探索二取二乘二计算机联锁系统的设计与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文二取二乘二计算机联锁系统的设计与实现姓名：孙蕾申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：徐洪泽20050301摘要Io，石旬3d摘要计算机联锁系统是采取技术手段实现以进路控制为主要内容的联锁功能的系统。一方面，随着铁路运输发展的需要和电子信息技术的进步，联锁系统的功能、体系结构、技术应用和操作方式等方面都在不断的完善；另一方面，随着集成电子技术的迅速发展，各种16／32位甚至64位微处理器的相继投入使用，多种不同特点的嵌入式实时操作系统也相继推出，嵌入式系统已经越来越多的应用于控制

2、领域，提高了控制系统的性能和处理速度，降低了系统体积和成本。综合以上两方面，本论文研究并初步设计了一套二取二乘二冗余结构的计算机联锁系统，并采用32位微控制器ARM作为核心cpu，嵌入vxw6rks实时操作系统，从体系结构和技术应用两方面对计算机联锁系统进行了改进。本论文主要研究了以下内容：(1)对双机热备、三取二和二取二乘二三种冗余形式的计算机联锁系统进行了结构分析，并通过MATL～B仿真分析了这三种结构的系统的可靠性和安全性指标，得出结论，指出二取二乘二结构的计算机联锁系统在可靠性和安全性方面具有一定优势。(2

3、)提出了二取二乘二计算机联锁的系统设计方案，对系统内通信的方式和两系切换逻辑进行了分析和设计。(3)完成了二取二乘二计算机联锁系统硬件的研究和设计，主要包括上位机的实现、下位机的实现、通信方式的实现、I，O通道的实现、两系切换逻辑的实现，重点设计和改进了联锁CPU二取二电路和输入输出通道的二取二电路。分析了二取二乘二计算机联锁系统的软件系统结构，并划分为不同的功能模块。对Vxworks下设备驱动程序的设计进行了详细描述，重点对下位机通信软件的实现进行了研究与设计。最后，对全文进行了总结，并对计算机联锁技术的发展作了

4、展望。【关键词】计算机联锁系统，二取二乘二，嵌入式，可靠性，安全性北京交通大学硕士学位论文AbstractComputer．based111terlockingsystem(CIS)issystem，whichmakeinterlockiⅡgfunctionwhichtakeroutecontrolasmaincontentcometnlebyusingtechn0109y．Ononehand，withthedevelopmemofmilwaytransportationandelcctronicinformati

5、ontechn0Iogy’somesidesofjnterlOckingsystemlikefIlnction，architecture，technologyapplicationandmOdeofOperationareun‘)Basin垂ycompleted．0ntheotherhand，withthedeveIopmentofintegratedelecnDnictechnologyandtheuseof。allkindsof16／32bit，even64bitmicmp∞cessor'manykindsOf

6、embeddedreal—time叩eratingsystemarecOmingonthesccne．EmbeddedsystemarealreadymoreandmOreappliedinthecon的lfield，whichenhancedqualityandpmcessingspeedofcontrolsystem，anddecreasedtheVo}umeandcostofsystem．AccordingtothetwosidesaboVe，thisdissenationresearchedandpreli

7、minarilydesigneda2outof2multiplying2(2002M2)redundancystfucturalcIs，whichused32bitmicropmcessorARMascoreCPUandembeddedVxwOrksreal—time0peratingsystem．ItimproVedCIS丘omarchitecturea11dtechnologyapplicationthesetwOsides．hlthisdissenation，researchisfocusedonthefol

8、Iowings：一1．DualmOdulehotspare，2Out0f3a11d2002M2thesethreeredundancymodalofCISareaIlalyzed，st兀lcturalrcliabilityofmesethreesystemaresimulatedandanalyzedbyhIATLABintheory．Wbdrawacond