Algorytmiczne podejście do projektowania logiki zależnościowej w systemach sterowania ruchem kolejowym

W artykule przedstawiono propozycję formalnej metody specyfikacji złożonych funkcji zależnościowych w systemach srk. Opisana metoda opiera się na podejściu geograficznym, umożliwiającym wykorzystanie zbudowanych elementów dla dowolnego układu torowego. Zastosowanie algorytmów do opisu działania pozwala na intuicyjne przejście od elementarnych warunków, opisanych w języku naturalnym, do zapisu formalnego oraz kodu języka VHDL. Zaprezentowane zostały również możliwości weryfikacji otrzymanych algorytmów.

The paper presents several problems concerning the interlocking logic design process in modern railway traffic control systems. This issue is increasingly difficult in implementing new functions and adapting systems to new market requirements. For easy and clear transition from the verbal operation description to the formal notation in HDL language, the algorithmic approach was introduced. Universal input and output alphabets proposed in the paper allow convenient variable identification. The rules for decomposing the system into objects and algorithms are described (Fig. 1). Since the method is based on the geographical approach, the set of designed elements is universal and can be used for any track layout. Using the logical algorithm scheme (2) to describe the functionalities allows one to intuitively transform the elementary conditions in a natural language to a formal notation and finally to the VHDL code (Fig. 4). Verification possibilities of the described method are also presented. Using the Active-HDL integrated design environment it was possible to analyze the created algorithms on many hierarchical levels. Beginning from the algorithm level (proving the correctness of the transition to the finite-state machine graph), through the object level (Fig. 5a, showing the complex interlocking functions) to the whole interlocking logic (Fig. 5b, allowing verification of the design using the interlocking table), all of the performed simulations proved correctness of the specification.