CTC自律機三取二系統(tǒng)的研究與設計.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計一種應用于車站自律機的安全計算機平臺。
　　本文通過IEC61508標準中給出的可靠性和安全性概念和指標，表明在軌道交通領域采用冗余技術是提高系統(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。之后根據(jù)標準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進行搭建。
　　在理論分析的基礎之上，論文從硬件和軟件方面詳細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)，應用事件標志組的方法實現(xiàn)任務同步，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