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1、汽车防撞预警系统软件设计1、相关定义1.1、阴极保护的概念 常见的工业应用就是使用两种方法防止管道的电化学腐蚀。第一个防腐的方 法:一条经过涂层了的管线,使得金属与电解质绝缘。倘若整个包覆层完好无损, 实际上就会终止电腐蚀因为电解质不再与金属发生接触,而造成其电路断路。 然而,可以毫不夸张地说,不管使用何种方法,任何管线的包覆层均不可能是完 好无缺的。特别是在显微的状态下,任何包覆层系统都存在着各式各样的、或多 或少的缺陷。 第二个防腐蚀的方法就是阴极保护。管线通过与其他金属相连而变成了一个 阴极(依照原电池模式),该金属代替钢制管道向阴极提供电子,使管线自身金 属不再遭受损失(事实上,阴极实
2、际上在获得金属电子),从而使管线进入了免 蚀区,实现了保护,所以称为阴极保护8。 图 2-2 管道阴极保护示意图 阴极保护的原理确保以这样一个方式控制电流方向:电流从安装到位的用于 侵蚀的金属地床流出,流向管线。故将用于侵蚀的金属板称之”牺牲阳极”更为 天津大学硕士学位论文 第二章 成品油管道阴极保护分析 8 恰当。牺牲阳极比所要保护的钢制管道更缺乏对电子的吸引力。基于电解质土 壤的类型以及某种经济上的考虑,可对阴极保护系统外加一个电压值,以便更强 力地驱动电流流动。当需要这种外加电源时,该系统被称为外加电流系统,如图 2-2 所示8。 1.2、数据流程图的概念 数据流程图(Data Ffow
3、 Diagram,简称DFD)是一种能够全面地描述软件系统逻辑 模型的主要L具之一,它可以用少数f盯中符号,按照一定的规则描述系统数据的来源 和去向,综合反映数据信息在系统中的流动、处理和存储情况。 广宜穿大,学周沉气七学位论文 企业财务j孔险预等软件系统的分析本了宝交钊 数据流程图用四种基本符号来表示数据在系统中的存储、流动、加工和使用的情 况,把系统中各种业务的处理过程联系成一个总体,具有高度的抽象性和概括性。本 文采用Gane&Sarson式的数据流程图,其四种符号如图表4一2所示: 外外部实体体 图表4一2 Gane&Sarson式的DFD符号集 Figure4一2 The DFD s
4、ymbols of Gane&Sarson Mode (1)外部实体是指所考察系统之外的人、外部机构或其他外部子系统等,外部 实体负责向本系统提供数据(数据源)或从系统中接受数据(数据汇)。 (2)处理也称功能或进程,是处理数据的一系列操作,一个处理将接收输入数 据并且产出不同内容和形式的输出数据。 (3)数据流是数据和信息从一个地方被转移到另一个地方的路径,用带箭头的 线表示。 (4)数据存储符号用来表示系统中处理的结果和处理中要保存的数据信息。数 据存储中的详细内容并不在数据流程图中表示,它的结构和数据项将在数据字典中定 义。 使用数据流程图的四种符号还必须遵循以下规则: (1)每一个处理
5、至少必须有一个进数据流和一个出数据流; (2)每一个数据存储也应该至少有一个进数据流和一个出数据流; (3)数据流不应该把一个数据存储直接连接到另一个数据存储,也不应该把一个外 部实体直接连接到另一个外部实体或数据存储,而必须有一个中间处理。此外,为了 使数据流程图更易读,数据流线应该尽量不相互交叉。 1.3、数据概念模型 为了把用户的数据要求清楚、准确地描述出来,通常需要建立一个概念性的 数据模型。概念性的数据模型是一种面向问题的数据模型,是按照用户的观点对 数据建立的模型。它描述了从用户角度看到的数据。数据的概念模型常用 ER 14 第 2 章 系统需求分析 图来表示。 ER 是 Enti
