一、基于UML的软件建模工具的研制（论文文献综述）
夏韬凌[1]（2021）在《基于MBSE的民机航电状态监控系统设计》文中进行了进一步梳理近年来社会经济飞速发展,出行需求日益增长,干线飞机需求量越来越大,但目前我国干线飞机主要依赖进口,在全球新冷战场景下,干线飞机的自主设计、生产需求日益迫切。随着系统工程的不断发展,基于模型的系统工程（Model Based System Engineering,MBSE）在航空领域有了更多的应用,相较于传统开发方法,MBSE以模型代替文档,且符合适航标准,是更适合用于对民机系统进行设计的方法。状态监控系统监控和记录了与飞机维护、性能、故障排除和趋势监控相关的飞机数据,是民机航电系统的重要组成部分。因此,运用MBSE的方法论对状态监控系统进行设计对实现航电系统的自主研发具有重要意义。本论文以“民用大飞机航电系统建模”课题为依托,主要工作及贡献如下:（1）提出对于复杂系统的模型设计方案。针对传统设计模式以文档为驱动的弊端,分析了Harmony的设计框架,对其进行纵向解析,提出了基于Rhapsody的系统设计流程;横向解析,提出了基于Harmony-SE,SysML的顶层静态设计与基于Harmony-SW,UML的软件动态设计联合的建模方案。（2）对设计过程中的两个关键技术进行了研究。需求覆盖率测试技术:为确保所创建的模型能够完整地满足系统需求,分析对比了集合、矩阵、覆盖率三种需求追溯方法之后,基于Rhapsody平台Gateway插件,选择需求覆盖率测试的方法对系统需求进行确认。自动代码生成技术:基于OXF框架,根据UML模型到代码的转换规则,在Rhapsody平台将类图模型转换为代码,并验证了模型与代码间的双向关联。（3）运用上述方法、技术,设计实现了状态监控系统。根据ARINC624-1协议,对状态监控系统进行了建模及软件设计,在功能完备、系统完整的基础上,与传统方法相比,系统可维护性提高了,模型设计与代码编写之间的联系更紧密了,开发周期也缩短了。本文对MBSE的方法论进行了实践探索,与传统模式相比,以模型为核心的方法使得设计过程更加简洁,便于理解、交流;开发过程各个阶段模型可追溯,需求变更问题得以解决;模型可转换为代码,减少了重复劳动,模型设计将取代大部分代码编写工作,成为系统开发的核心,提高了开发效率及准确性。本文对MBSE技术在类似民机航电系统这类复杂系统的设计运用做了有益的探索,具有一定的借鉴意义。
高京[2]（2020）在《基于MBSE的ISO/TC10/SC6标准体系及典型标准研究》文中进行了进一步梳理标准在经济社会发展中所发挥的作用和所处的战略地位日益突出,伴随标准质量不断加强、标准体系不断完善、标准资源不断积累,海量的“标准资源库”已经形成,对标准化管理工作和标准研制工作提出了更高要求。标准体系研究是标准化管理的一个重要方法,传统的标准体系主要是以标准为中心对体系架构进行描述,缺少对标准内容以及标准之间关联关系的描述,无法充分发挥标准的协调性与配套性。针对以上问题,本文将MBSE（基于模型的系统工程）方法与标准化原理和方法相结合,提出了基于MBSE的标准体系构建方法,并应用到了 ISO/TC10/SC6（国际标准化组织/技术产品文件技术委员会/机械工程文件分技术委员会）标准体系研究中。首先,研究MBSE实践的理论基础,结合标准体系构建原则和一般方法,提出了 MBSE应用于标准体系构建的逻辑架构,为ISO/TC10/SC6标准体系研究提供思路。其次,梳理ISO/TC10/SC6标准体系范围内的各项标准内容、标准之间的关联关系,以及相关标准化技术委员会之间的关联关系,利用元建模机制,提取并整合标准关键语义信息,建立了 ISO/TC10/SC6标准体系元模型,并在XML文件中对数据进行了组织与存储,保证了模型数据的一致性和准确性。然后,在ISO/TC10/SC6标准体系元模型的基础上,利用SysML（系统建模语言）和Enterprise Architect建模工具,构建了 ISO/TC10/SC6标准体系模型,并围绕标准功能类别、标准内容和标准布局等方面,对ISO/TC10/SC6标准体系进行分析,识别出标准缺失问题。最后,基于ISO/TC10/SC6标准体系模型和标准体系分析结果,结合机械产品数字化建模与仿真技术的实际应用情况与标准化需求,研究提出了机械产品数字化建模与仿真方向国际标准研制建议,并针对典型标准技术内容展开了研究,为今后相关标准的研制提供了支撑。
宋宇[3]（2020）在《基于UML-Promela的联锁软件形式化建模与验证》文中研究说明计算机联锁系统作为典型的安全苛求系统是铁路控制系统的核心部分,在保障行车安全方面起着无可替代的作用,因此必须保证其安全性和可靠性。形式化方法是提高系统可靠性和安全性的有效手段,所以使用形式化方法对联锁系统进行建模和验证对保障铁路行车安全具有非常重要的意义。但是,直接使用形式化方法对联锁系统建模不仅需要开发人员具有很强的专业知识,而且随着站场规模的扩大,其建模难度大幅上升,因此需要寻找一种更加简单高效的方式对联锁系统进行建模和验证。UML（Unified Modeling Language,统一建模语言）在软件开发领域应用广泛,它所建立的模型由多个视图组成,每个视图可以从不同的角度简单直观地描述系统,但是UML只是一种半形式化的语言,无法直接使用形式化的方法验证其正确性。以Promela作为输入语言的形式化验证工具SPIN可以高效地对Promela模型进行分析和验证。若是能够建立联锁系统的UML模型,并将其自动转换为形式化的Promela模型,则可以降低形式化建模的难度,提高建模与验证的效率。综上,本文提出了一种基于UML和Promela的形式化建模方法,并且使用该方法在需求分析阶段对联锁系统进行建模与验证。本文所作工作主要有:（1）首先对联锁系统的整体框架进行分析,并结合《铁路车站计算机联锁技术条件》得出联锁系统的功能需求,进而建立了系统的用例图;然后对室外设备及其接口电路进行分析,建立了各个设备的类图和状态图;最后详细分析了联锁系统的主要控制过程,为各个控制过程建立了顺序图。（2）对UML模型和Promela模型进行对比分析,制定了UML三种视图到Promela模型的转换规则。然后根据此规则在Visual Studio环境下,基于MFC框架开发了模型转换工具,实现了UML模型到Promela模型的自动转换。（3）提取联锁需求模型所应满足的技术规范,应用LTL（Linear-time Temporal,线性时序逻辑）公式对这些技术规范进行表达,并将其与Promela模型一起输入至形式化验证工具SPIN当中,检验模型的正确性。（4）以所建立的联锁需求模型为指导,针对举例站场,搭建了计算机联锁软件仿真平台,通过模拟仿真进一步验证了模型的正确性。验证结果表明:本文所提出的形式化建模与验证方法在降低联锁系统建模难度的同时,保证了模型的准确性,并且能够有效地指导联锁软件的开发工作,为计算机联锁系统的形式化建模与验证提供了新的思路。图88幅,表2个,参考文献58篇。
