列控安全計算機通信容錯與實時性優(yōu)化的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代計算機和通信技術(shù)在鐵路信號系統(tǒng)中應(yīng)用，列車運行控制系統(tǒng)由傳統(tǒng)的控制技術(shù)逐漸向綜合化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。而列控安全計算機作為列車運行控制系統(tǒng)的核心硬件設(shè)備，其承載著系統(tǒng)的大部分安全功能，是確保列控系統(tǒng)安全性和可靠性的關(guān)鍵。由于列控安全計算機基本采用分布式容錯結(jié)構(gòu)設(shè)計，處理單元之間依靠通信實現(xiàn)協(xié)同控制，其通信的容錯性和實時性直接制約著列控系統(tǒng)的安全性和可靠性。本文針對列控安全計算機通信的容錯性和實時性問題，提出一種通信容錯機

2、制和實時性優(yōu)化策略，以提高安全計算機的安全性和可靠性。
　　首先，本文通過分析列控安全計算機的通信結(jié)構(gòu)和通信需求，說明了容錯性和實時性是影響安全計算機安全性和可靠性的重要因素。同時也概括了典型的實時通信技術(shù)，總結(jié)出基于時間觸發(fā)架構(gòu)理論的通信實時性優(yōu)化方法能滿足系統(tǒng)通信實時性和確定性要求。然后從容錯性和實時性兩個方面，分別分析了冗余容錯技術(shù)、組通信容錯算法、實時性優(yōu)化調(diào)度模型以及基于網(wǎng)絡(luò)演算的通信時延分析方法，從而確立了列控安全計算

3、機通信容錯和實時性優(yōu)化理論基礎(chǔ)和設(shè)計方法。
　　其次，在所分析的理論和方法的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了通信容錯和實時性優(yōu)化中間件模型，并對其展開研究設(shè)計。通信中間件主要包括組通信容錯管理和實時性優(yōu)化策略兩個部分。根據(jù)安全苛求系統(tǒng)容錯需求，設(shè)計了基于雙網(wǎng)冗余的軟件容錯機制和基于組通信協(xié)議的通信容錯機制，實現(xiàn)了通信容錯功能;同時根據(jù)列控安全計算機通信數(shù)據(jù)流的不同屬性特征，提出了約束性多重優(yōu)先級調(diào)度策略的實時性優(yōu)化方法，并利用網(wǎng)絡(luò)演算分析了通信時延