探析基于通信的列车控制（cbtc）系统中安全计算机的研究与开发

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1、北京交通大学硕士学位论文基于通信的列车控制（CBTC）系统中安全计算机的研究与开发姓名：王猛申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：宁滨20061201韭銮盈盔堂亟±堂焦论塞主塞煎垂中文摘要摘要：作为基于通信的列车控制(CBTC)系统中保证故障安全的安全计算机系统，其所输出的数据信息的安全性对于整个列车安全运行至关重要，因此既要满足故障安全特性又要保证具有较高的可靠性和安全性。随着计算机行业的迅速发展，安全计算机系统的研究也逐渐深入。本文分析了现有容错计算机系统的结构特点，深入研究了

2、二乘二取二安全计算机的系统结构，提出了一种基于COTS(Commercial．Oif-The．Shell，现货供应商品)的二乘二取二安全计算机系统的结构方案；研究了系统的二取二及二乘二技术的软硬件实现方法，提出了软件实现方案；另外还研究了系统内各个模块间的通信模式并给出了实现方法。本文在最后还对本系统进行了动态故障树分析，计算出了本系统的故障发生率。本课题是对我国铁道信号设备安全计算机技术的一个探索，具有深刻的现实意义；并且对二乘二取二安全计算机系统的动态故障极分析也将为安全计算机系统的深入研究

3、提供一定理论依据。关键词：安全计算机；二乘二取二；动态故障树；故障率ABSTRACTABSTRACT：TheresultmessageofsafetycomputersysteminCBTCisveryimportanttothesaferunningoftrain,SOthesecurityandreliabilityofthesystemisvital．Inthethesis，a2outof2multiplyingsafetycomputersystemwithr1．ewstructurei

4、sdesigned．Thesystemsecurity，reliability，availabilityandthesystemrealizationmethodsarestudieddeeply，andthesketchofhardwareandsoftwareisgivenindetail．Thesoftwarerealizationmethodsof2outof2technologyareroughtforward．Andcommunicationmodeamongallthemodule

5、sisdiscussed，anditsrealizationmethodsaregiven．Atthelastofthispaper,wehaveanalysedthesystembydiynamicfaulttreeanalysisandgetthefautprobabilityofthesystem．Thethesisisadeveopmentofsafetycomputerinrailwaysignalequipmentandhasprofoundvalueofpraxis．Italsos

6、uppliesatheorybaseofthesafetyandreliabilityinthe2outof2multiplyingsafetycomputersystem．KEYWORDS：safetycomputer；2outof2multiplying；dynamicfaulttreeanalysis；fautprobability致谢本论文的工作是在我的导师宁滨教授的悉心指导下完成的，宁滨教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来宁滨老师对我的关心和指导

7、。唐涛教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向唐涛老师表示衷心的谢意。马连川副教授和郜春海副教授以及实验室的刘波老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，实验室里的诸位同学对我论文中的研究工作都给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。最后感谢我的父亲，母亲，还有我的姐姐，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。l概述1．1选题的目的和意义计算机的应用日趋广泛，加深了社会和经济对计

8、算机的依赖，计算机故障时常会给人们的生活带来不便，甚至不安。特别是一些系统，其行为直接关系到人们的生命安全、大宗财产的损失和严重的环境破坏等。它们的可靠性以及一旦发生故障时的安全性，更加受到大众的关注。保障列车运行安全的铁路信号设备和系统即是这样的系统，一旦发生故障，就有可能产生列车脱轨，冲撞等重大事故，所以一定要保证设备在发生故障时停靠在安全侧，即需要满足故障安全原则。目前广泛采用工业计算机完成信号设备的控制和运算等功能，这就需要对计算机的故障安全技术进行研究【2】，即安全计算机技术。传统的固