嵌入式实时操作系统选用的初步分析

介绍了嵌入式控制系统以及其软件的开发平台－－嵌入式实时操作系统,指出使用嵌入式实时操作系统作为开发平台可开发快速、复杂、可靠性要求较高的控制系统是目前控制领域的发展趋势。     

一种分布式三模冗余控制系统的实现

论述一种分布式三模冗余控制系统的实现,包括系统ＣＰＵ的选择、系统通信网络的实现、系统的同步策略以及三模冗余输出表决器的设计等。实际表明这种系统设计方案能保证系统具有很高的可靠性、可用性和较快的开发速度。     

铁道信号系统安全计算机状态监测方法

基于隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)提出了状态监测和故障诊断的原理与基本流程。通过观测数据的提取与降维,正常态模型训练与改进,故障态模型训练等一系列措施,实现了两模冗余安全计算机的状态监测,对正常态与时钟偏离1%～10%等7种不同条件进行监测。监测结果表明:对数似然概率均值从-228.98降至-1 385.60,健康状态不断恶化。对1号处理单元(PU1)故障状态进行仿真监测时,将PU1故障与PU1故障态、正常态、安全容错管理单元(FTSM)故障态、通信控制器(CC)故障态以及系统受扰故障态进行比较,得到对数似然概率均值分别为-161.95、-13.72、-14.13、-40.17及-35.69,证明了系统所发生的故障是因PU1所致。监测方法能够有效实现安全计算机健康状态的检测,为铁道信号安全计算机监测技术提供理论支撑。     

基于COTS的安全计算机系统

根据国际标准提出了一种基于现货供应商品的二取二安全计算机方案。讨论了系统同步，安全通信协议、数据故障／安全比较等关键技术，提出一种新的系统同步方法，减少了瞬时故障的影响，提高了系统的可用性。样机的试验结果证明其结构设计合理，并具有良好的故障-安全性。     

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。     

基于Event-B的双机热备平台测试序列自动生成方法

为了确保双机热备平台满足相应的功能需求，需要对其进行功能测试。采用基于模型的测试方法，可以有效地避免人工手动生成测试中存在的不足，提高测试效率。利用Event-B方法对双机热备平台进行形式化建模，通过证明验证模型的正确性，并进一步利用Ll算法生成基于模型、满足平台测试需求的测试序列集，对于确保测试过程的完备性、提高测试效率有一定意义。     

基于AADL和Simulink的列控系统双机热备结构设计

针对列车运行控制系统的实时性要求，提出一种改进的双机热备安全平台结构实现方案。使用AADL建立框架模型并对框架分析与验证，得到框架代码，再以有限状态机为接口通过Simulink工具建立模型，利用RTW工具箱的进行码自动生成，与框架代码合并得到完整的可执行代码。对生成代码的功能与性能进行验证，不仅功能上与规范一致，实时性较传统热备方案提高约20％。     

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.     

调度监督与调度集中系统的信息安全传输

调度工作是铁路运输生产的中心环节，凡与铁路运输有关的各部门各工种都必须在运输调度的统一组织指挥下进行各项活动。它根据所掌握的列车运行计划及运行作业的实时信息，及时指挥列车的运行和作业，以实现铁路运输计划。目前中国铁路装备的调度技术设备主要有调度监督系统和调度集中系统，不论在哪一种系统中，都必须考虑信息的安全传输问题，即信息传输的故障导向安全问题。文章介绍了调度监督与调度集中系统中信息传输的各种安全威胁及其对抗方法，提出了增加安全层来实现信息安全传输的方法。