基于自然语言需求的SCADE模型测试用例自动生成方法

随着安全关键软件规模和复杂性不断增加,模型驱动开发方法在安全关键领域得到了广泛应用。SCADE作为一种重要的建模方法和工具,能够表达确定性并发行为且具有精确时间语义等特性,适用于安全关键软件的建模、测试与验证。目前,已有方法主要采用手工方式构造SCADE模型测试用例,存在需求与测试用例不一致、成本代价高且容易出错的问题。文中提出了一种基于自然语言需求的SCADE模型测试用例自动生成方法。首先,给出了基于模型检测的测试用例自动生成方法,通过自然语言需求处理生成原子命题,用于生成前提假设Assume和观察者模型,同时给出了陷阱性质(Trap Properties)生成规则来生成陷阱性质用于模型检测;其次,给出了基于覆盖分析和变异测试的测试用例质量评估方法,并在SCADE模型上进行变异测试;最后,设计和实现了原型工具,并基于一个工业界案例飞行员弹射座椅控制系统进行了案例分析,验证了所提方法的有效性。

基于SCADE软件的驾驶舱控制板仿真建模方法与实践

提出了一种基于高安全性应用开发环境(safety critical application development environment,简称SCADE)的驾驶舱控制板仿真建模方法。首先,采用SCADE Display软件开发驾驶舱控制板的显示界面模型和控制板的显控逻辑模型;然后,在显控逻辑模型中嵌入显示界面模型,两者联合仿真确认交互效果满足设计需求后生成标准KCG代码;最后,采用Visual Studio 2013进行模型封装,生成可执行的控制板仿真应用程序。基于该方法进行建模实践,开发了驾驶舱飞行模式控制板(FMCP)的仿真模型,通过鼠标操作可以实现虚拟化控制板上控制器件状态变化及电子显示窗口数值动态响应。实践证明,该方法能够有效实现驾驶舱控制板虚拟化仿真,支持驾驶舱人机交互方案评估,降低验证成本。

SCADE平台下C代码的自动生成

随着航空电子软件的迅速发展,传统的软件设计方法已不能满足其效率和安全性需求。为解决传统设计方法的不足,寻求一种更有效的控制软件设计方法,高安全应用开发环境SCADE应运而生。主要介绍了高安全应用开发环境SCADE的开发背景及开发特点,并以飞机飞行控制律为例,按照SCADE软件的程序设计流程,即通过直观的图形化建模建立无人机飞行控制律模型,通过模拟仿真保证设计的正确性,最终自动生成可直接面向工程的嵌入式C代码。实验结果表明,SCADE在很大程度上实现了软件开发的自动化,节约了开发成本和开发时间,体现了SCADE环境下进行软件开发的优越性。

基于SCADE的计算机联锁软件开发研究

计算机联锁软件安全性要求高,功能不断扩展,其开发与维护面临的压力日益增大。文章研究高安全性应用程序开发环境(SCADE)及其支持的软件开发过程,依据计算机联锁系统相关技术规范定义的需求规约,尝试利用SCADE进行计算机联锁软件开发。研究实践表明,SCADE是一套较为实用的基于模型的软件工程开发工具,可支持V模型软件开发流程,能够帮助开发人员有效管控软件开发风险,为联锁软件的进一步开发提供参考。

基于STP方法的SCADE模型形式化验证框架

高安全性应用开发环境(SCADE)的形式化验证组件Design Verifier能够验证航空航天领域嵌入式软件系统的安全性质,但不能充分描述拥有复杂时序性质的安全需求。为解决该问题,构建一种SCADE状态机的时序性质验证框架,将SCADE模型转换成NuSMV模型,并将线性时态逻辑和计算树逻辑引入SCADE模型的需求规范中。分析结果表明,借助NuSMV模型检查器及其验证结果可检验复杂时序相关的安全性质,减少模型设计阶段的错误,提高系统的安全性和可靠性。

SCADE模型驱动开发过程研究及高安全性分析

本文以模型驱动开发(MDD)为契合点,在统一软件开发过程(RUP)的坚实与敏捷开发方法的灵动之间找到一种平衡,详细介绍了基于高安全性应用程序开发环境(SCADE)模型驱动软件开发过程。它具有连贯迭代、持续构建的特点,同时综合测试的理念贯穿始终。结合航空项目软件研制过程中时间节点紧、需求变化频繁、软件安全性要求高等特点,以某项目为实例,通过需求分析、模型设计、设计验证、安全性分析、代码生成等过程,结果表明基于SCADE模型驱动开发过程既可以借助RUP定义的流程,又是有效地实施敏捷开发的最佳实践,同时大大提高了软件的安全性。

