基于嵌入式列车自动防护车载子系统设计和模拟实现

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着我国铁路交通事业的快速发展，如何进行安全可靠的高效率铁路运输成为一个亟待解决的问题。在既有线路上增加现行列车的行车密度无疑是个很好的解决方案。列车运行自动控制系统就是为解决该问题而产生的一个全面列车运行管理、控制系统，它集先进的计算机技术、通信技术、控制技术和铁路通信信号技术于一体。本文的研究目标就是该系统中的列车自动防护子系统的车载部分。列车自动防护系统主要对列车驾驶进行防护，对与安全有关的设备或系统实行监控，实现超速防护、列车间隔控制等功能。该系统由地面设备、车载设备以及车地通信部分组成。

2、轨道交通中的列车自动防护系统设计大都采用车载安全计算机来实现，本文借鉴其设计思想，将列车自动防护的车载子系统用嵌入式技术来实现，在发挥嵌入式系统优势的同时，也满足了系统对安全性和可靠性的要求。考虑到列车自动防护系统对安全性和可靠性的较高要求，该系统在软件和硬件上分别采用了两套不同的嵌入式系统作为运行平台，模拟实现了车载子系统的主要功能。在以Intel公司的XscalePXA270为处理器的开发平台上运行WindowsCE嵌入式操作系统，不仅完成列车防护系统的关键计算，同时完成人机界面交互以及系统数据采集任务。在以Sumsang公司的$3

3、C4480为处理器的开发平台上运行uCLinux嵌入式操作系统，论文主要完成了列车防护系统的关键计算，两个平台之间通过串口和网口进行实时数据同步和交换。整个系统采用双机热备的冗余设计，模拟实现了列车自动防护系统的主要功能。关键词：嵌入式系统；列车自动防护；列车速度曲线；冗余结构西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractWiththerapiddevelopmentofourcountry’Srailwaytransportationsystem,thequestionthathowtocarryonrailwaytranspo

4、rtationsafely,reliablyandhighefficientlyhasbecomeanurgentproblemtobesolved．ItisnOdoubtagoodsolutionbyincreasingthe姐伍cdensityonthepresenttrainline．TheATCsystemarisesatthehistoricmomentwhichisatrainoperatingmanagementandcontrolsystemthatintegratedwiththeadvancecomputer,com

5、munication,controlandrailwaysignaltechnologies．Thisarticle’SresearchobjectistheATPontrainsubsystemofATCsystem．TheATPsystemmainlyimplementstrainoverspeedprotection,etc．Thesystemconsistsofongroundequipment，ontrainequipmentandcommunicationbet、：煳theabovetwo．Incitytransportat

6、ionsystem,itsATPmostlyadoptsontrainsafecomputerswhichisalittlepartofahugeandcomplexsystem．ThiskindofATPisdisadvantageoustorealizeandpromoteinthegeneralrailwaysystem．Consequcmly．itdesignsamodifiedsolutionwhichprofitsfromtheotig砌ATP’Sideabycombiningtheadvantagesoftheembedd

7、edsystemtoimplementthesystemfunctions．ConsideringtheATPsystem’Smquiremembothinsafetyandreliability,itUSeStWodifferentembeddeddevelopmentplatformtosimulatedrealizethesystem’Smainfunctions．intheplatformwhichUSesIntel’SXscalePXA270asaCPU，itrunsWindowsCEembeddedOStOimplement

8、thekeycomputeofATP,andalsotorealizethedatacollectionanduserinterface．IntheplatformwhichusesSumsang’SS3C