张程灏[4]（2020）在《机载软件建模及其形式化验证方法研究》文中提出随着机载软件对可靠性要求的提高及其代码复杂度的增加,传统软件开发方法的不足体现得也愈发明显,同时通过设计并执行测试用例的传统软件验证方式也逐渐难以满足当前机载软件领域的高安全需要。本文基于以上背景,采用基于模型的方法实现对某型号飞行器机载软件的开发,并利用形式化验证技术对部分安全关键模块进行验证。具体工作如下:首先在分析了机载代码特点以及对比三种形式化验证方法后,选择定理证明作为基础验证方法。针对其自动化程度较低的缺点,采用了基于Hoare逻辑与最弱前置谓词演算的演绎验证体系以帮助验证条件（VC）的自动提取,并结合相关工具进行分析选择,设计了一种面向机载代码的形式化验证方案。随后为了进一步提高验证的自动化程度,在研究了基于ACSL构建Hoare逻辑规约的实现方法以及验证条件提取方法的基础上,结合自主证明思想,提出了一种规约构建补充方法——通过ACSL构建辅助引理以及辅助断言,且在必要时利用Ghost代码将引理实例化的方式,使得可以生成更多能被自动证明器释放的验证条件,从而提高形式化验证的自动化程度和效率。同时为了满足机载软件高安全的要求,针对算术溢出等三种威胁机载软件的安全问题,总结了用以形式化的安全规约。最后基于某飞机设计研究所的实际工程项目,利用基于模型的软件开发方法对某型号无人飞行器的飞控机载软件进行建模,并生成机载代码。以此为验证对象,通过该项目中飞行器前轮转向电路管理模块,总压传感器监控模块以及姿态解算模块为实例,利用本文中提出的验证方法进行形式化验证,证明了方法的有效性和可行性。并通过虚拟飞控仿真平台进行闭环仿真,实验结果表明本文开发的机载软件符合性能指标。本文的研究为机载软件等高安全领域的形式化验证工作的开展提供了一定的参考作用。
刘承威[5]（2019）在《面向安全关键软件的AADL设计模型生成方法》文中研究指明近年来,模型驱动（Model-Driven）尤其是采用形式化模型驱动的安全关键软件设计与开发方法逐渐受到重视,并被工业界认为是切实可行的重要手段。AADL（Architecture Analysis and Design Lanuage）是一种广泛应用于安全关键领域的形式化建模语言标准。然而,由于AADL语言的语法元素庞大、语义复杂,手工构建安全关键软件尤其是大规模复杂安全关键软件的AADL设计模型难度较大。如何自动或半自动构建AADL形式化设计模型是目前工业界和学术界广泛关注的问题。本文提出了一种面向安全关键软件建模的AADL设计模型自动生成方法,重点研究了基于限定自然语言的安全关键软件需求建模及其到AADL模型的自动转换、基于源代码的AADL模型逆向重构等关键问题,并设计和开发了相关原型工具,主要研究成果如下:首先,安全关键软件引起严重事故的原因往往可以追溯到软件需求尤其是安全性需求的问题,当前工业界的软件需求主要通过自然语言文本描述,而自然语言二义性、不精确、难以被自动处理的特性使得模型驱动开发方法的生命周期一般较少涉及需求阶段。本文针对自然语言需求和AADL模型驱动开发方法之间还存在鸿沟的挑战,提出一种基于限定自然语言的安全关键软件需求规约方法RNLreq及其到AADL设计模型的自动转换方法RNL2AADL。RNLreq通过数据字典、领域词库、需求模板和限定句式等结构化方式约束工程师的需求描述行为,能够在尽量不改变工程师撰写软件需求的习惯的前提下,通过约束自然语言的表达能力降低需求的二义性;RNL2AADL通过自动化转换,能够有效降低工程师构建AADL设计模型的难度。其次,在安全关键软件系统开发与维护过程中,部分需求与设计信息往往遗留在源代码中而没有反馈补充到自然语言需求,因此,在对已有软件系统架构进行复用或重构的过程中,如何将这部分需求与设计信息从代码中抽取到AADL设计模型也是一个重要问题。本文提出一种从C代码到AADL模型的自动转换方法C2AADL,基于抽象语法树对C代码进行解析,并通过一个中间转换模型CAInterM简化转换过程,给出C到CAInterM再到AADL的转换算法。C2AADL能够自动抽取并保留代码中的架构信息,减少软件架构复用或重构过程中的工作量。最后,在AADL开源建模环境OSATE中实现了限定自然语言需求规约工具RNLreqTool、RNLreq到AADL模型转换工具RNL2AADLTool和C程序到AADL模型转换工具C2AADLTool等三个原型工具,并基于航天导弹发控系统进行了应用性验证。
董丹[6]（2017）在《铁路车站计算机联锁软件建模研究》文中研究说明铁路车站计算机联锁系统是运用“故障-安全”技术、计算机技术、网络技术以及容错技术等实现进路控制功能的系统。它不仅是实时系统,而且是安全-苛求系统。铁路车站计算机联锁软件是一种安全苛求软件,它在保障站内的行车安全、行车作业效率的提升等方面都起到及其关键的作用,是铁路车站计算机联锁系统的关键组成。目前,对联锁软件的设计阶段多采用自然语言,表现出很大的歧义性和二义性。本文基于面向对象理论,综合采用类图、用例图、协作图、序列图、状态图和活动图对联锁系统的进路控制过程及子过程进行建模。基于形式化方法,采用形式系统ALCQI-CTL,对模型进行形式化描述和说明,使模型的歧义性大大降低,减少主观因素差异造成的设计错误。论文针对车站联锁软件建模进行研究:（1）给出五元Kripke模型和语义,研究描述逻辑ALCQI,以及其语法和语义描述。基于形式系统ALCQI-CTL和形式系统ALCQI-CTL的序列图形式化方法,研究该系统的模型和形式化语义,并对该系统进行可行性分析。（2）建立系统的静态模型,研究计算机联锁系统的软硬件的组成和功能,以基本联锁原理为基础,采用用例图对计算机联锁软件的组成和功能进行描述,并采用类图设计信号机、道岔、轨道区段和进路的数据描述以及采用状态图设计对象的状态变化模型。（3）建立系统的动态模型,基于模块化思想,并且采用UML的一系列动态图建立一次进路控制过程的总体模型和过程的动态模型。建立一次进路控制过程和子过程的Kripke模型,基于形式系统ALCQI-CTL,并对其进行形式化描述和说明。（4）对模型进行实验,完成相关功能的验证工作。本文的研究结果表明:综合采用统一建模语言和形式化方法,能够高效地消除软件设计阶段由于人为因素差异造成的的缺陷和错误,使得计算机联锁领域专家和软件开发人员的联系更加紧密,提升联锁软件的安全性、可靠性;另一方面,能够在软件开发的初始阶段就及时发现软件设计中的缺陷和错误,同时,也减少了软件测试和验证的经济成本。验证结果表明:所建立的铁路车站计算机联锁软件的模型能充分应用于实际的需要。
梁云涛[7]（2017）在《基于COMET的西部铁路列控系统RBC信息控制流程设计与验证》文中认为随着"一带一路"战略的推进以及我国中东部地区铁路网的不断完善,西部地区将迎来铁路发展的黄金时期。CTCS-LDL（Chinese Train Control System-Low Density Lines）级列控系统是针对我国西部地区低密度线路运营需求而研发的新型列控系统,目前该系统处于理论探索阶段。为降低运营成本,减少或免于地面设备维护,CTCS-LDL级列控系统使用GNSS技术实现列车定位及完整性检查,地面不设区间轨道电路和信号机,采用虚拟闭塞方式实现列车追踪,这样对地面设备的安全性和可靠性提出了更高的要求。无线闭塞中心（RBC）是CTCS-LDL级列控系统的地面核心设备,主要通过与车载及地面其他设备间的信息交互,实现虚拟轨道占用检查与区间闭塞管理,完成行车控制,因此设计合理的RBC信息控制流程是保证西部铁路列控系统安全行车的基础。通过分析我国低密度线路列控系统的运营需求,本论文将RBC信息控制流程分为地面信息控制流程与控车流程,对其进行设计、建模与验证。论文完成的主要工作如下:首先,通过比较基于 UML 的 COMET（Collaborative Object Modeling and Architectural Design Method）建模方法与基于时间自动机理论的形式化建模方法的优缺点,将二者结合,提出针对RBC的COMET软件建模与验证方法,该方法涵盖了软件开发周期中需求分析、软件建模、模型验证、架构设计、软件编码这一集成化过程。然后,对RBC系统进行功能需求分析,设计系统总体结构模型,将RBC信息控制流程分为地面信息控制流程和控车流程。地面信息控制流程包括轨道占用识别、区间信号点灯和区间改方;控车流程根据运行场景主要分为设备启动、列车注册、正常行车、列车注销、调车、RBC切换等。对上述流程进行详细设计,并建立COMET动态交互模型,再通过转换算法将其转换为时间自动机网络模型。结合RBC系统的功能需求,利用模型验证工具UPPAAL对建立的模型进行仿真,并从逻辑功能、时序功能和安全性的角度对模型进行分析验证。最后,根据建立的RBC信息控制模型,采用COMET分层抽象的软件体系架构,进行仿真软件设计并完成软件开发。通过实验室仿真联调,验证了本文设计的CTCS-LDL级列控系统中RBC信息控制流程的正确性和合理性。
