[发明专利]一种结构化文本程序的自动化验证方法

说明书

本发明公开了一种结构化文本程序的自动化验证方法，属于工业控制系统形式化验证领域。所述方法包括：分别解析结构化文本程序及规范说明文本中的规范要求，得到对应的抽象语法树和线性时态逻辑公式；根据抽象语法树生成结构化文本程序的图形化中间描述，并在图形化中间描述上进行静态分析得到结构化文本程序中的变量信息；根据图形化中间描述和变量信息构建循环迁移系统模型；验证循环迁移系统模型是否满足线性时态逻辑公式。本发明中，采用自动化验证技术对结构化文本程序进行验证，不仅提高了验证效率，降低了人力成本，而且有效的提高了结构化文本程序对应的工业控制系统的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及工业控制系统形式化验证技术领域，尤其涉及一种结构化文本程序的自动化验证方法。

背景技术

随着科技技术的不断发展与进步，智能化越来越广泛的走进各个领域。近年来，德国提出了“工业4.0”计划，旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂，其他国家也相继提出类似的工业发展计划，可见提高制造业自动化水平已成为未来工业发展的趋势之一。可想而知的，将会有越来越多的工业控制系统在未来应用于不同的行业中；其中，在一些关键性行业，如轨道交通、航空航天等，工业控制系统的安全性和可靠性极其重要，任何微小的错误都可能引发重大的经济损失，甚至是人员伤亡。因而对工业控制系统进行有效验证及其重要，而且意义重大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种结构化文本程序的自动化验证方法。

第一方面，本发明提供一种结构化文本程序的自动化验证方法，包括：

分别解析结构化文本程序及规范说明文本中的规范要求，得到对应的抽象语法树和线性时态逻辑公式；

根据所述抽象语法树生成所述结构化文本程序的图形化中间描述，并在所述图形化中间描述上进行静态分析得到所述结构化文本程序中的变量信息；

根据所述图形化中间描述和所述变量信息构建循环迁移系统模型；

验证所述循环迁移系统模型是否满足所述线性时态逻辑公式。

可选地，所述分别解析结构化文本程序及规范说明文本中的规范要求，得到对应的抽象语法树和线性时态逻辑公式，具体包括：

解析结构化文本程序得到抽象语法树；

解析规范说明文本中的规范要求得到对应的程序所具备的性质，根据得到的程序所具备的性质生成对应的线性时态逻辑公式。

可选地，所述根据所述抽象语法树生成所述结构化文本程序的图形化中间描述，并在所述图形化中间描述上进行静态分析得到所述结构化文本程序中的变量信息，具体为：

解析所述抽象语法树并生成所述结构化文本程序的图形化中间描述，在所述图形化中间描述上进行依赖分析得到所述结构化文本程序中输出变量的依赖集合，并对所述输出变量进行值集分析得到输出变量的值集。

可选地，所述根据所述图形化中间描述和所述变量信息构建循环迁移系统模型，具体为：根据所述图形化中间描述、所述输出变量的依赖集合和输出变量的值集，构建循环迁移系统模型。

可选地，所述验证所述循环迁移系统模型是否满足所述线性时态逻辑公式，具体为：遍历所述循环迁移系统模型的状态空间，验证所述状态空间中的各状态是否满足所述线性时态逻辑公式。

可选地，当验证所述循环迁移系统模型不满足所述线性时态逻辑公式时，还包括：输出不满足原因。

第二方面，本发明提供一种结构化文本程序的自动化验证设备，包括：

一个或多个处理器，存储一个或多个程序的存储装置；