基于UPPAAL的二乘二取二逻辑建模与仿真

二乘二取二冗余结构以其高安全性和高可靠性特点,被广泛应用于核电、航空航天和铁路等安全关键领域。为验证二乘二取二冗余结构的核心逻辑,保证其高安全性和高可靠性的要求,对二乘二取二逻辑进行建模与验证。基于时间自动机理论,以列控车载ATP子系统二乘二取二冗余逻辑为研究对象,在分析工作原理的基础上,利用UPPAAL工具建立二乘二取二冗余逻辑的时间自动机模型,分别验证二乘、二取冗余逻辑的基本安全属性。根据验证后的软件逻辑模型,实现冗余逻辑仿真。模型构建与程序仿真的结果表明:车载ATP二乘二取二冗余逻辑结构具有高安全性与高可靠性。     

计算机联锁系统二乘二取二容错结构分析

针对计算机联锁系统的二乘二取二容错结构,基于马尔可夫模型,将各单元的失效率划分为几个独立的分量,根据每部分失效率对结构的影响,利用计算机对系统的可靠性和安全性进行分析和仿真计算.结果表明,二乘二取二容错结构满足铁路联锁系统高可靠性和高安全性要求.     

二乘二取二系统的安全性与可靠性分析

阐明了铁路可靠性和安全性的重要意义,使用概率的方法对二乘二取二系统的安全性与可靠性关系进行了描述,通过对其进行数学分析,提出并举例说明了提高二乘二取二系统安全可靠性的方法。     

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。     

一种新型二乘二取二冗余列控车载设备表决仲裁模块研究

针对一种新型二乘二取二冗余列控车栽设备的表决仲裁需求,提出一种新型安全表决仲裁方案.该方案可使二乘二取二冗余列控车栽设备可靠性、安全性、可用性和可维护性得到提高.     

一种二乘二取二安全计算机的设计与实现

结合列控系统车载设备需求,提出一种二乘二取二安全计算机的设计方案,并对主备通道选择、通道内双机同步、通道切换等关键算法进行了研究。经过实验室的功能测试和安全测试,该二乘二取二安全计算机能够满足实时性、安全性、可用性的需要。     

基于二乘二取二平台的通信设计

二乘二取二平台是能够满足铁路信号控制系统高安全性、高可靠性要求的安全平台。围绕二乘二取二系统中的乘二、取二、冗余通信3项关键技术,对与之相关的外部通信设计方法进行分析探讨。     

基于Markov过程的二乘二取二计算机联锁系统的可靠性和安全性分析

针对二乘二取二计算机联锁系统实际应用特点,建立一种切合实际的马尔可夫模型,并将故障可用率和故障修复率引入系统的可靠性和安全性分析中。讨论故障可用率和故障修复率对可靠性的影响,同时进行仿真对比。仿真结果,在证明采用该模型的系统具有更高的可靠性和安全性的同时,也证明该方法的有效性和优越性。     

一种新型二乘二取二冗余列控车载设备硬件同步模块研究

针对二乘二取二冗余列控车载设备同步需求,提出一种新型硬件同步方案.该方案可使二乘二取二冗余列控车载设备可靠性、安全性、可用性和可维护性得到提高.     

基于二乘二取二平台的通信设计简

二乘二取二平台是能够满足铁路信号控制系统高安全性、高可靠性要求的安全平台.围绕二乘二取二系统中的乘二、取二、冗余通信3项关键技术,对与之相关的外部通信设计方法进行分析探讨.     

基于二乘二取二架构的安全扩展平台研究

为节约时间和资金成本,在不改变既有CTCS-2/3级列控系统的前提下,进一步修改完善扩展其系统功能,提出采用二乘二取二架构安全扩展平台。平台内部双CPU之间采用时钟同步机制进行实时自检、互检,大大提高了安全扩展平台的安全性、可靠性和可用性。     

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.     

