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铁路智能运输系统的工作原理

时间:2022-11-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:然而日本智能运输系统体系框架则是在美国和欧盟的智能运输系统体系框架的基础上,经过适当减少和添加而形成,智能运输系统的功能需求更加明确。铁路智能运输系统逻辑框架的数据流图是根据用户服务需求,在系统功能层次表的基础上建立起来的。逻辑框架是从逻辑角度描述铁路智能运输系统的内部结构,即针对铁路智能运输系统确定的各类用户服务,从系统内部对输人数据流、输出数据流及处理过程进行结构性的组织。

由于铁路智能运输系统可以看作一个复杂的信息系统,因此其体系框架的开发方法就可以参照信息系统的开发办法来进行。开发信息工程系统的方法大致有两种:面向过程的方法和面向对象的方法。其中面向过程的方法自上而下,自外由内地对系统结构进行分析,确立系统的主要功能以及数据分布状况。面向对象的方法对需要研究的对象进行抽象分析,将同一对象的数据和所具有的属性统一地结合起来,使研究的对象具有继承性。美国和欧盟考虑到面向过程设计方法具有易用性强、可理解性强和精确性好等特点,故在进行智能运输系统体系框架设计的时候,果断采用了面向过程的设计的方法。然而日本智能运输系统体系框架则是在美国和欧盟的智能运输系统体系框架的基础上,经过适当减少和添加而形成,智能运输系统的功能需求更加明确。根据这种情况,采用灵活性强的面向对象的设计方法更为实用。我国“九五”国家科技攻关项目——“中国铁路智能运输系统体系框架研究”就采用了面向过程的方法。当众多工程人员一起开发相同的运输系统时,面向过程的方法更能够被大家理解和认同,所以一般都使用这个方法。

由于我国的铁路智能运输系统体系框架的研究还处在初级阶段,没有之前的经验、文献可供参考,同时在铁路智能运输系统体系框架的研究之初,我国对于智能运输系统的需求并不十分明确,并且参与研发的专家中缺少对面向对象技术熟练的专家或学者,根据这些实际情况和当时中国的实际情况,我国铁路智能运输系统体系框架的研究采用了面向过程的方法。

一种面向过程的方法——结构化方法是在20世纪70年代形成的一种可以结合实际的系统研发方法。结构化方法的基础是功能分解设计系统结构,结构化方法是一种面向系统结构、基于数据分析和功能的建模方法。与此同时,系统所实现的功能结构是结构化模型的侧重方向,它应用问题分割提取的思想,自顶向下将系统分解为具有各种层次、可以执行一定特定功能的逻辑应用,这些应用按一定的层次结构有机组合起来,形成实现系统的总体功能的各个结构。它的基本思想是运用系统的思想、系统工程的方法,依照用户至上的原则,层次化、类别化,自上而下地对信息系统进行分析与解读。主要原则有:

(1)用户参与原则;

(2)严格划分工作阶段原则;

(3)自顶向下原则;

(4)成果标准化原则。

具有代表性的结构化方法有结构化分析和结构化设计。结构化分析及设计方法是根据研究过程来构造运输系统,在面向过程的结构化系统分析与设计中,采用了数据分析的方法、数据字典等方法来描述构建的逻辑模型,并且通过系统设计,把构建的系统逻辑模型转化为系统的物理模型。

结构化系统分析(SA)是结构化方法的基本思想和主要原则在系统分析中的应用所形成的一系列具体方法和有关工具的总称。SA阶段也称为系统的逻辑设计阶段,这个阶段的主要工作有:系统初步调查、可行性研究、系统详细调查和系统逻辑方案的提出。SA阶段的目标就是根据系统规划阶段提出的用户系统需求来确定系统的任务,提出系统的逻辑方案。SA方法是一种强烈依赖数据流图的自顶向下的建模方法,数据流图是一种描述分解的结构化过程建模工具,能以直观的图形清晰地描述系统中数据的流动和数据的变化、系统所执行的处理等,画数据流图的过程就是分析的过程。画数据流图的总原则是由外向内、自顶向下去模拟问题的处理过程,通过一系列的分解步骤,逐步表达出整个系统的内部关系。铁路智能运输系统逻辑框架的数据流图是根据用户服务需求,在系统功能层次表的基础上建立起来的。

逻辑框架是从逻辑角度描述铁路智能运输系统的内部结构,即针对铁路智能运输系统确定的各类用户服务,从系统内部对输人数据流、输出数据流及处理过程进行结构性的组织。采用结构化分析方法建立铁路智能运输系统逻辑框架大体分为3个步骤:

(1)通过对系统功能需求的分析,建立相应的功能层次表。功能的需求分析是人们从系统的角度进行分析,从而得出用户服务所需的铁路智能运输系统。在功能需求分析的基础上,对需求分析的结果进行整理汇总,合并那些相同和类似的、针对不同用户主体的功能,对服务领域进行功能域的划分,这将是逻辑框架构建的主要依据。

(2)根据智能运输系统的功能层次分析,建立系统的数据分布层,根据运输系统和外面环境之间的关系确定数据分布中的实体及其与系统之间的数据关系。

(3)结合上文所说的功能层次,按照“强内聚、松耦合”的原则对智能运输系统各部分的数据和处理规则进行细化,使得细化出来的各子系统的功能之间的联系比较宽松和简便,子系统内部各部分之间的关联相对严谨和复杂。同时,在细化过程中尽量保持该系统之间的平衡,从而逐步确立各系统的职责。

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