CTC自律機(jī)三取二系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，隨著軌道交通事業(yè)的飛速發(fā)展，列車(chē)運(yùn)行速度不斷提高，運(yùn)行密度不斷增大，對(duì)車(chē)站以及車(chē)載設(shè)備的可靠性和安全性提出了更高的要求。由于自律機(jī)在CTC(Centralized Traffic Control，調(diào)度集中)系統(tǒng)中起到舉足輕重的作用，因此本文的目的是設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于車(chē)站自律機(jī)的安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)。
　　本文通過(guò)IEC61508標(biāo)準(zhǔn)中給出的可靠性和安全性概念和指標(biāo)，表明在軌道交通領(lǐng)域采用冗余技術(shù)是提高系統(tǒng)安全性和可靠性較為合理的方法

2、，并且介紹了雙機(jī)熱備、二取二、二乘二取二和三取二四種常見(jiàn)的安全計(jì)算機(jī)架構(gòu)。之后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中所給出的馬爾可夫分析法對(duì)雙機(jī)熱備和三取二兩種架構(gòu)進(jìn)行了分析和比較，得出自律機(jī)安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)更適合采用三取二架構(gòu)進(jìn)行搭建。
　　在理論分析的基礎(chǔ)之上，論文從硬件和軟件方面詳細(xì)介紹了安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)的硬件平臺(tái)層，操作系統(tǒng)層和平臺(tái)軟件層的設(shè)計(jì)過(guò)程。硬件部分主要分為主控單元和比較器兩部分。主控單元選用較為通用的STM32開(kāi)發(fā)，比較器則采用靈活性強(qiáng)，處理速

3、度快的FPGA開(kāi)發(fā)。軟件方面采用μC/OSⅢ實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，應(yīng)用事件標(biāo)志組的方法實(shí)現(xiàn)任務(wù)同步，同時(shí)在FPGA中采用FIFO做時(shí)鐘同步，解決了安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)同步困難的問(wèn)題。在通信方面，結(jié)合自律機(jī)實(shí)際情況選用以太網(wǎng)和串口相互冗余的通信方式，以提高系統(tǒng)的安全性。在系統(tǒng)完備的基礎(chǔ)上采用外置看門(mén)狗芯片對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和可用性。
　　論文最后對(duì)所設(shè)計(jì)的安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)進(jìn)行了整體功能測(cè)試，驗(yàn)證了本平臺(tái)的可用性。同時(shí)采用故障樹(shù)分