计算机联锁系统的可靠性和安全性比较

可靠性和安全性是计算机联锁系统的重要性能指标.本文在考虑了故障覆盖率及维修率的情况下,建立了三取二和二乘二取二计算机联锁系统的马尔可夫模型.利用MATLAB仿真功能计算了两系统的可靠度和安全度,并给出了相关时间曲线.通过分析比较,得出故障检测率对两系统可靠度和安全度有较大影响,且二乘二取二比三取二系统具有更高可靠性和安全性.     

基于二乘二取二的全电子计算机联锁系统

基于二乘二取二的铁路车站全电子计算机联锁系统由人机接口、二乘二取二联锁计算机、全电子执行系统3部分组成。人机接口由监控机、维修监测机组成。二乘二取二联锁计算机由2套联锁主机、冗余光纤网络和冗余热备的实时通信单元3部分组成。CPU主板由2路独立的CPU处理器、总线硬件比较控制器、硬件自检控制器、硬件同步控制器、I/F控制部件、全局冗余时钟和光纤通信接口组成。通过采取硬件同步控制器、总线硬件比较控制器和软件时间点同步相结合的方式实现1种新的同步机制。全电子执行系统由道岔模块、信号模块、轨道模块和其他接口模块等全电子执行单元构成。全电子执行单元均采用"二取二"与逻辑控制结构,具有过流保护功能,实现了信号的控制、监测、监督一体化。该系统已在铁路车站投入应用,运行稳定、可靠。     

基于动态故障树的计算机联锁系统可靠性及性能分析研究

国内外关于动态冗余结构系统可靠性分析问题的主要方法是马尔科夫模型,然而,对于二乘二取二的相对复杂的冗余系统,使用马尔科夫模型进行分析时,其状态空间的规模与双机热备系统相比具有较大增长,致使其建模过程及求解过程十分繁琐.本文旨在使用动态故障树方法对二乘二取二系统的可靠性分析进行建模与求解,同时通过可靠性和安全性曲线,与双...     

二乘二取二与双机热备计算机联锁系统性能比较

计算机联锁系统是铁路信号的重要基础设备.随着铁路信号技术的更新换代,近年来二乘二取二和双机热备成为我国铁路联锁系统的2种主流制式.从系统的实际应用出发,利用马尔可夫模型,充分考虑了故障覆盖率、维修率等因素的影响,对系统的可靠性与安全性进行了深入分析;通过MTTF值和可靠度、安全度曲线比较了2种系统的性能.论文分析结果对计算机联锁系统的应用与推广具有切实的指导意义.     

基于二乘二取二冗余-安全控制的地铁LCU设计

简述LCU的发展3个阶段,针对城轨地铁车辆应用,介绍一种基于二乘二取二冗余-安全控制架构技术的下一代LCU的原理、组成和故障诊断方案,相较于双机热备冗余的LCU,能够获得更高的安全性和可靠性。     

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。     

列车超速防护系统的全电子自动切换方案

针对二取二乘二列车超速防护系统(ATP)提出了一种全电子自动报警与切换方案.采用该方案可使系统可靠性、安全性、可用性和可维护性得到提高.     

计算机联锁全电子三相交流转辙机控制模块

全电子计算机联锁系统已开始试点推广。本文介绍了全电子计算机联锁系统中的一个关键核心控制模块,采用模块化电子电路取代由安全型继电器构成的三相交流转辙机控制表示电路,用于驱动S700K系列、ZDJ9系列和ZYJ系列等三相交流电动或电液转辙机。详细论述全电子三相交流转辙机控制模块的"二取二"模块化硬件架构,对模块的微控制器电路、转辙机动作驱动电路、表示信号采集电路等关键的单元电路进行深入剖析。本文采用流程图对嵌入式软件的原理进行说明和描述,并按照EN50129标准,利用故障树分析法对该控制模块进行可靠性和安全性的计算和评估,结果表明模块完全满足信号系统对高安全性的要求。最后分析影响模块安全性指标的主要因素,为进一步提高模块的安全性提供参考。