列控系统安全通信计算机设计

CTCS-2级、CTCS-3级列控系统的地面子系统中,列控中心、临时限速服务器、无线闭塞中心都具有安全相关通信功能,且绝大部分采用2oo2×2的软、硬件安全冗余结构,需要采用具备较强通信功能和运算性能、能够适应2oo2×2冗余结构的安全平台来实现。由于通信对象较多及安全通信协议较为复杂的算法和严格的实时性要求,采用专用的安全通信计算机实现与相关系统的安全通信是一种合理可行的解决方案。结合CTCS-3级列控系统地面设备的需求提出一种安全通信计算机的实现方案,设计其硬件结构,研究同步关键算法并实现安全协议的功能。     

一种基于差异放大的数据一致性比较方法

介绍了一种应用在"二取二"设计中的代码设计方法。在安全产品的软件设计里,常采用"二取二"的差异性代码设计。其中,两份代码对同一任务的运算结果所进行的一致性比较功能尤为重要。在BTM的软件开发工作基础上,针对此类比较功能提出了一种"差异放大"的方法,来提高软件设计的可靠性和可测性。     

基于通信技术的铁路信号轨旁设备控制方案研究

针对既有铁路信号轨旁设备,如信号机、转辙机和轨道电路等,采用继电电路和全电子执行单元控制方式的不足,如大量使用继电器、室外电缆以及备品备件种类多等,提出一种将通信技术应用于铁路信号轨旁设备控制的方案。详细介绍在既有设备内部分别加装RCM-XH,RCM-DC及RCM-QD通信模块,然后根据铁路信号安全通信协议RSSP-I实现与计算机联锁系统的直接通信模式。这种模式可以取消组合柜、接口柜、分线盘和全电子执行分单元,减少中间环节带来的故障点。     

重庆轨道交通2号线计算机联锁系统的发码设计

以重庆轨道交通2号线延伸段工程采用的TYJLIII型计算机联锁系统为研究对象,对该计算机联锁系统的联锁逻辑软件和操作显示软件进行发码特殊功能研究。提出了在不影响既有软件结构基础上新增发码模块的设计实现方法。测试验证结果表明,新增发码模块不影响既有计算机联锁系统软件结构,并满足设计需求。车站现场使用情况表明,采用这种发码设计方法的TYJL-III型计算机联锁系统能在保障既有计算机联锁系统可靠性和安全性前提下,更好地满足重庆轨道交通的工程设计和运营要求。     

单片机在铁路桥梁挠度监测中的应用

桥梁挠度监测是山区铁路安全领域的重要组成部分,是保障行车安全的一项重要指标.针对桥梁的特殊结构,开发了一种基于高性能ARM处理器、电荷耦合器件,以及RS-485串行通信总线的挠度测量装置.能根据远程控制计算机的选项输入指令,自动完成数据的采样,运算和传输,实现挠度的实时查询,可图表显示,测量精度高,是挠度监测的新方法.     

LEU安全等级和设计方法研究

地面电子单元是列车与列控中心交互信息的重要设备,依据EN50129标准对LEU设备进行隐患分析,发现"LEU设备发送过时的报文"和"LEU设备没有正确一对一分发报文至有源应答器",这两条隐患是SIL4级别,需要设计故障导向安全的架构来满足相应的SIL4级别安全功能。提出了一种LEU设备采用时钟级别的二取二架构的设计方法,并详细描述了故障导向安全的二取二比较器设计方法和故障导向安全的输出接口设计方法。     

智能化网络接口单元的设计与实现

网络接口单元（NIU）是控制计算机与通信网络进行交互的一种接口设备。章以分布式列车控制系统为例，说明了智能化NIU的设计方法，提出了采用管道（环形FIFO）机制来实现主机与NIU之间的信息传输的建议，并给出了在列车控制系统中的实现方法。该控制系统已在实验室条件下获得成功运行。     

基于Markov模型的多传感器组合定位可靠性评估

提出一种基于多传感器组合定位方案,该方案利用卫星定位模块、陀螺仪和里程计3种传感器不同的安装方法来实现数据采集,采用单元冗余与二取二系统冗余相结合的方式。针对卫星特点分析卫星定位的内部可靠性指标,同时根据陀螺仪测量单元冗余配置原则,提出采用4个双自由度的陀螺仪冗余配置方法。最后通过建立Markov模型对方案进行可靠性评估。分析结果表明:本文设计的组合定位方案其MTBF(平均故障时间间隔)为10~5 h,满足可靠性需求,与传统的二取二定位方案相比,其可靠性提高了30%。     

基于ARM及超声波的列车接近报警系统研究

列车接近报警是铁路安全领域的重要组成部分，是保障铁路工人安全作业的一项重要指标。针对编组站的特殊环境，开发了一种基于高性能ARM单片机LPC2132、超声波换能器，以及RS-485串行通信总线的列车接近报警器。它能根据远程控制计算机的选项输入指令自动完成数据的采样、运算、传输，实现长时间的自动报警，实时数据查询，并可图表显示，测量精度高，是列车接近报警的新方法。     

研祥发布EC9-1816L2NAR嵌入式单板计算机

全球领先的工业计算机厂商研祥（EVOC）发布采用新一代Intel Q57芯片组的嵌入式单板计算机。EC9—1816L2NAR是一款高性能的Embedded ATX板，采用最新Piketon平台Q57芯片组来实现高性能的设计；     