6、tyRelationship(实体关系)的缩写,由实体和关系组成。 其中的实体(Entity)指客观存在并可相互区别的事物,如具体的人、事、物或 抽象的概念;关系(Relationship)指各实体之间的联系 10 。ER 图用如下方 式表示:实体用方框表示,框内写上实体名;关系用菱形表示,然后用直线将实 体连接起来,实体之间的关系有一对一的关系,一对多的关系,多对多的关系, 在实体之间注明关系的类型;属性用椭圆框表示,框内标记属性的名字。本系统 的 ER 图如下所示: 故障代码 故障代码说明 故障代码 故障现象 故障代码检测结果 检测工具 故障原因 检测前准备条件 图片编号 图 2.7 故障
7、代码 ER 图 检测单元 检测单元编号 通断检测项条件 数值检测项最高值 检测单步编号 符合检测项结果 检测单元名称 不符合检测项结果 损坏部件名 损坏部件号 数值检测项最低值 检测项标记 图 2.8 检测单元 ER 图 15 第 2 章 系统需求分析 图 2.9 检测换件单步 ER 图 图 2.11 图片 ER 图 图片名称 图片 图片数据 图片编号 部件 检查步骤编号 部件层级 拆卸步骤编号 换件前的准备 安装步骤编号 部件数量 总成标识 部件名称 换件工具 父亲节点部件号 图片编号 检测换件单步 步骤编号 步骤说明 图片编号 图 2.10 部件 ER 图 16 第 2 章 系统需求分析
8、故障代码 图片 检测单元 部件 1 M 查看 N 检测 更换 查看 获取 查看 检测换件单步 1 N N M M 1 N N N 图 2.12 诊断系统 ER 图 1.4、软件组件的概念与定义 AUTOSAR 标准为软件组件定义了统一的属性,包括外部属性和内部属性。外部 属性主要包括端口、接口、数据元素、数据类型等定义,方便软件组件间的相互通信; 内部属性主要包括运行实体、RTE 事件等内部行为定义,代表了软件组件的控制功能。 31 如图 3.3 所示。 图 3.3 软件组件的概念示意图 外部属性可以用 AUTOSAR 定义的标准 XML 文件进行描述,供所有开发者参考。 在系统设计初期,只关
9、注软件组件的外部属性,设计相关端口、接口和数据元素,并 生成软件组件的描述文件。在功能开发阶段,需要设计软件组件的内部行为,包括运 行实体和 RTE 事件等。在功能实现阶段,生成软件组件的实现代码。 1. 端口(Port) 端口相当于门户,软件组件之间的通信都需要通过端口进行,端口分为两类:供 给型端口(Provided-Port)和需求型端口(Required-Port)。供给型用于给其他软件组件 提供数据或者某类操作,需求型用于从其他软件组件获得数据或者请求操作。一个软 件组件的供给型端口只能与另外一个软件组件的需求型端口进行连接,实现通信。 2. 接口(Interface) 端口建立了软
10、件组件相互通信的渠道,但是具体的通信内容以及形式由接口来描 述。接口的类型可以分为:发送/接收型 S-R(Sender-Receiver Interface)、客户/服务器 型 C-S(Client-Server Interface)和标定接口(Calibration Interface)。在软件组件通信过 程中,发送/接收型接口用于传递一系列的数据;客户/服务器接口用于定义一系列操作 或服务,由供给型端口来提供,由需求型端口负责调用。每个端口只能定义一种接口 类型,具有相同接口定义的端口才可以进行通讯。 3. 数据元素(DataElement) 数据元素就是发送/接受型接口具体传递的内容,其
11、定义包括数据类型、缩放等属 性。其中,数据类型分为整形、浮点数、布尔量等。 32 4. 运行实体(Runnable) 软件组件内部可以分为多个运行实体,运行实体是实现某一控制功能的最小单元。 一个运行实体与一个 RTE 事件绑定,当 RTE 事件发生时,运行实体就会被触发。运行 实体作为 AUTOSAR 操作系统直接调度的任务,存在于操作系统的任务调度表中,并 拥有其任务执行必需的资源,例如栈空间等。 运行实体通过软件组件的接口获得所需数据或者操作,经过处理运算,再把结果 对外输出。为了使软件组件的功能开发与软件架构的设计相分离,AUTOSAR 在 RTE 层定义了标准的 API 函数,用于运
