二乘二取二硬件安全冗余信号控制平台关键部件的安全设计和可靠性研究

AT96DDMR信号安全控制平台是具有安全硬件冗余结构的二乘二取二信号控制平台,其结构可分为操作显示层、逻辑运算层和输入输出层3个层次,关键的逻辑运算层、输入输出层达到安全完整性SIL4级要求。重点对关键部件的安全性设计方法、可靠性预计进行描述及计算。     

一种铁路信号安全控制平台的研究

以铁路信号控制系统中核心的安全控制平台为研究对象,立足于铁路信号计算机安全控制平台的功能及安全需求,借鉴融合失效-安全原则、冗余控制原理、计算机通信总线及编程技术,从总体设计原则、软/硬件结构设计及实现等方面研究设计一种铁路信号安全控制平台。信号安全控制平台测试、验证和确认结果表明,信号安全控制平台适应并满足新时期各种铁路信号安全控制系统兼容性、安全完整性要求,研究设计的信号安全控制平台能有效解决适配各种信号安全控制系统的通用性、平台软件与应用软件分离后的移植性等关键技术问题。     

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。     

轨道交通信号安全系统2×2取2平台和双套相异算法的具体实现

对轨道交通信号安全系统的2×2取2平台和3取 2平台以及2×2取2平台的不同实现方式进行了比选,明确了以2×2取2平台作为研究重点。提出了2×2取2平台的基本构架,论述了实现双套相异算法的并行计算流程, 并对具体实现中的几个关键问题进行了讨论。     

二乘二取二硬件安全冗余信号控制平台的研究

AT96DDMR平台是具有安全硬件冗余结构的二乘二取二信号控制平台,其结构可分为操作显示层、逻辑运算层、输入输出层3个层次.关键的逻辑运算层和输入输出层达到安全完整性SIL4级要求.对其结构、安全性设计方法以及开发流程的独立评估内容做了描述,并对逻辑运算层的状态转换关系给出了说明.     

信息物理融合系统环境下轨道交通信号安全控制规划研究

根据轨道交通信号控制系统在物理上的分布特性和物理-信息的紧密性,提出了一种信息在物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)环境下的分布式轨道交通信号控制系统,并分析CPS在轨道交通控制领域的优势。对在该环境下的CPS结构体系进行了模块划分和构架,提出了将轨道交通控制设备划分为不同类型的三层架构节点:自治层、信息层和协同层。基于轨道交通安全基本条件划分了三大类安全控制功能,最后通过这三类安全控制功能设计了各节点之间的协同机制及协同控制过程。阐明了将CPS运用于分布式轨道交通控制系统中可产生可拓展性、灵活性和鲁棒性上的优势。     

基于J2EE的武汉天兴洲大桥建设信息平台的设计

结合武汉天兴洲大桥建设信息平台的业务需求,介绍了系统的整体架构,并从视图层、Web容器层和EJB容器层来介绍基于J2EE架构的武汉天兴洲大桥建设信息平台的设计.     

2取2乘2安全计算机平台的设计与实现

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。     

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.     

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。     

基于灰色关联故障树的盾构隧道施工风险研究

盾构施工存在建设工期长、安全管理复杂、安全风险因素模糊多变等问题,目前又缺少完整的风险管理和风险评估系统,从而导致安全事故高频率出现。为保证盾构法隧道施工安全,本文用故障树法对盾构隧道的施工风险进行分析,层层找出盾构隧道事故发生的基本因素,并用灰色关联法对其进行关联分析;按照基本事件的关联度大小进行排序,找出需要重视和规避的基本事件并提出预防和处理方案,以保证施工安全进行。     

数字化铁路行车安全保障体系研究

数字化铁路行车安全保障体系按逻辑模式分为行车安全决策模块、行车安全管理模块及行车安全监测模块。行车安全决策模块包括行车安全信息系统、行车安全分析系统及安全决策支持专家系统。行车安全管理模块,从横向上划分为运管部分、机务部分、工务部分、电务部分和车辆部分;从纵向上分为站段、路局、铁道部。行车安全信息监测控制模块分为数据采集单元、数据接收单元、数据处理/输出单元。行车安全保障体系采集的信息包括:运输设备信息、行车调度管理信息、工作人员安全信息、铁路沿线环境安全信息。信息处理包括:数据采集层、初级处理层、隐患分析层、决策支持层、全局分析层。结合现行铁路管理体制,构建基于站段、路局、铁道部的三级救援保障运作模式体系。     