基于GPS与惯性测量单元的列车组合定位系统

采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统,系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法;设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法;采用小波变换方法进行组合系统故障检测,确定故障隔离及系统重构策略。对列车组合定位系统进行现场测试和仿真验证结果表明:在复杂的列车运行环境及干扰条件下,该系统能够实现高精度高可靠性的列车定位;定位误差较采用传统的Kalman滤波方法更为稳定;组合系统能够有效实现故障检测并根据故障隔离策略重构系统,保证定位输出的连续性,保障系统安全;具有较高的适应性和实际应用价值。     

改进型铁路信号安全计算机平台结构

传统的铁路信号系统安全计算机设计思路采用叠加式原则实现整个系统,造成系统结构复杂、设备众多等缺点,并制约了系统可靠性的提升。为了对铁路信号系统安全计算机进行优化,提出一种以2乘2取2结构为基础的改进型安全计算机平台结构,并根据IEC 61508的相关安全标准和定义对这种结构进行分析,建立平台的可靠性框图,采用PDS方法计算和分析其安全性指标参数。验证结果表明,该结构在合适的参数条件下能够满足安全完整性等级SIL-4。     

基于ARINC659总线的互联互通ZC安全通信计算机平台的设计

为了更好地满足城市轨道交通互联互通对信号领域安全通信的要求,将具有数据吞吐量大、传输时间确定、故障隔离严格、容错性好等特点的ARINC659总线用于城市轨道交通信号控制系统领域。提出了一种基于ARINC659总线技术的二乘二取二安全通信计算机平台的方案,用以实现ZC平台的对外通信功能和安全通信协议运算功能。设计其软硬件结构、用户软件和总线间线程的通信序列,并对数据的冗余处理和安全协议运算等关键功能进行研究,以满足系统高安全性、高可靠性和高实时性通信的需求。     

基于成对组合的遗传算法生成联锁测试用例

计算机联锁自动测试的质量往往取决于测试用例的质量.本文提出一种新的设计思想:将基于成对组合覆盖的遗传算法用于计算机联锁测试用例的生成和优化,并以道岔测试为例对该算法的应用过程进行详细分析,重点介绍成对组合覆盖方法、算法的整体框架和遗传操作设计.采用遗传算法对成对组合的启发式算法AETG进行改进,有效地减少了冗余的测试用例,提高测试用例质量和联锁测试效率.     

狭窄用地空间下与环境共生的京张高铁清河站设计创新

京张高铁清河站周边紧邻既有轨道交通、高速公路、办公及住宅区,用地狭窄,限制因素极多.通过对清河站周边现状、制约因素进行分析,提出狭窄用地空间下的设计策略及方法,即提出与既有高速公路直接相连并充分利用桥下空间的设计方法,实现"站"与"城"的畅通融合和功能融合;提出既有轨道交通落地与国铁站场并场设计方法,实现多种交通方式的...     

YPDM-2型移频电码化模块的设计

以LDJLZ-Ⅱ型计算机联锁全电子执行单元为工程背景,实现了该执行单元中的YPDM-2型移频电码化模块的软、硬件设计.YPDM-2型移频电码化模块是将现场既有的移频设备与全电子化执行单元所构成的联锁系统进行数据处理与传输的一个接口设备,能够可靠地实现站内电码化的各项技术要求.     

基于DSP的单相阻抗测量仪设计

给出了一种基于DSP的单相阻抗测量仪设计方案.该测量仪可以在20～2 kHz频率范围内测量单相回路的阻抗.设计上选用高性能的DSP TMS320C6711作为处理器,充分利用其强大的运算能力和片内外资源并采用数字信号处理的方法,进行信号的信噪分离和矢量分解,使该测量仪具有高速,宽量程,测量准确的优点.文章介绍了测量仪的测量原理和设计方案,给出了硬件设计原理图和软件实现方法.     

二乘二取二安全控制平台开发

二乘二取二安全控制平台包括二乘二取二逻辑运算单元,二取二开关量输入、输出单元,人机接口单元。逻辑运算单元由2块独立的CPU板构成二取二结构,2块CPU板通过板上硬件同步单元实现信息交互和同步,在软件上独立进行运算结果的比较,并通过第三方硬件比较器实现2块CPU板总线数据的实时校核,保证了双CPU比较的正确性。输入单元和输出单元中均设计了双套智能处理器,采用动态控制方式,在出现硬件故障时可导向安全侧。其中输入单元对现场继电器前后接点进行采集,输出单元输出采用双断方式,可实时检测板外混电情况。     

基于MVB总线的机车安全监测系统设计

机车控制网络通过MVB总线实现机车内部各节点之间的数据交换,从而实现对机车安全高效的控制.在介绍一种基于MVB总线的机车网络的基础上,提出一种新的安全监测单元的设计构思,并阐述其中部分的设计实现.     

浅析“三点检查”在信号领域的运用

6502电气集中以及计算机联锁是保证站内运输作业安全,提高作业效率的安全设备,"三点检查"方法是进路内轨道电路区段正常解锁的依据条件之一。从信号安全角度对"三点检查"的应用进行了分析思考,重点阐述"三点检查"在既有信号领域的运用范围及其特点,进而在区间自动闭塞模式基础上引入区间进路的理念,从而把区间纳入联锁安全保障之中,并提出建议。