基于SCADE的列车调度软件设计

列车调度软件是ATS系统的核心,以往的ATS系统列车调度软件,按照传统的"V"型软件开发流程进行。由于采用手工编码方式,编码工作量大,实现完整测试非常困难,开发出来的软件安全性和可靠性难以保障。提出了以SCADE作为应用开发环境平台,既能够开发出高质量和高可用的软件,又能缩短开发周期降低开发成本,通过对ATS系统中列车调度软件的分析和设计,说明了基于SCADE的列车调度软件设计方法的可行性,同时,在未来ATS系统软件开发中具备广阔的应用前景。

SCADE软件在城市轨道交通中的应用

基于SCADE高安全性的应用开发环境,对城轨联锁软件建模进行了研究,分析了SCADE的数据流图建模、状态机建模方法,利用SCADE对联锁中的主要逻辑模块建模并自动生成C代码。通过实例分析,证明了SCADE平台下的联锁软件设计方法的可行性,及其在联锁软件开发中广阔的应用前景。

基于SCADE的分布式核电仪控设计验证平台研究

仿真验证是仪控系统设计、验证和使用过程中的关键环节。随着我国核电数字化控制系统(DCS)的快速发展,仿真验证水平需要相应提高。利用高安全性应用开发环境(SCADE)平台构建核电站全厂工艺系统和控制系统模型,并在此基础上提出分布式仿真模块开发方法。针对DCS多站点异步运行、站间实时通信的特点,创新性地利用SCADE代码生成与多线程并行多控制站的手段设计仪控验证平台,实现了工艺系统和多控制站间的数据交互及分布式仿真,完善了SCADE平台对于多控制站协同仿真功能的应用。某核电站蒸汽发生器水位调节控制系统的仿真验证结果表明,该模型仿真的准确性较高,能够为DCS系统的设计验证提供参考借鉴。该研究成果已在福建漳州核电站1#、2#机组安全级DCS供货项目系统设计中得到了应用。

基于SCADE的近地告警系统软件设计及应用

近地告警系统是减少可控飞行撞地事故、提升飞行安全的重要机载设备.近地告警系统软件嵌入在近地告警产話中,其开发模式对产品的安全性影响很大。提出了基于SCADE平台进行近地告警系统软件设计及验证的方法,解决了传统开发方法中“需求理解不一致”、“设计验证不充分”等问题,并成功应用于某型近地告警系统。设计验证结果表明,基于SCADE进行近地告警系统开发是可行的,同时可以加快研制过程,优化产品软件质量,提高系统安全性.

基于模型驱动的四余度信号表决系统设计

利用一种基于SCADE模型驱动的嵌入式软件开发方法,研究四余度信号表决系统的设计和实现,方法的主要优点在于基于图形化的软件建模、代码自动生成、具有开发周期短、安全性高,并在很大程度上实现了软件开发的自动化。通过测试和仿真,四余度信号表决系统软件模型设计合理可行,生成代码可嵌入到实时软件中使用。

基于FACE标准的数据建模方法研究

现代民用飞机航电系统的综合化程度越来越高，系统的综合过程日趋复杂。软件功能的可移植性和互操作性是制约航电系统功能综合的重要因素。FACE标准在集成各类开放式标准的基础上，提出了应用数据建模架构。通过形式规范、语义严格的模型化方法对应用数据进行建模，进而实现代码和配置的自动生成。在对基于FACE的数据建模方法进行清晰阐述的基础上，结合SCADE开发工具通过一个开发实例，对数据建模过程进行介绍，对数据建模方法进行了总结。

模型驱动开发在安全苛求系统中的应用

主要探讨了安全苛求系统在新需求下,如何在提高软件功能安全性的同时保证软件的质量和可信性。首先分析了在典型领域内安全苛求系统开发的标准流程,然后提出了基于模型驱动开发(MDD)SCADE(安全苛求应用开发环境)工具的开发流程。目的是规范和指导领域内安全苛求系统中的MDD开发,最终可以实现降低软件开发成本、提高软件交付质量和确保软件安全性的目的。

复合离子液体碳四烷基化技术开发与应用

碳四烷基化油是车用汽油的理想调和组分,其在汽油中的调和比例伴随汽油质量标准的升级而不断提升.中国石油大学(北京)从2000年开始选定氯铝酸离子液体碳四烷基化研究方向,逐步完成了催化剂研发、离子液体碳四烷基化技术开发与工业示范.研究了氯铝酸离子液体的组成、结构及其催化性能之间的关系,设计合成了兼具高活性和高选择性的复合离子液体催化剂.研究了复合离子液体催化剂的失活机理,开发了催化剂再生方案以及氯铝酸离子液体Lewis酸活性的监控方法,在中试装置上进行了2个月的长周期运行试验,初步完成了复合离子液体碳四烷基化技术的工艺开发.研发了新型的静态混合反应器与旋液分离器,设计建成了包含原料处理、烷基化反应、催化剂再生、产品分离与精制4个系统的工业装置,并获得了优异的工业运行结果.复合离子液体碳四烷基化技术实现了产品和工艺的双绿色化,有着良好的应用前景和推广价值.