许海洋[8]（2017）在《面向CPS时间属性的软件可信建模与验证方法研究》文中提出软件形式化方法已经在工业领域得到广泛应用,形式化方法已成为提高软件可信性的重要手段。但是在CPS中,软件的体系结构会随着需求和环境而动态变化,不仅需要满足功能性要求,还要求时间等非功能属性具有可信性。如何精确地描述与验证CPS软件系统,目前国内外还没有一种统一的、成熟的建模和验证方法。CPS可信属性研究的难点在于如何精确地描述软件系统、如何从软件需求场景中抽取系统规范、如何高效地对系统进行模型检测。从而在系统设计的早期阶段尽早发现软件潜在的错误,及时纠正软件需求和系统设计中的不一致性和不完备性等问题,提高CPS软件的可信性。本文立足于CPS软件可信属性的建模与验证问题,旨在建立基于模型驱动的CPS软件时间可信属性的建模与验证集成框架,提出适合于CPS环境的软件时间可信属性的建模和验证方法。利用Object-Z语言的形式化优点描述模型的静态语义,利用PTA在时间约束和转移概率方面的优点描述模型的动态语义,建立软件的时间可信模型。采用基于场景的语言进行需求分析,进而抽取需求规范。针对CPS软件的时间可信属性,设计模型检测算法。本文从软件模型、需求规范、模型检测三方面进行了深入地探索研究,研究工作的主要创新性成果如下:（1）为了精确地描述CPS软件的功能属性和实时性等非功能属性,本文研究了软件的图形化模型和形式化建模方法。建立软件系统的图形化模型,有利于客户与软件开发人员形成共识,同时也能够有效地减低软件开发的复杂度,但是图形化模型不便于软件的形式化验证。因此,一方面充分利用MARTE在建立时间模型等非功能属性方面的图形化优势,另一方面研究融合静态结构和动态行为的形式化集成模型。在MDA框架下,设计了MARTE静态结构到Object-Z类、MARTE动态行为到PTA表达式之间的映射规则,提出了集成的的形式化建模方法PTA-OZ,该方法能够对MARTE建立的软件模型,进行静态结构验证和动态行为验证,从而能够利用形式化方法验证图形化建模语言建立的模型。在理论上,采用不变式和三元元模型相结合的方法,对模型转换的语义一致性进行了验证。并在Papyrus环境中,基于XMI实现了该转换框架。实验分析表明,该方法能够将图形化模型转化为形式化模型,并能够对转换后的CPS软件的功能属性和实时性等非功能属性进行有效地检验。（2）为了准确地描述软件需求,自动抽取属性公式。本文引入时钟和时间约束的形式化定义,定义了LSC图的时间属性模型,提出了TLSC到时序逻辑公式的转换规则,并给出了优化公式的方法。从基于场景的LSC语言出发,来描述CPS的软件需求。由于时间对于CPS软件的系统行为具有不容忽视的影响,需要关注于时间敏感的LSC图属性问题。通过引入时钟和时间约束的形式化定义,提出了TLSC图,研究了基于场景语言在描述软件需求时的时间属性问题。采用形式化的方式定义了TLSC图的语法和语义,以利于转换为时序逻辑公式。通过设计的基本规则和组合规则,实现了TLSC图到时序逻辑公式的转换;为了简化公式规模,利用传递性重新定义时间次序关系,进一步研究了公式优化的方法,使得公式规模有效地降低。最后,设计并完成了TLSC图到时序逻辑公式转换系统,从而实现了从需求场景中自动抽取逻辑公式。该方法适合于描述实时软件系统的属性和行为,能够从TLSC建立的软件需求规范中,自动抽取逻辑公式,并进行优化,初步解决了模型检验中逻辑公式的自动抽取问题。（3）为了准确地计算有界模型检测的完备性阈值,首次将半张量积理论引入到有界模型检测中,提出了基于半张量积的完备性阈值求解方法。采用离散时间进化系统来研究Kripke模型的状态进化拓扑结构,首先,通过Kripke模型解析算法,建立布尔函数的代数形式,并将其转换为逻辑形式。其次,通过固定点求解算法和k-loop求解算法,计算布尔网络中的吸引子。最后,根据吸引子计算固定点的位置、环路的长度以及环路的状态集等参数。采用经典数学理论中的矩阵分析方法来求解Kripke模型的前向半径,作为Kripke模型的完备性阈值。相比于以往的阈值计算方法,本文方法充分运用半张量积理论,利用代数运算代替逻辑运算,计算方法简单。（4）为了提高有界模型检测的效率,提出面向CPS时间可信属性的有界模型检测算法。充分考虑基于SAT方法编码中时间属性的缺失问题,对于CPS实时系统的时序逻辑公式,提出了基于SMT的RTECTL公式的有界模型检测算法,在命题公式的编码过程中,保留了公式中的时间属性。在逻辑公式路径的选择上,提出了基于优化的路径量词选择方法,具有减少路径数目的优点,并在理论上证明了该编码方法的可行性。
戴筱妍[9]（2014）在《车辆动力传动综合控制系统设计方法及关键技术研究》文中指出本文的研究工作是对工程问题的科学研究与实现。为了解决目前履带车辆动力传动系统设计不规范、缺乏科学的方法指导和关键技术支撑，而带来的控制策略设计与软件实现相脱离、控制系统不具有开放性，可重用性的问题，针对系统工程理论指导下的履带车辆动力传动系统设计的方法及关键技术开展了研究。1.从系统工程的角度，总结了动力传动综合控制系统设计需要研究的内容，研究了基于模型的系统工程方法和设计体系运用于动力传动综合控制系统设计，具体包括：①从履带车辆动力传动系统特点出发，将基于模型的系统工程方法引入动力传动综合控制系统设计，将工程技术问题提升到系统工程问题。在此基础上将动力传动综合控制系统设计划分为系统层次设计和领域层次设计；②以开发方法为基础，提出了动力传动综合控制系统的开发流程的系统工程方法运用于此流程中，实现面向对象的控制系统设计和开发；③在研究分析当前技术的基础上，设计了履带车辆动力传动控制系统架构；④对于动力传动综合控制系统的开发工具、环境进行了分析，形成了覆盖整个开发流程的开发平台。2.在基于模型的系统工程方法指导下，以应用软件开放为目的，研究控制领域的设计到软件领域设计的转变。以履带车辆动力传动系统为对象，研究了以下几方面内容：①从整车的角度出发，对履带车辆动力传动系统基于转矩的控制架构进行了划分；②设计了动力传动综合控制系统的软件架构并构建了软件仿真平台，实现转矩架构下的离线仿真控制模型到快速控制原型控制模型的无缝连接。3.研究履带车辆动力传动系统的软件建模，使各领域专家都能共同参与到控制系统软件的分析设计工作中，实现模型驱动与基于模型开发方法的融合，从而使控制系统软件的开发更具有针对性且更容易实现。包括：①以动力传动综合控制系统软件设计为背景研究了UML的规范以及软件建模的步骤；②针对发动机控制系统，变速箱控制系统和转矩协调系统展开了软件建模，涵盖了系统的功能，结构和行为；③完成了从UML静态模型到Simulink子系统框架模型的转换，实现了需求分析与系统设计的连接。4.研究履带车辆动力传动系统的应用层软件组件模型设计。在软件建模的基础上开展标准化、模块化的应用软件组件设计研究，同时建立应用软件知识库。包括：①划分了动力传动控制软件知识库层次结构并建立了应用层软件知识库，该知识库用于软件仿真平台中控制模型的搭建，实现了应用层开放；②设计了应用层软件组件并给出了组件接口设计。5.针对控制软件的实时性问题，研究应用层软件组件在操作系统任务中的映射和各任务的优先级配置，将基于模型的控制软件设计延伸到软件集成阶段，从而实现了软件开发工作过程中的一致性。包括：①研究了基于OSEK标准的动力传动综合控制系统专用操作系统PCMOS的组成和性能；②将应用软件组件映射到操作系统任务中；③根据动力传动控制系统实时性需要和任务流对任务的优先级进行设置，建立动力传动控制系统的任务及其优先级模板。6.利用动力传动综合控制系统软件仿真平台开展了设计流程关键环节的验证，验证了本文研究的动力传动综合控制系统设计技术的价值，以及动力传动综合控制系统策略的正确性和动力传动综合控制系统的功能是否满足需求。验证结果表明本文所采用的基于模型的系统工程方法指导下的以应用层开放为目的的动力传动综合控制系统关键设计技术有效地支撑了动力传动综合控制系统设计，能够指导动力传动综合控制系统开发。
