化做分析可知随机混成自动机是一种被广泛接受的混合系统模型，该模型还是建模时间和随机性的重要模型，在目前的计算机仿真、自动机等领域得到了广泛应用[1]。就随机混成自动机的具体利用分析来看，其包含了随机性，所以在引入随机事件之后，非常合适以故障诊断为目的的建模，其和传统的时间自动机进行比较有显著的不同，即该种自动机所提供的是对离散行为、连续行为和随机行为的描述，其能够对存在随机行为的混成系统进行很好的建模。

在实践中，利用广播信道和共享变量，不同的随机混成自动机之间可以实现相互通信，进而组成随机混成自动机网络。对该网络的具体状态进行区分和利用，网络应用效果会更加显著。总的来讲，在特定领域语言形式化过程中，随机混成自动机是非常重要的应用内容，对该内容的具体应用情况和相关知识做总结与明确，可以使整体工作开展的预备知识更加完善。这样，整体工作实效也会有显著进步。

2方法框架

在明确了预备知识的基础上对语言形式化的方法框架做讨论与分析，这对于语言形式化实现帮助巨大。为了实现列车行车的安全性，联锁系统的首要目标是在允许列车移动的同时对道岔和信号灯进行控制，以此来规避列车发生碰撞或者是脱轨的情况。基于此，联锁系统的主要功能必须要明确。在实践中，其功能主要表现为通过轨道电路监视相关轨道段的占用情况，对道岔的位置践行控制，并发送信号给列车司机，告知其能否进入到轨道。就具体的工作目标实施来看，其基本流程为 ：1）列车向控制器发送请求，申请进入相应道路并等待反馈。2）在接收到列车发出的请求信息后，控制器进行联锁表的查询，并获取进路结果。3）控制器对进路轨道的占用情况进行检查，并获取准确的轨道占用结果[2]。4）在检查进路轨道结果获取之后，控制器命令锁闭道岔，同时指导道岔移动到相应的位置，道岔在移动完成之后向控制器反馈结果。5）控制器完成对道岔的控制后向信号灯发送变绿信号，并控制信号灯变绿。6）控制器在列车行驶出轨道后进行相应道岔的解锁，然后控制相应的信号灯变红。

基于上述的具体流程进行联锁系统模型的建设，一方面需要构建模型控制器，另一方面需要构建与控制器交互的环境。对环境中的具体内容进行明确，保证环境中设备的完整，同时对其做类别划分，这样，具体的建模会有更加准确、完善的资料。在资料明确的基础上基于语言形式化的要求明确方法和相应的框架，这样，最终的工作实施效果会更加突出。

3联锁领域特定语言IS-DSL

基于上述的具体分析，联锁系统的模型建设首先在构件数量上存在着明显的差异，也就是说列车、道岔以及信号灯和轨道实体化的个数会随着案例而出现明显的变化。因为这些构件的数量是语言的重要组成部分，所以需要对这些构件的数量进行明确。不仅如此，因为实体数量的具体变化会导致进路表发生明显的差异，因此在实践中需要基于实际数量变化情况对进路表进行制定。

进路表是联锁控制的重要组成部分，而联锁表的具体表示也应该是领域特定语言的一部分[3]。在相关分析中发现：一个联锁表的主要组成部分是进路，而每个进路又包含了一系列的轨道，且轨道边上还有信号灯以及道岔，所以可以将联锁表定义为一组进路。对每个进路的标识进行明确，同时明确进路的轨道序列，这样，每段轨道可以使用轨道的表示符号。进入到该轨道之后吸纳红灯也要用相应的标识符号，至于道岔等也需要有相应的表述符号，这样每一个进路便会有自身的特殊标识符号，改符号可以作为语言形式化的重要内容。简单来讲，语言形式化需要有明确的方法，在可续选用方法的基础上实现语言的形式化，使特定领域的语言使用具有独特性和代表性，这样，语言表达的含义更加准确，内容具有唯一性，其在实践中的应用效果显著提升。

结束语：

综上所述，轨道交通联锁领域特定语言的形式化对联锁控制实践有突出的现实价值，所以在实践中明确相应的工作内容，实现语言形式化现实意义显著。文章对联锁领域特定语言形式化的具体步骤和方法做分析，目的是要为现阶段的具体工作开展提供指导和帮助。

参考文献：

[1]姜靖，郑启龙.面向计算机视觉的领域特定语言[J].小型微型计算机系统，2020，041（003）：617-624.

[2]曹祺.基于领域语言的图书馆检索语言的优化[J].中国高新科技，2020，No.66（06）：48-53.

[3]常博.基于通信列车控制的计算机城市轨道交通联锁子系统功能测试研究[J]. 自动化技术与应用，2020，039（003）：166-169.

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