城市轨道交通轨旁安全计算机平台设计

为了满足城市轨道交通对于轨旁安全计算机平台的通用技术需求,介绍了一种安全计算机平台的总体架构、安全原理和设计实现。该平台综合采用了基于安全以太网总线的安全自律技术,完整的在线自检和双通道故障管理技术,以及基于可靠通信的双系切换技术,自主研发,已通过SIL4等级安全认证,并成功应用在基于通信的列车自动控制系统、列车自主运行系统、有轨电车信号系统等多个工程项目中。实际运行情况表明,该平台完全符合安全性,可靠性和多种信号系统通用性的技术需求。     

铁路信号安全计算机平台共享内存数据交互机制研究

铁路信号安全计算机平台是实现铁路信号系统安全应用的核心设备。基于龙芯处理器的安全计算机平台实现了从硬件板卡到系统软件全过程的设计和研发。为了能够安全、稳定、可靠地在该平台内部进行实时、有效的信息传输和数据状态更新,设计了基于信号量的共享内存数据交互机制,可实现对目标数据物理地址空间的直接访问和数据更新,避免同一时间、多个对象对同一共享内存地址空间的读写访问。共享内存特定的访问隔离机制,能够保证安全计算机平台内部不同处理器之间数据交互的时效性和安全性。     

计算机联锁数据采集安全处理子系统研究

在计算机联锁中输入输出数据处理的安全性是整个信号系统的关键,传统采用硬件电路进行采集和驱动,灵活性差,成本高,安全性低。鉴于此提出了基于安全编码的数据采集控制思路,使该安全处理子系统在自主研发的安全计算机平台上实现,具有成本低、扩展性好、配置灵活、安全性高等特点。     

信号安全技术在DS6-60计算机联锁系统中的主要应用

计算机联锁系统因其应用领域的特殊性,在满足铁路运营需求的同时,必须保证铁路运输的安全。因此对计算机联锁系统的安全性有较严格的要求。广义的信号安全技术包含故障-安全技术、可靠性和易维护性等方面。DS6-60型计算机联锁系统是基于故障-安全技术研发的通过欧标认证的铁路信号安全控制系统。阐述了DS6-60型计算机联锁系统各个环节的主要安全技术应用。     

基于自主基础软件的轨道交通安全计算机平台

针对目前我国缺乏符合功能安全完整性等级SIL3的高安全嵌入式实时操作系统产品、自主的安全计算机平台和控制器核心产品这一问题,介绍了安全计算机平台架构的设计,以及应用于安全计算机平台的自主研制的操作系统。介绍了对安全中间件的安全协议、自检测技术和接口设计。测试结果表明,基于自主操作系统的轨道交通安全计算机平台符合功能安全完整性等级要求。     

基于CANopen协议的轨道交通安全计算机平台研究

CANopen是基于CAN(Controller Area Network)开发的应用层协议.本文在分析CANopen协议的通信原理的基础上,针对轨道交通安全计算机平台的通信需求,着重介绍了安全计算机平台通信部分的设计与实现,包括CAN网络中各个节点的硬件接口设计,以及软件设计与实现;并通过试验测试和现场正式运行,验证了平台通信的安全性和可靠性.     

基于时间自动机模型的安全计算机平台的形式化验证

众多工业控制领域要求计算机控制系统具有高可靠、高可用和高安全的运行基础,2乘2取2冗余结构的安全计算机平台是提高系统安全性、可靠性的一种重要解决方式。CBTC列控系统的安全计算机平台采用2乘2取2冗余结构,它是一个实时系统,控制过程需要考虑时间因素。本文分析CBTC系统安全计算机平台系统的组成结构,提取出系统的功能约束,采用基于时间自动机理论的建模验证工具UPPAAL建立系统的自动机网络模型,进行仿真分析,验证系统的功能性、实时性、安全性要求。     

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。     

安全论证方法及其在铁路信号开发安全保障中的应用

随着我国铁路运行速度的提高和运行间隔的缩短,以及计算机和通信技术在信号系统中的大规模应用,安全问题显得越发重要和复杂。如何针对我国国情,保证新一代信号系统的安全性是当前必须面对的难题。本文以安全目标为主线,采用安全论证的方法对系统研发阶段的安全保障进行规划和验证。在此基础上,构建信号系统的论证驱动安全设计框架,以GSN论证语言为基础设计安全论证的软件系统。     

