基于通用计算机的2乘2取2安全架构研究与实现

嵌入式安全平台存在硬件开发成本高、运算性能提升难、升级适配工作量大等限制。为此，研究基于通用计算机的2乘2取2安全架构，设计通用安全平台数据交互机制，实现系内、系间不同计算机之间的数据交互比较逻辑；系统内各计算机之间进行周期性时间校准，实现系统时钟的同步校准，保证2乘2取2机制长时间的稳定运行，构建满足SIL4安全等级的铁路信号通用安全平台。     

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。     

列车运行仿真培训软件通用开发平台的设计与实现

通过对不同制式ATS(列车自动监控)系统的研究,提出了列车运行仿真培训软件通用开发平台的设计与实现方法。该方法研究各种ATS系统的共性和差异,实现了快速开发各种制式的列车运行仿真培训软件的方法。     

引入接口中间件的基于通信的列车控制系统仿真

分布式对象中间件在CBTC(基于通信的列车控制)接口仿真系统的应用是实现接口数据传输有效性、通用性、实时性的重要实现方式之一.针对CBTC仿真系统中各子系统间信息的交互和融合问题,通过研究当前分布对象中间件架构和运行机制,提出适合CBTC仿真系统信息交互的接口中间件,构建引入接口中间件工作模式的CBTC通信体系.详细阐述了该通信体系的体系结构及其接口的封装与设计,并将其应用到列车运行控制仿真系统中.此应用根本改变了轨道交通运行控制的运作模式,提高了系统的效率.     

基于数据协同的勘测设计一体化数据服务

铁四院勘察设计一体化平台系统投入运行以后,在电子文件协同设计方面取得了显著的效果。在勘察设计一体化平台电子文件协同的基础上,研究各专业之间进行数据协同方式和方法,进一步建设数据服务子系统,打破各专业之间的数据隔膜,实现各专业之间数据的自动互联互通。     

CBTC测试平台车辆仿真子系统接口适配器的设计

针对目前CBTC测试平台中各仿真子系统存在接入难和复用性差等问题,以车辆仿真子系统为例,设计一种基于Linux的车辆仿真子系统接口适配器。首先根据接口适配器的通用性,提出硬件接入层和软件逻辑层的设计模型;然后在硬件接入层部分完成接口适配器和车辆仿真子系统与CBTC测试平台之间的信息配置和交互过程;其次在软件逻辑层部分,设计基于Linux平台的BSP驱动开发流程,实现信息转换和传递功能。最后将车辆仿真子系统的接口适配器接入到CBTC测试平台中,通过使用试验线的数据以及动车组数据进行调试,研究结果表明:接口适配器输出的速度脉冲误差在2%以内,满足CBTC测试仿真平台的性能要求。     

基于站场图形网络的计算机联锁软件在高速铁路的应用研究

为适应高速铁路列控系统接口需求,计算机联锁系统接入信号安全数据网[1]的同时,应用软件需要新增进路模块来实现接口的应用信息交互。进路模块利用原有联锁软件网络化结构的选路原理,实现了进路信息存储;利用进路中道岔的大号码特征,实现符合黄闪黄条件信号显示自动计算。软件采用模块化设计的同时,对软件需求、设计、结构、安全性进行全面分析,确保联锁子系统软件的兼容性和可持续开发性。基于升级的计算机联锁软件不仅满足高速铁路列车控制系统的需求,也提高了原有软件的安全性和可靠性。     

铁路移动信息传输安全平台的设计与实现

为铁路移动设备通过GPRS、Internet、网络动态隔离系统、铁路内部骨干计算机网实现与地面局域网间的实时数据通信,从实用、安全、可靠的角度出发,设计公用网与铁路专用网安全互联、移动设备与地面网络可靠互通的铁路移动信息传输安全平台。该平台硬件系统由内外网通信服务器、行车监控及业务系统设备为主的时实监控和传输设施组成,平台软件系统主要由外网传输处理子系统、内网传输处理子系统、管理监视子系统构成。将GPRS数据接入点部署在铁路局,每个铁路局设立统一的外网通信服务器,作为各个业务系统地面数据处理中心,承担所有应用系统车、地间和内、外网间的数据交换任务,使各应用系统中所有从GPRS下载的实时信息统一由铁路局外网通信服务器接收,再经网络安全传输平台进入铁路运输生产系统,提供给各个相关责任部门使用,从而确保铁路第6次大提速的行车安全。     

铁路信号计算机辅助设计集成系统研究

针对目前还没有能完成车站联锁、电码化、区间自动闭塞等全套图纸设计的铁路信号计算机辅助设计系统,研究将既有已开发的独立的各辅助设计子系统集成到一起,形成一个平台化、集成化、系统化的铁路信号计算机辅助设计集成系统。通过对系统开发内容、系统结构模块划分、关键技术及难点的分析,提出有效解决方案。系统的应用,大大方便了用户,提高了生产效率。     

西安地铁2号线正线计算机联锁子系统分析

计算机联锁的主要功能是实现轨旁信号设备的状态信息采集与安全联锁控制.结合西安地铁2号线,阐述基于无线通信移动闭塞制式的正线计算机联锁子系统的设备组成、功能实现、工作原理、软件类型和接口连接设计技术方案,为城市轨道交通信号控制系统的研究提供软硬平台.     

