CTC自律機三取二系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著軌道交通事業(yè)的飛速發(fā)展，列車運行速度不斷提高，運行密度不斷增大，對車站以及車載設(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)計一種應(yīng)用于車站自律機的安全計算機平臺。
　　本文通過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、，并且介紹了雙機熱備、二取二、二乘二取二和三取二四種常見的安全計算機架構(gòu)。之后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中所給出的馬爾可夫分析法對雙機熱備和三取二兩種架構(gòu)進行了分析和比較，得出自律機安全計算機平臺更適合采用三取二架構(gòu)進行搭建。
　　在理論分析的基礎(chǔ)之上，論文從硬件和軟件方面詳細(xì)介紹了安全計算機平臺的硬件平臺層，操作系統(tǒng)層和平臺軟件層的設(shè)計過程。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開發(fā)，比較器則采用靈活性強，處理速

3、度快的FPGA開發(fā)。軟件方面采用μC/OSⅢ實時操作系統(tǒng)，應(yīng)用事件標(biāo)志組的方法實現(xiàn)任務(wù)同步，同時在FPGA中采用FIFO做時鐘同步，解決了安全計算機平臺同步困難的問題。在通信方面，結(jié)合自律機實際情況選用以太網(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)上采用外置看門狗芯片對系統(tǒng)進行實時檢測，增強了系統(tǒng)的可靠性和可用性。
　　論文最后對所設(shè)計的安全計算機平臺進行了整體功能測試，驗證了本平臺的可用性。同時采用故障樹分