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。     

基于故障注入的安全计算机通信总线测试方法研究

随着我国高速铁路的飞速发展,对列车安全性的要求日益提高。由于实际环境与测试环境有区别,某些特定场景靠故障注入的方式能够有效地发现设计上的缺陷。文章使用故障注入的测试方法对安全计算机内部通信总线进行故障注入测试,对通信总线内部的故障进行分析,提出了对通信总线物理层、链路层的软件故障注入方法,并实现了对通信总线的故障注入。     

铁路无线列调中数话兼容的实现

介绍了一种数话兼容无线列调系统方案。该方案使用了AMBE ^TM话音压缩算法，数字复接分接和GMSK调制解调技术。讨论了移动信道下的数据传输速率和帧格式，证明了方案的可行性，给出了系统的具体实现方法。     

基于交换式以太网的TCN设计与实时性能分析

针对传统列车通信网络(TCN)难以满足下一代列车通信网络大容量、实时性的数据传输需求,本文提出基于交换式以太网的列车通信网络(EB-TCN)解决方案,建立了EB-TCN拓扑结构和通信协议栈模型。为了保证EB-TCN的实时性,在通信协议栈中加入实时虚拟层,通过集中式主从调度机制调度底层以太网资源。最后对骨干层和车辆控制层的实时性进行理论分析。新方案较大地提高网络带宽同时,能保证网络的确定性和实时性,能很好地满足传统TCN传输数据的要求,能够成为TCN网络的替代方案。     

故障安全串行输出电路的设计与实现

在铁路应用中,控制系统的故障安全特性是必须考虑的重要问题.为保证故障安全特性,设计一种用于铁路车载设备的故障安全串行数据输出电路,该电路采用动态安全与门、强故障安全数据比较、动态电源转换等技术.通过电路仿真与实际样机测试,证明电路设计正确,满足铁路车载设备的故障安全要求.     

基于交换式以太网的TCN仿真研究及分析

针对传统列车通信网络(Train Communication Network,TCN)难以满足下一代列车通信网络的带宽需求,提出了基于交换式以太网的TCN解决方案,建立了基于交换式以太网的列车通信网络拓扑结构和通信协议栈模型。在满足网络强实时性方面,进行了相关改进。然后通过VxWorks试验平台进行试验验证,结论是这种新方案在较大提高网络带宽的同时,能保证网络的确定性和实时性,能很好地满足传统TCN网络传输数据的要求,证明了基于交换式以太网列车通信网络代替TCN的可行性。     

一种内河船舶信息自动报告系统的设计与实现

针对目前内河航运中普遍使用VHF语音通信进行船舶信息交流的缺点,设计了一种基于自组织无线数据通信、GPS定位、嵌入式软硬件设计和电子江图等关键技术实现的内河船舶信息自动报告系统,研制的实验室样机实现了自动感知临近船舶并对距离过近的危险船舶报警、船舶向岸基设备自动发送相关航运信息等功能。该系统具有运营低成本、自动准确报告船舶信息的特点,能够提高内河航运安全技术水平。     

2取2乘2安全计算机平台的设计与实项

介绍一种应用于轨道交通等安全苛求系统的2取2乘2安全计算机平台,该平台基于COTS硬件和软件进行开发,采用分层结构设计的理念,对平台的同步原理、工作模式、故障诊断方式以及故障导向安全机制作深入探讨,对平台各组成部分的特点进行详细描述.考虑到生产、维护、测试的需要,对该安全计算机平台的测试台也进行了介绍.     

时间触发现场总线时钟同步的研究

介绍基于时间触发架构的3种现场总线(TTP/C、FlexRay和ARINC659)的媒体访问方式、拓扑结构、传输速率等参数。鉴于时钟同步是时间触发协议的关键,讨论3种现场总线的同步方法、同步容错性和能达到的精度,并比较3种总线时钟同步技术及其在铁路中的应用。     

基于交换式以太网安全通信协议的模型和仿真研究

在基于通信的列车控制系统中,区域控制中心ZC(Zone Controller)子系统负责向列车发布移动授权,对于保障列车安全高效运营具有重要作用。为提高ZC的可靠性,设计中通常会使用冗余结构,其内部的安全通信协议就成为系统成败的关键。本文介绍构建于UDP协议之上的ZC内部安全通信协议的设计与实现,利用OP-NET网络仿真工具对该协议进行建模,并模拟VxWorks实时操作系统的多任务调度环境,构建基于交换式以太网的通信性能仿真研究平台。根据ZC的实际运行情况,对通信过程进行仿真,分析了发送窗口对报文最大时延的影响。仿真结果表明,适当的发送窗口数量可以兼顾通信效率和时间精度。