列车运行控制系统中安全通信协议的形式化分析

安全通信协议是保证基于通信的列车运行控制系统中通信安全的主要因素,其性质和最终实现正确的形式化验证具有重要意义。本文将欧洲列车运行控制系统安全通信协议规范中的一些未强制规定的要求明确化,选择分层赋时有色Petri网(CPN)对修改后的安全通信协议进行研究,综合安全层、信道与应用层模型提出无线通信系统模型的分层结构,通过改变信道与应用层模型的参数,分析修改的安全通信协议中安全连接建立的时间特性。分析结果表明:信道丢包率为0.1、0.05、0.01的情况下,修改的安全通信协议安全连接建立时间特性是符合规范要求的。     

基于GSM-R的CTCS-3级列控系统安全数据传输通信协议栈分析

基于开放系统的安全数据传输理论,分析了开放传输系统的特点和应对策略,针对CTCS-3级列控系统安全数据传输,从数据链路层和传输层的角度探讨了用GSM-R来承载CTCS-3级列控安全数据传输时在协议方面所采取的差错控制、防止非授权接入等措施,在分析的基础上,给出了基于GSM-R开放系统的CTCS-3级列控系统连接建立详细过程。     

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。     

高速磁浮列车运行控制系统体系结构研究

为在高速磁浮交通网路复杂条件下实现运行控制系统对高速磁浮列车的运行指挥控制及安全防护,从运行控制系统的安全性及可靠性出发,研究运行控制系统的结构、功能及系统配置。在分析德国及日本高速磁浮列车运行控制系统的体系结构及功能的基础上,借鉴轮轨交通运行控制系统的经验,提出一种新型高速磁浮交通运行控制系统的结构形式,并给出相应的系统功能划分方案。新的运行控制系统为3层结构,即中央运行控制层、分区运行控制层及车载运行控制层;中央运行控制层实现操作显示及运行指挥功能;分区运行控制层实现列车驾驶控制、进路防护、道岔防护、列车防护及列车超速防护等功能;车载运行控制层采用2套车载安全计算机系统,且都直接与车地无线通信系统相连,可分别独立承担系统功能,使系统的可靠性大幅度提高。     

动车组高压线缆屏蔽层接地分析

高压屏蔽电缆在动车组电气系统的运行过程中会产生感应电压,需要通过屏蔽层的合理接地来保证车辆运用安全和减少线缆对外电磁辐射。介绍了动车组的接地系统,以变压器次边绕组电缆为例,从屏蔽层感应电压的产生机理出发,分析了高压线缆屏蔽层单端接地的原理,提出了线缆屏蔽层的接地结构,并通过试验对比了屏蔽层在可靠接地和接地不良条件下的感应电压值,验证了接地结构的可靠性。     

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...     

基于Windows NT平台下的多级过滤防火墙系统的研究与实现

在Windows NT网络体系结构基础上,采用多级过滤技术实现防火墙.在网络层利用NDIS技术对进入和发出内部网络的数据包依据过滤表中的过滤规则进行过滤;在传输层利用TDI技术实现对应用进程的过滤;在应用层利用Winsock技术实现对数据包内容的过滤.系统实现过程为：从网卡上截获每一个流入和流出网卡的数据包,实现防火墙系统最基本的数据包截取功能;在网络层中,系统根据访问规则,对截获的数据包进行判断,过滤掉非法数据包,实现数据包过滤功能;在传输层中,监视所有访问网络的进程,当截获到进程要访问网络的数据请求包时,内核发出消息通知用户,由用户决定对该进程的操作,实现应用程序进程查询功能;在应用层中,可以截获从传输层传递的所有数据包,当数据包中含有禁止的内容时,应用层对其进行过滤,实现数据包内容过滤功能.这样通过多级过滤提高系统的安全性.     

轨道交通信号工程安全管理与认证模式

轨道交通信号工程是轨道交通工程的重要组成部分,信号产品的安全性和工程实施的正确性关系到轨道交通运营的安全与效率,直接关系到广大乘客的生命安全.为了保证信号系统运行的安全性,在轨道交通线路投入载客试运营之前需要进行信号工程实施和安全认证,取得载客试运营安全授权.在北京轨道交通亦庄线示范工程中,探索了一种适合国内轨道交通发...