高速磁浮列車安全計算機平臺設計與實現(xiàn).pdf

1、高速磁浮列車利用磁力使車體懸浮于軌道上，并采用直線電機推進高速運行，是現(xiàn)代交通技術發(fā)展的一條新途徑。運行控制系統(tǒng)是高速磁浮列車系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)磁浮列車“運行指揮，安全防護”功能的安全苛求計算機控制系統(tǒng)。安全計算機是該系統(tǒng)的核心技術設備，通過增加多個運算單元作為參考，屏蔽或糾正單個運算單元出錯而引起的系統(tǒng)故障，提高了可靠性和安全性，從根本保證了對道岔等安全苛求設備及車輛控制等安全相關操作的防護。 目前，安全計算機技術被少

2、數(shù)發(fā)達國家所壟斷，國內(nèi)的研究還處于初級階段，傳統(tǒng)的安全計算機屬于專用計算機，針對專用系統(tǒng)及用戶定制硬軟件，可靠性、安全性很難在實踐中得到驗證，兼容性、通用性比較差。本文針對目前安全計算機存在的弊端，以德國高速磁浮列車為應用背景，分析了高速磁浮列車運行控制系統(tǒng)及其對安全計算機功能的需求，提出了一種分布式安全計算機系統(tǒng)的總體設計方案，研制了系統(tǒng)的硬件和基礎軟件，搭建了三取二安全計算機平臺，并完成了系統(tǒng)調(diào)試。 論文主要研究了以下內(nèi)容：

3、 第一，研究了高速磁浮列車運行控制系統(tǒng)結構，分析了運行控制系統(tǒng)各子系統(tǒng)及對安全計算機的基本功能、可靠性及安全性的需求，并對可靠性、安全性進行量化分析。 第二，基于需求分析，并針對傳統(tǒng)安全計算機的弊端，提出了一種分布式安全計算機系統(tǒng)的總體設計方案，劃分了功能層次結構，從保證可靠性、安全性的角度詳細設計了各個功能子模塊。 第三，設計了安全計算機硬件的總體結構，劃分并設計了獨立的功能電路單元，基于先進高性能微處理器Po