刘银鹤[10]（2012）在《基于UML矿用人员管理系统软件模型与实现研究》文中研究指明矿用人员管理系统是煤矿安全生产的重要技术支撑之一,在社会经济的发展中占据着举足轻重的地位。矿用人员管理系统建设程度的好坏在一定程度上决定了煤矿业的前景。因此,对矿用人员管理系统进行研究具有重大意义。本文以实际项目（辽宁省工业攻关计划（2007217005）,获部级科技进步二等奖）的监测管理软件部分为背景,旨在对矿用人员管理系统软件模型与实现进行研究,文中运用UML建模语言、软件开发工具并结合数据库对其进行了讨论和研究。主要工作有：（1）针对目前存在的矿用人员管理系统软件种类众多的现状,进行了标准化模型的分析。（2）采用UML统一建模语言,根据矿用人员管理的流程,进行需求分析,结合用例图和动静态图,描述了系统的组成和功能,提供了系统软件的参考标准模型,并建立了各个类的封装标准。（3）得出矿用人员管理系统监测管理软件主要由界面控制、数据库、接口、数据交互四层组成。接口层主要包括：井下数据与数据库层、界面控制层间的接口。核心接口有5大类：前台软件与井下无线基站间的接口层、井下无线基站与标识卡的接口层、标识卡与矿工位置信息之间的接口层、标识卡与井下矿工基本信息之间的接口层以及用户与前台软件之间的接口。本文试图通过对实际系统的数据和功能的特点进行研究,结合实际的项目经验,抽取出一个可重用性、可扩展性优秀,安全可靠的、通用的系统模型,并利用这个系统模型指导和促进以后工程项目的快速、健康发展。研究结果表明：合理建立的系统软件的参考标准模型及软件架构与接口有助于统一矿用人员管理系统的标准,实现系统功能的优化配置。本文的创新点就在于此。
二、基于UML的软件建模工具的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于UML的软件建模工具的研制（论文提纲范文）
（1）基于MBSE的民机航电状态监控系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 MBSE的研究现状 |
| 1.2.2 MBSE应用于系统设计的研究现状 |
| 1.3 课题研究目标和内容 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第二章 MBSE的三要素分析 |
| 2.1 建模语言选择 |
| 2.1.1 UML语言 |
| 2.1.2 SysML语言 |
| 2.2 建模方法论分析 |
| 2.2.1 OOSEM |
| 2.2.2 ARCADIA |
| 2.2.3 Harmony |
| 2.3 建模工具对比 |
| 2.3.1 Capella |
| 2.3.2 Enterprise Architect |
| 2.3.3 Rhapsody |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于Harmony的复杂系统联合建模方案设计 |
| 3.1 传统的软件开发方法及弊端分析 |
| 3.2 Harmony架构分析 |
| 3.3 基于Harmony的复杂系统设计方案 |
| 3.3.1 基于Rhapsody的系统建模流程设计 |
| 3.3.2 基于Harmony的联合建模方法研究 |
| 3.4 SysML与 UML联合建模方法研究 |
| 3.4.1 联合建模技术可行性分析 |
| 3.4.2 基于SysML的顶层建模方法研究 |
| 3.4.3 基于UML的软件动态建模方法研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 复杂系统联合建模的关键技术研究 |
| 4.1 基于需求追溯的系统需求覆盖率测试技术研究 |
| 4.1.1 需求的关联分析 |
| 4.1.2 基于集合的需求追溯方法 |
| 4.1.3 基于矩阵的需求追溯方法 |
| 4.1.4 基于覆盖率测试的需求追溯方法 |
| 4.2 基于Rhapsody的自动代码生成技术研究 |
| 4.2.1 系统模型语法语义检测 |
| 4.2.2 UML模型代码转换规则研究 |
| 4.2.2.1 类图和序列图的元模型分析 |
| 4.2.2.2 基于类图元模型到代码转换的规则研究 |
| 4.2.2.3 基于序列图元模型到代码转换的规则研究 |
| 4.2.3 基于OXF框架的模型代码转换研究 |
| 4.2.3.1 OXF框架分析 |
| 4.2.3.2 基于OXF框架的代码转换逻辑研究 |
| 4.2.4 模型代码的双向关联研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 状态监控系统模型设计及实现 |
| 5.1 ACM系统需求分析 |
| 5.1.1 用户需求分析 |
| 5.1.2 系统需求分析 |
| 5.2 ACM系统顶层静态模型设计 |
| 5.2.1 ACM需求模型设计 |
| 5.2.2 ACM功能逻辑设计 |
| 5.2.3 ACM系统架构设计 |
| 5.3 ACM系统软件层模型设计 |
| 5.3.1 ACM需求模型设计 |
| 5.3.2 ACM功能详细设计 |
| 5.3.3 ACM动态模型设计 |
| 5.4 ACM系统实现 |
| 5.4.1 ACM语法语义检测 |
| 5.4.2 ACM需求覆盖率测试 |
| 5.4.3 ACM代码生成及软件实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）基于MBSE的ISO/TC10/SC6标准体系及典型标准研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 机械工程文件国际标准化现状 |
| 1.2.2 MBSE方法研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 MBSE在标准体系构建中的应用 |
| 2.1 标准体系概述 |
| 2.2 MBSE实践的三大支柱研究 |
| 2.2.1 建模语言 |
| 2.2.2 建模方法 |
| 2.2.3 建模工具 |
| 2.3 基于MBSE的标准体系构建方法研究 |
| 2.3.1 MBSE应用于标准体系构建的逻辑架构 |
| 2.3.2 基于MBSE的标准体系构建方法的特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 ISO/TC10/SC6标准体系元模型构建 |
| 3.1 标准体系元建模理论基础 |
| 3.2 标准体系元建模流程 |
| 3.3 ISO/TC10/SC6标准体系元模型 |
| 3.3.1 需求分析阶段元模型 |
| 3.3.2 功能分析阶段元模型 |
| 3.3.3 体系架构设计阶段元模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于元模型的ISO/TC10/SC6标准体系构建与分析 |