一种数字量的安全输入/输出模块的设计与实现

本文在分析可扩展安全计算机平台实时性和安全性要求的基础上,提出基于可编程逻辑器件(FPGA)和时钟级同步2取2结构的安全输入/输出(安全I/O)模块的设计方法.深入阐述了安全I/O模块的硬件设计原理和基于PSL语言的断言验证方案.功能仿真和形式化验证结果说明了设计的正确性,同时在EDA开发平台上长时间稳定性的测试结果也证明了安全I/O模块的正确性和安全性.     

符合SIL4级要求的计算机联锁系统开发

计算机联锁系统是保证行车安全的重要铁路信号设备。当前国内铁路快速发展对计算机联锁系统提出了更高的要求,为此CENELEC系列标准引入到计算机联锁系统的开发过程中。开发出符合SIL4级要求的计算机联锁系统,并阐述了作者对欧洲铁路安全标准的一些认识和思考。     

铁路信号领域安全计算机的应用及发展

介绍铁路领域安全计算机的相关标准及安全计算机平台通用架构,以铁路信号领域安全计算机的应用为主题,总结安全计算机在计算机联锁、无线闭塞中心、车载系统的应用情况,研究安全计算机的应用现状和研究热点。研究表明,铁路信号领域安全计算机的研究热点主要集中在表决与同步的设计与实现、安全通信设计、安全评估算法、利用商用现成品和技术(COTS)部件和现场可编程门阵列(FPGA)实现安全需求等方面。     

欧洲铁路功能安全标准变化趋势分析

分析新版欧洲铁路功能安全系列标准草案与现行系列标准之间的关系,介绍新版欧洲铁路功能安全系列标准草案的构架与主要内容。从生命周期模型及裁剪、风险评估、技术措施、功能安全完整性、职责和能力、安全保障及提交物等方面,详细叙述新版欧洲铁路功能安全系列标准草案的主要变化。     

安全通信规范Subset-098的安全性分析

以EN50129和EN50159为依据,对欧洲列车运行控制系统（ETCS）的安全通信规范Subset-098进行分析。分析过程包括定性分析通信安全威胁的防御技术、定量计算安全码的长度,以及安全码检错的仿真实验。结果表明在非可信通信通道上,Subset-098安全通信规范可以为安全完整性等级达SIIA级的列车运行控制系统提供安全的信息传输服务,满足列车运行控制系统对通信的安全性需求。     

基于PC的新一代通用计算机安全技术平台

本文介绍了基于PC的新一代通用计算机安全技术平台——DS6-LockTrac的技术特点和主要构成，重点提出了计算机安全技术平台设计的概念和新方法。     

中国铁路引入安全评估标准的探讨

论述了我国铁路引入安全评估标准的必要性和可行性,通过对铁路安全评估标准基本概念、评估过程、方法及其标准体系建立的介绍,进一步加深对安全评估的认知度,并特别就我国铁路如何实施安全评估标准以及预见的成效作了较为详尽的探讨。     

TDY型欧标应答器安全分析与设计方法探讨

在研发TDY型应答器产品过程中,遵照欧洲铁路标准SUBSET-036的要求开展工作,实现了自主研发的应答器产品与欧洲标准产品的通用。同时,为确保产品具备较高的安全完整性等级,在产品研发过程中贯彻EN 50126和EN 50129中的安全要求,即基于风险的安全设计理念,采用HAZOP和FMEA这2种铁路行业最常用的风险分析工具,确保产品风险被控制在一个可接受的水平,满足SIL4等级列车运行控制系统的运用要求。     

高速列车车体强度计算方法对比分析

分析国内外高速列车车体强度规范中的计算方法,以国内某型高速列车车体强度计算为例,分别采用日本、欧洲以及我国的高速列车车体强度设计规范中的计算方法,对车体强度进行计算和对比分析,并提出了一套关于车体强度评定的工程方法,为车体结构设计和强度分析提供了可靠的理论依据。结果表明:3种规范下计算得到的车体满足强度要求;欧洲设计规范考虑的载荷较为全面,我国的车体强度计算方法计算出的安全系数较大,更为保守。