12、行实体访问接口数据或操作。运行实体的最终实现 一般都是 C 代码文件或者 ddl 目标文件,可以通过代码生成工具自动生成,也可以进 行手工编码。 1.5、汽车制动基本概念 汽车行驶时,能够在短距离内迅速停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持 10 一定车速,以及在坡道上长时间保持停驻的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性能由 制动效能(制动距离与制动减速度)、制动效能的恒定性(抗热衰退性能)和制动时汽 车的方向稳定性(制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能)三个方面来 评价 14 。 汽车在制动过程中人为地使汽车受到一个与其行驶方向相反的外力,汽车在这一外 力的作用下迅速的降低车速
13、以致停车,这个外力称为汽车的制动力。制动力是评价汽车 制动性能的最基本因素。 制动距离与汽车的行驶安全有直接的关系,它指的是汽车行驶过程中,从驾驶员开 始操作制动控制装置(制动踏板)到汽车完全停住为止所驶过的距离。决定汽车制动距 离的主要因素是:制动器起作用的时间、最大制动减速度即附着力(或最大制动器制动 力)以及起始制动车速。 汽车制动距离的理论公式为 15 : max 2 1200 1233.625. 9 (0.5) j s=s+s+s=t+tu +u (m) (2.1) 式中:t 1 、t 2 、t 3 分别表示驾驶员反应时间、汽车机械反应时间、制动时间; s1 、 s2 、 s3 分别
14、表示t 1 、t 2 、t 3 内走过的距离(m); u0 制动的初速度(km/h)。 在评价汽车的制动时,由于瞬时减速度曲线的形状复杂,很难用某一点的值来代表 汽车的减速度,所以我国行业标准采用平均减速度的概念,即 at dt att t t ?=? 12 1() 21 (2.2) 式中:t 1 为制动压力达到 75%最大压力p max 的时刻; t2 为到停车时总时间的 2/3 的时刻。 ECE R13 和 GB 7258 采用的是充分发出的平均减速度 MFDD: 25.92() 22 eb be MFDD=vs? v?s (m/ s 2 ) (2.3) 式中:v b 0. 8v 0 ,车
15、辆制动的末速度,km/h; ve 0. 1v 0 ,车辆制动的末速度,km/h; v0 制动初速度,km/h; 11 sb 在速度v 0 和v b 之间车辆驶过的距离,m; se 在速度v 0 和v e 之间车辆驶过的距离,m。 制动效能的恒定性是指抵抗制动效能的热衰退和水衰退的能力。即汽车在高速行驶 或下长坡以及涉水连续制动时制动效能的稳定程度。制动效能降低的程度用热衰退率 t 表示: -%=- % 冷 冷热 冷 =冷热100 1 00 s ss j jj t (2.4) 式中:j 冷 制动器冷状态(制动起始温度在 100以下)下的制动减速度(m/s 2 ); j热 制动器温度升高以后的制动
16、减速度(m/ s 2 ); s冷 制动器冷状态(制动起始温度在 100以下)下的制动距离(m); s热 制动器温度升高以后的制动距离(m)。 1.6、预警的相关概念 (1)警源: 指各种引发警情可能风险因素的根源。根据发生危害的核心特点,主要 分为外生警源与内生警源两大类。 (2)有警和无警:无警是指对产品使用没必要发出警告或警示,此时事物以正常 轨道进行发展,造成巨大损害的可能性较小;有警指事物发展变化偏离了正常运行状态, 该状态可能发生危害且危害程度造成的损失及大。 (3)警兆:顾名思义是指出现警情的先兆,具有先行性、准确定位性和预兆性的特 点。 (4)警情和警度:警情指事物发展变化、状态是否偏离了正常运行轨道而导致危害; 警度主要强调对预警结果偏离程度(危害程度)的描述。 (5)警制:全称预警机制,在系统论中, 预警系统就是预警机制。 1.7、财务预警的相关概念 2.1.1 财务风险与危机的内涵2.1.1 财务