| 4.1 基于元模型的ISO/TC10/SC6标准体系构建 |
| 4.1.1 标准体系需求模型 |
| 4.1.2 标准体系功能模型 |
| 4.1.3 标准体系架构模型 |
| 4.2 ISO/TC10/SC6标准体系分析 |
| 4.2.1 体系标准功能类别分析 |
| 4.2.2 体系标准内容分析 |
| 4.2.3 体系标准布局分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 机械产品数字化建模与仿真方向国际标准研制建议与典型标准研究 |
| 5.1 机械产品数字化建模与仿真方向国际标准研制需求 |
| 5.1.1 机械产品数字化建模方向国际标准研制需求 |
| 5.1.2 机械产品数字化仿真方向国际标准研制需求 |
| 5.2 机械产品数字化建模与仿真方向国际标准研制建议 |
| 5.2.1 机械产品数字化建模方向国际标准研制建议 |
| 5.2.2 机械产品数字化仿真方向国际标准研制建议 |
| 5.3 《机械产品三维模型简化与轻量化要求》标准研究 |
| 5.3.1 标准需求分析 |
| 5.3.2 标准功能分析 |
| 5.3.3 标准关键内容研究 |
| 5.4 《数字化仿真机加工工艺要求》标准研究 |
| 5.4.1 标准需求分析 |
| 5.4.2 标准功能分析 |
| 5.4.3 标准关键内容研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 现行和制定中的机械工程文件相关国际标准 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（3）基于UML-Promela的联锁软件形式化建模与验证（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 研究现状总结 |
| 1.3 研究目的和内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 统一建模语言UML及形式化方法介绍 |
| 2.1 UML统一建模语言 |
| 2.1.1 UML概述 |
| 2.1.2 UML组成 |
| 2.2 形式化方法概述 |
| 2.3 模型验证工具SPIN |
| 2.3.1 SPIN的工作原理 |
| 2.3.2 Promela模型与线性时态逻辑 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 计算机联锁系统UML模型设计 |
| 3.1 计算机联锁系统的功能需求分析 |
| 3.1.1 计算机联锁系统的整体框架 |
| 3.1.2 联锁进路控制过程分析 |
| 3.1.3 联锁其它控制过程分析 |
| 3.2 计算机联锁系统UML静态模型的建立 |
| 3.2.1 联锁系统UML用例图的建立 |
| 3.2.2 联锁系统UML类图的建立 |
| 3.3 计算机联锁系统UML动态模型的建立 |
| 3.3.1 联锁系统UML状态图的建立 |
| 3.3.2 联锁系统UML顺序图的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 UML模型到PROMELA模型的转换 |
| 4.1 模型转换规则的制订 |
| 4.1.1 UML类图的转换规则 |
| 4.1.2 UML状态图的转换规则 |
| 4.1.3 UML顺序图的转换规则 |
| 4.2 模型转换工具的研制 |
| 4.2.1 UML模型输出 |
| 4.2.2 转换程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 模型验证和仿真平台的搭建 |
| 5.1 联锁系统验证语句 |
| 5.1.1 安全系统分析 |
| 5.1.2 LTL验证语句的提取 |
| 5.2 验证过程及结果 |
| 5.3 计算机联锁系统仿真平台 |
| 5.3.1 仿真平台的设计与实现 |
| 5.3.2 仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）机载软件建模及其形式化验证方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于模型的机载软件开发研究现状 |
| 1.2.2 形式化验证研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 相关理论与方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于模型的软件开发方法 |
| 2.3 机载代码与形式化验证 |
| 2.3.1 机载代码的特点 |
| 2.3.2 形式化验证基本方法对比分析 |
| 2.4 基于演绎验证的定理证明 |
| 2.4.1 一阶谓词逻辑 |
| 2.4.2 Hoare逻辑公理 |
| 2.4.3 最弱前置谓词演算 |
| 2.4.4 基于演绎验证的定理证明 |
| 2.5 验证工具选择与方案设计 |
| 2.5.1 验证工具选择 |
| 2.5.2 机载代码形式化验证方案设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 机载代码的形式化验证关键技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ACSL形式化规约语言 |
| 3.3 机载代码Hoare逻辑规约构建及验证条件提取 |
| 3.3.1 顺序结构的规约构建 |
| 3.3.2 选择结构的规约构建 |
| 3.3.3 循环结构的规约构建 |
| 3.3.4 验证条件提取 |
| 3.4 基于自主证明的规约构建改进研究 |
| 3.4.1 基于自主证明的规约补充方法 |
| 3.4.2 改进实验及自动化程度对比 |
| 3.5 针对机载代码的安全规约研究 |
| 3.5.1 算术溢出 |
| 3.5.2 数组越界 |
| 3.5.3 空指针引用 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 飞控机载软件建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 飞控控制律的设计与实现 |
| 4.2.1 纵向控制律模块设计与实现 |
| 4.2.2 横侧向控制律模块设计与实现 |
| 4.3 飞控机载应用软件的设计与实现 |
| 4.3.1 姿态解算模块设计与实现 |
| 4.3.2 传感器监控模块的设计与实现 |
| 4.3.3 导航与大气信号表决模块的设计与实现 |
| 4.3.4 交联系统的设计与实现 |
| 4.3.5 任务管理模块的设计与实现 |
| 4.3.6 遥控遥测模块的设计与实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 机载软件安全关键模块形式化验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 前轮转向电路管理模块形式化验证 |
| 5.2.1 Hoare逻辑规约的构建 |
| 5.2.2 验证条件证明 |
| 5.3 传感器监控模块形式化验证 |
| 5.3.1 Hoare逻辑规约的构建 |
| 5.3.2 验证条件证明 |
| 5.4 姿态解算模块形式化验证 |
| 5.4.1 Hoare逻辑规约的构建 |
| 5.4.2 验证条件证明 |
| 5.5 虚拟飞控仿真实验 |
| 5.5.1 虚拟飞控仿真平台 |