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。     

青藏铁路综合安全监控系统研究

青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路,为确保运营安全,贯彻 "无人值守、加强监控、少维护、免维护"的思想,设计了一套综合安全监控系统.系统在硬件上可根据应用需求进行平滑扩展,支持在系统各个层面的对象及子系统接入;软件上采用模块化、组态化思想,可根据应用需求进行定制.本文介绍系统的总体框架结构示意图,论述综合安全监控管理信息系统、安全监控管理平台、安全检查和监测信息的接入、处理与综合应用等子系统的功能.通过该系统将各类监测/监控系统采集的监测信息集中起来进行分析、共享,并结合青藏线行车调度指挥规程的改进、人工检查信息的规范化统一管理、安全管理制度的完善及各专业维修制度的创新来开展基于信息集成的综合运用,为青藏铁路公司的运营安全保障体系提供技术支撑.     

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。     

软件安全性分析技术在基于通信的列车控制车载子系统中的应用

软件安全性分析是保证软件安全和质量的有效方法之一。介绍了安全关键软件中通用的软件安全性分析技术及流程,并根据其流程对基于通信的列车控制(CBTC)车载子系统从需求、设计、代码和测试等4个层次进行软件安全性分析,获得了良好的应用效果,可供类似安全关键软件的安全性分析作参考。     

基于AutoCAD的铁路站房信息系统施工图辅助设计软件的研发

针对当前铁路站房信息系统施工图设计过程中存在人工绘制图纸和统计工程量效率低、标准不统一、易出错等问题，开发了一套基于AutoCAD的铁路站房信息系统施工图辅助设计软件。该软件框架分为3个模块：参数设定、数据处理和成果生成。在参数设定模块，设计了标准化信息系统设备终端一览表、通用图块及通用说明模板，实现各信息子系统标准化数据批量导入；在数据处理模块，搭建各信息子系统数据结构模型，实现信息系统模型数据化；在成果生成模块，通过对信息系统多叉树数据模型节点遍历并对节点内数据分析计算，实现信息系统施工图绘制、工程量统计、部分设备及线缆选型的自动化。该软件的应用有助于提高铁路站房信息系统施工图的绘图效率及设计质量。     

SWJTU—II型计算机联锁控制系统设计和实现

铁路信号计算机联锁系统是一个有着高可靠性、故障安全性和实时性要求的安全关键系统。本单位自行设计研制了一个满足这种高可靠性、故障安全性和实时性要求的容错计算机联锁系统SWJTUII。计算机联锁系统SWJTUII,硬件结构上,采用SIEMENS公司PLC作为主要控制部件,双机热备冗余结构,能实现无扰动的故障切换;联锁软件采用Petri网模型化,面向对象方法设计,Step7STL语言实现;通过仿真软件模拟列车运行来对系统进行仿真测试并取得良好效果。该系统已开发完成并投入应用。     

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。     

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。     

基于云平台的城市轨道交通自动化集成系统架构与实践

传统架构下的城市轨道交通弱电系统各子系统独立架设,具有设备多样、维护复杂、互联程度低等缺陷,难以满足“智慧城轨”打破各类信息系统数据壁垒的建设需求。针对这些缺陷,提出基于“数字云底座”构建软件模块化和智能硬件一体化设计思路,应用云计算、大数据、边缘计算、人工智能等通用信息技术,结合超融合智能硬件开发技术、大数据中台技术、分布式云平台技术以及微服务综合治理平台技术的解决方案,研发基于云平台的城市轨道交通自动化集成系统(以下简称“云交系统”)。通过对轨道交通业务特点进行分析,设计了基于智能控制一体机的云交系统架构及微服务重构机制,整合了大数据及中台技术,并在多个项目中进行应用。应用效果表明：云交系统有助于提高信息效率、降低运维成本,并支撑科学决策。     

铁路专用线车地联控系统的研究与设计

车地联控系统是将计算机联锁,调度管理系统、车载设备中的信息综合起来进行一系列逻辑运算后,实现"车"与"地"的联控来保证机车安全运行,是结合了网络安全传输等技术的网络化、智能化、集成化的信号控制系统。车地联控系统各子系统之间具有独立性,便于系统的升级和维护;其中,地面终端子系统采用QNX操作系统,并将C++用以软件开发,可提高系统的效率和可靠性。其结构简单、运行稳定,可节省投资,目前该系统已研发完成并投入应用。