| 5.5.2 仿真方法与结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）面向安全关键软件的AADL设计模型生成方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 安全关键软件 |
| 1.1.2 安全关键软件相关标准 |
| 1.1.3 模型驱动的安全关键软件开发方法 |
| 1.1.4 安全关键软件建模与验证工具 |
| 1.2 研究动机 |
| 1.3 论文主要研究工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 相关工作 |
| 2.1 AADL语言简介 |
| 2.1.1 AADL基本概念 |
| 2.1.2 AADL语言扩展 |
| 2.2 基于AADL的模型驱动开发方法 |
| 2.3 设计模型的正向构建方法 |
| 2.4 设计模型的逆向构建方法 |
| 2.5 相关工作比较 |
| 第三章 RNLreq:基于限定自然语言的需求规约方法 |
| 3.1 RNLreq定义 |
| 3.1.1 数据字典&领域词库 |
| 3.1.2 需求模板 |
| 3.1.3 限定规则及句式 |
| 3.2 RNLreq语法 |
| 3.3 需求建模过程及示例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 RNL2AADL:RNLreq到 AADL的自动转换方法 |
| 4.1 RNLreq元模型 |
| 4.2 RNL2AADL中间模型:RAInterM |
| 4.3 RNLreq到 RAInterM转换规则 |
| 4.4 RAInterM到 AADL转换规则 |
| 4.5 RNL2AADL示例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 C2AADL:面向C程序的AADL模型生成方法 |
| 5.1 基于DOM的 C程序抽取 |
| 5.2 C2AADL中间模型:CAInterM |
| 5.3 中间模型CAInterM到 AADL转换规则 |
| 5.4 C2AADL示例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 AADL模型生成框架及案例 |
| 6.1 AADL模型生成框架 |
| 6.2 RNLreqTool及 RNL2AADLTool工具实现 |
| 6.3 C2AADL转换工具实现 |
| 6.4 导弹发控系统案例分析 |
| 6.4.1 导弹发射系统简介 |
| 6.4.2 基于RNLreq的需求建模 |
| 6.4.3 RNL2AADL转换 |
| 6.4.4 C2AADL转换 |
| 6.5 应用验证讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）铁路车站计算机联锁软件建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 主要研究内容及组织结构 |
| 2 理论研究 |
| 2.1 形式化方法 |
| 2.1.1 形式化方法发展历程 |
| 2.1.2 形式化方法综述 |
| 2.2 统一建模语言UML |
| 2.2.1 UML综述 |
| 2.2.2 UML定义 |
| 2.3 描述逻辑与计算树逻辑 |
| 2.3.1 描述逻辑DL |
| 2.3.2 描述逻辑ALCQI |
| 2.3.3 计算树逻辑CTL |
| 2.4 形式系统ALCQI-CTL |
| 2.4.1 UML与描述逻辑的异同 |
| 2.4.2 形式系统ALCQI-CTL的模型和语义 |
| 2.4.3 基于形式系统ALCQI-CTL序列图的形式化 |
| 2.5 小结 |
| 3 静态模型的分析与设计 |
| 3.1 计算机联锁系统硬件结构 |
| 3.1.1 计算机联锁系统结构 |
| 3.1.2 计算机联锁系统工作原理 |
| 3.1.3 计算机联锁系统硬件组成 |
| 3.2 计算机联锁系统软件结构设计 |
| 3.2.1 计算机联锁系统软件总体设计 |
| 3.2.2 计算机联锁软件功能需求分析 |
| 3.3 计算机联锁系统静态模型设计 |
| 3.4 设备对象描述以及其状态变化 |
| 3.4.1 对象总体关系模型 |
| 3.4.2 信号机对象描述及其状态变化 |
| 3.4.3 道岔对象描述及其状态变化 |
| 3.4.4 轨道区段对象描述及其状态变化 |
| 3.4.5 进路对象描述 |
| 3.5 小结 |
| 4 动态模型的设计与形式化描述 |
| 4.1 进路控制过程 |
| 4.1.1 进路控制过程概述 |
| 4.1.2 进路控制过程分析 |
| 4.2 进路建立过程模型 |
| 4.2.1 进路选择过程模型 |
| 4.2.2 进路锁闭过程模型 |
| 4.2.3 信号开放过程模型 |
| 4.2.4 信号保持过程模型 |
| 4.2.5 进路建立过程模型 |
| 4.3 进路解锁过程模型 |
| 4.3.1 调车中途折返解锁过程模型 |
| 4.3.2 取消进路过程模型 |
| 4.3.3 人工解锁过程模型 |
| 4.4 一次进路控制过程总体模型 |
| 4.5 小结 |
| 5 模型的验证 |
| 5.1 联锁控制程序 |
| 5.1.1 总体设计 |
| 5.1.2 信息识别 |
| 5.1.3 操作界面 |
| 5.1.4 功能模块 |
| 5.2 仿真研究 |
| 5.3 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）基于COMET的西部铁路列控系统RBC信息控制流程设计与验证（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 低密度线路列控系统研究现状 |
| 1.2.2 列控系统建模研究现状 |
| 1.3 CTCS-LDL级列控系统概述 |
| 1.4 论文研究目的及意义 |
| 1.5 论文的研究内容及结构 |
| 2 COMET软件建模及其形式化验证方法研究 |
| 2.1 COMET软件建模与设计方法 |
| 2.1.1 COMET软件建模与设计方法 |
| 2.1.2 COMET动态交互建模 |
| 2.2 时间自动机理论 |
| 2.2.1 时间自动机 |
| 2.2.2 形式化验证工具UPPAAL |
| 2.3 COMET-TA模型转换算法 |
| 2.3.1 状态相关的UML顺序图 |
| 2.3.2 UML顺序图-TA模型转换 |
| 2.3.3 UML活动图-TA模型转换 |
| 2.4 针对RBC的COMET建模与验证方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 西部铁路列控系统RBC功能需求分析 |
| 3.1 RBC系统功能分析 |
| 3.1.1 RBC系统功能分析 |
| 3.1.2 RBC系统外部交互设备 |
| 3.2 RBC功能需求建模 |
| 3.2.1 RBC系统用例建模 |
| 3.2.2 RBC数据流分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 地面信息控制流程设计与形式化验证 |
| 4.1 虚拟闭塞控制与信号点灯 |
| 4.2 轨道区段占用识别 |
| 4.2.1 列车位置分析 |
| 4.2.2 虚拟轨道区段占用状态分析 |
| 4.2.3 区间轨道区段占用识别 |
| 4.2.4 站内轨道区段占用识别 |
| 4.3 区间运行方向控制 |
| 4.3.1 RBC控制区域内区间改方 |
| 4.3.2 RBC交接区域区间改方 |
| 4.4 基于UPPAAL的地面信息控制模型 |
| 4.4.1 轨道占用与信号点灯模型 |
| 4.4.2 区间改方模型 |
| 4.5 模型仿真与验证 |
| 4.5.1 UPPAAL模拟仿真 |
| 4.5.2 模型验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 控车流程设计与形式化验证 |
| 5.1 低密度线路RBC控车特点分析 |
| 5.2 控车流程分析设计 |
| 5.2.1 设备启动 |
| 5.2.2 列车注册 |
| 5.2.3 正常行车 |
| 5.2.4 调车 |
| 5.2.5 列车注销 |
| 5.2.6 RBC切换 |
| 5.3 基于UPPAAL的RBC控车模型 |
| 5.3.1 RBC控车场景关系 |
| 5.3.2 控车流程的时间自动机网络构建 |
| 5.3.3 常规场景下RBC控车模型 |
| 5.3.4 RBC切换场景下的控车模型 |
| 5.4 模型验证 |
| 5.4.1 逻辑功能验证 |
| 5.4.2 时序功能验证 |
| 5.4.3 安全性验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 RBC仿真软件设计与实现 |
| 6.1 软件架构设计 |
| 6.2 功能实现与相关界面 |
| 6.3 联调及仿真结果 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）面向CPS时间属性的软件可信建模与验证方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CPS的定义与发展 |
| 1.2.2 半形式化与形式化建模方法 |
| 1.2.3 需求规范的描述 |
| 1.2.4 模型检测方法 |
| 1.3 论文研究动机与目标 |
| 1.4 论文主要研究工作 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第二章 面向CPS软件体系结构的一种形式化建模方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相关研究 |
| 2.3 基于模型驱动的MARTE形式化转换方法 |
| 2.3.1 MDA |
| 2.3.2 模型转换框架 |
| 2.3.3 Object-Z元模型 |
| 2.4 元模型层的语义转换 |
| 2.4.1 MARTE的抽象语法 |
| 2.4.2 静态语义转换 |
| 2.4.3 动态语义转换 |
| 2.5 CPS软件的建模方法 |
| 2.5.1 PTA-OZ模型 |
| 2.5.2 异构模型转换 |
| 2.5.3 PTA-OZ模型的检验 |
| 2.6 模型转换的一致性验证 |
| 2.7 基于XMI的模型转换实现框架 |
| 2.7.1 建模框架设计 |
| 2.7.2 实时嵌入式软件建模 |
| 2.7.3 基于XMI和XSLT的转换 |
| 2.7.4 转换结果分析 |
| 2.8 实例模型 |
| 2.8.1 实例的MARTE模型 |
| 2.8.2 实例的PTA-OZ模型 |
| 2.8.3 属性检验 |
| 2.9 总结 |
| 第三章 一种时间敏感的CPS软件可信需求规范的生成方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关研究 |
| 3.3 概述及动机 |
| 3.3.1 LSC概述 |
| 3.3.2 研究动机 |
| 3.4 TLSC的形式语法与语义 |
| 3.4.1 TLSC的形式语法 |
| 3.4.2 基于迹的TLSC语义 |
| 3.5 CTL公式 |
| 3.5.1 CTL的特点 |
| 3.5.2 CTL的语法 |
| 3.5.3 CTL的语义 |
| 3.5.4 CTL的完备集 |
| 3.6 TLSC到时序逻辑公式的转换 |
| 3.6.1 基本转换规则 |
| 3.6.2 组合转换规则 |
| 3.7 公式的优化 |
| 3.8 转换系统的设计与实现 |
| 3.8.1 系统设计框架 |
| 3.8.2 转换系统的实现 |
| 3.9 实例及分析 |
| 3.9.1 TLSC图建模 |
| 3.9.2 时序公式生成 |
| 3.9.3 结果分析 |
| 3.10 结论 |
| 第四章 基于半张量积的完备性阈值计算方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关研究 |
| 4.3 半张量积及布尔网络的定义 |
| 4.4 基于半张量积的完备性阈值求解 |
| 4.4.1 问题描述 |
| 4.4.2 Kripke模型解析 |
| 4.4.3 固定点求解算法 |
| 4.4.4 k-loop求解算法 |
| 4.5 算法效率分析 |
| 4.6 应用实例 |
| 4.7 结论 |
| 第五章 面向CPS时间可信属性的有界模型检测改进方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相关研究 |
| 5.3 RTCTL公式及完备性分析 |
| 5.3.1 具有实时特征的时间自动机 |
| 5.3.2 TADT的语义模型 |
| 5.3.3 RTCTL公式 |
| 5.3.4 公式的完备性分析 |
| 5.4 RTECTL公式的语义 |
| 5.4.1 路径?满足性语义模型 |
| 5.4.2 状态s满足性语义模型 |
| 5.4.3 RTECTL的限界语义 |
| 5.5 RTECTL公式的BMC算法 |
| 5.6 命题公式的编码 |
| 5.6.1 模型M转换命题公式的方法 |
| 5.6.2 RTECTL公式转换命题公式的方法 |
| 5.7 等价性证明 |
| 5.8 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究工作总结 |
| 6.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）车辆动力传动综合控制系统设计方法及关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 动力传动综合控制系统概述 |
| 1.3 动力传动控制系统相关设计方法与设计技术 |
| 1.3.1 控制系统相关设计方法 |
| 1.3.2 汽车电控系统架构及其研究现状 |
| 1.3.3 动力传动控制系统控制策略研究现状 |
| 1.3.4 动力传动控制系统开发发展趋势 |
| 1.4 动力传动综合控制系统设计目前存在的不足 |
| 1.5 主要研究内容及章节安排 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 章节安排 |
| 第2章 动力传动控制系统的基于模型系统工程设计体系 |
| 2.1 系统工程设计思想 |
| 2.2 动力传动综合控制系统基于模型系统工程设计方法 |
| 2.2.1 动力传动综合控制系统设计方法 |
| 2.2.2 系统及应用层建模语言 |
| 2.3 动力传动综合控制系统架构 |
| 2.4 动力传动综合控制系统开发流程 |
| 2.4.1 动力传动综合控制系统开发流程详述 |
| 2.4.2 软件层次分析与设计流程 |
| 2.5 动力传动综合控制系统开发工具和环境 |
| 2.5.1 基础软件层开发环境 |
| 2.5.2 应用层开发工具 |
| 2.5.3 开发平台 |
| 2.6 基于模型系统工程方法在开发流程中的应用 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 控制系统转矩控制策略分析及控制软件架构设计 |
| 3.1 动力传动综合控制系统基于转矩控制策略架构 |
| 3.1.1 转矩需求定义 |
| 3.1.2 转矩协调 |
| 3.1.3 转矩执行 |
| 3.2 控制策略分析 |
| 3.2.1 转矩协调控制策略分析 |
| 3.2.2 发动机控制策略分析 |
| 3.2.3 变速箱控制策略分析 |
| 3.3 动力传动系统基于转矩的控制软件架构设计 |
| 3.3.1 动力传动综合控制系统基于转矩的软件架构 |
| 3.3.2 基于架构的控制软件仿真平台 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 动力传动综合控制系统软件建模 |
| 4.1 软件建模概述 |
| 4.2 软件建模步骤 |
| 4.3 动力传动综合控制系统用例建模 |
| 4.3.1 发动机控制系统用例建模 |
| 4.3.2 变速箱及转矩协调系统用例建模 |
| 4.4 发动机控制系统静态结构和动态行为建模 |
| 4.4.1 发动机控制系统静态建模 |
| 4.4.2 发动机控制系统动态建模 |
| 4.5 变速箱控制系统静态结构和动态行为建模 |
| 4.5.1 变速箱控制系统静态建模 |
| 4.5.2 变速箱控制系统动态建模 |
| 4.6 转矩协调系统静态结构和动态行为建模 |
| 4.6.1 转矩协调系统静态建模 |
| 4.6.2 转矩协调系统动态建模 |
| 4.7 UML模型到Simulink模型转换 |
| 4.8 小结 |
| 第5章 应用层软件知识库研究 |
| 5.1 应用层软件知识库层次结构 |
| 5.2 应用层软件组件设计 |
| 5.2.1 发动机控制系统应用层软件组件设计 |
| 5.2.2 变速箱控制系统应用层软件组件设计 |
| 5.2.3 转矩协调系统应用层软件组件设计 |
| 5.3 应用层软件知识库设计 |
| 5.3.1 应用软件知识库 |
| 5.3.2 常用算法模块设计 |
| 5.4 自动代码生成 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 操作系统中的软件组件映射和任务优先级设计 |
| 6.1 操作系统 |
| 6.1.1 前后台系统 |
| 6.1.2 实时多任务系统 |
| 6.1.3 国内外符合OSEK标准的嵌入式操作系统 |
| 6.2 动力传动综合控制专用操作系统设计 |
| 6.2.1 PCM_OS操作系统设计 |
| 6.2.2 PCM_OS操作系统性能 |
| 6.3 应用软件组件映射 |
| 6.3.1 任务划分原则 |
| 6.3.2 动力传动综合控制系统的应用软件组件映射 |
| 6.4 优先级分配 |
| 6.4.1 优先级分配原则 |
| 6.4.2 动力传动综合控制系统的实时性要求 |
| 6.4.3 动力传动综合控制系统任务流 |
| 6.5 动力传动综合控制系统任务模板 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 设计流程关键环节验证 |
| 7.1 成果之间的关系 |
| 7.2 关键环节验证 |
| 7.2.1 仿真平台中的模型 |
| 7.2.2 动力传动综合控制系统的离线仿真 |
| 7.2.3 动力传动综合控制系统的快速原型 |
| 7.2.4 动力传动综合控制系统的自动代码生成 |
| 7.3 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）基于UML矿用人员管理系统软件模型与实现研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 项目背景及问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题的研究意义及创新点 |
| 1.4 本课题的主要工作及组织结构 |
| 本章小结 |
| 第二章 软件建模技术理论和方法 |
| 2.1 建模概述 |
| 2.1.1 模型及建模原理 |
| 2.1.2 建模的关键作用 |
| 2.1.3 面向对象建模及支持面向对象的语言 |
| 2.2 统一建模语言UML |
| 2.2.1 UML的产生和发展 |
| 2.2.2 UML的主要内容及应用领域 |
| 2.2.3 UML的研究现状及现存的问题 |
| 2.2.4 UML的支撑环境 |
| 2.3 UML建模语言的优势 |
| 2.4 用UML对系统建模的过程 |
| 本章小结 |
| 第三章 现有矿用管理系统软件体系 |
| 3.1 现有矿用管理系统软件简介 |
| 3.2 现有矿用管理系统软件体系 |
| 3.2.1 现有矿用管理系统软件体系的功能需求 |
| 3.2.2 现有矿用管理系统软件体系的开发过程 |
| 本章小结 |
| 第四章 矿用人员管理系统分析与建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 矿用人员管理系统的需求分析 |
| 4.2.1 矿用人员管理系统的系统目标 |
| 4.2.2 矿用人员管理系统的功能分析 |
| 4.3 矿用人员管理系统的UML建模 |
| 4.3.1 矿用人员管理系统的用户模型视图 |
| 4.3.2 矿用人员管理系统的动态建模 |
| 4.3.3 矿用人员管理系统的静态建模 |
| 4.4 矿用人员管理系统组成分析 |
| 4.4.1 前台界面控制层分析 |
| 4.4.2 数据库层 |
| 4.4.3 接口设计 |
| 4.4.4 数据交互层 |
| 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 系统图片 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、基于UML的软件建模工具的研制（论文参考文献）
- [1]基于MBSE的民机航电状态监控系统设计[D]. 夏韬凌. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]基于MBSE的ISO/TC10/SC6标准体系及典型标准研究[D]. 高京. 机械科学研究总院, 2020(01)
- [3]基于UML-Promela的联锁软件形式化建模与验证[D]. 宋宇. 北京交通大学, 2020(03)
- [4]机载软件建模及其形式化验证方法研究[D]. 张程灏. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]面向安全关键软件的AADL设计模型生成方法[D]. 刘承威. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [6]铁路车站计算机联锁软件建模研究[D]. 董丹. 兰州交通大学, 2017(03)
- [7]基于COMET的西部铁路列控系统RBC信息控制流程设计与验证[D]. 梁云涛. 北京交通大学, 2017(06)
- [8]面向CPS时间属性的软件可信建模与验证方法研究[D]. 许海洋. 南京航空航天大学, 2017(02)
- [9]车辆动力传动综合控制系统设计方法及关键技术研究[D]. 戴筱妍. 北京理工大学, 2014(04)
- [10]基于UML矿用人员管理系统软件模型与实现研究[D]. 刘银鹤. 大连交通大学, 2012(02)
标签：uml论文; 软件需求分析论文; 软件过程模型论文; 面向对象分析与设计论文; uml建模工具论文;