探索二取二乘二计算机联锁系统的研究

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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研究姓名：岳强申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：徐洪泽20040301Y586366摘要摘要计算机联锁系统是应用在铁路信号控制领域，用以保障行车安全和提高运输效率的控制系统，要求具有极高的安全性和可靠性。目前，国内计算机联锁技术的研究重点是在消化吸收国外先进技术的基础上，研制符合中国国情的具有高安全性、高可靠性和高可用性新设备。本文设计了一种结构全新的二取二乘二计算机联锁系统，深入研究了系统安全性、可靠性和可用性，并给出了系统的实现方法及详细的软硬件解决方案。论文重点研究了以下内容:1.分析了现有计算机联锁控制

2、系统的结构特点，深入研究了二取二乘二计算机联锁系统的体系结构，提出了两种二取二乘二计算机联锁系统的结构方案(集中式与分布式)，并对两种系统的可靠性进行了对比分析，结果表明分布式结构系统具有更高的可靠性;Z.建立了系统状态转换的Markov模型，并结合实际应用中的经验，对模型进行了改进;研究了失效率、故障检测覆盖率、维修系数、共因失效因子和故障可用率等参数对二取二乘二系统的安全性、可靠性和可用性的影响，并与双机热备系统和三模冗余系统进行了对比研究，证明其具有更高的安全性和可用性;3.研究了系统的二取二及二乘二技术的软硬件实现方法，提出了联锁软件的二取二和三取二实现方案，另外还研究

3、了系统内各个模块间的通信模式并给出了实现方法;最后，在以往科研工作的基础上，设计了联锁软件的总体结构，给出了联锁软件的结构流程与调度方案，并设计了一套有利于提高联锁软件安全性的安全检测软件。【关键词】计算机联锁，二取二乘二，可靠性，安全性，可用度AbstrectAbstractThecomputer-basedInterlockingsystem(CIS)isusedintherailwaysignalfieldtoensurethetravellingsafetyandimprovethetransportationefficiency.Thesecurityandrelia

4、bilityoftheCISisvital.Absorbingtheadvancedoverseastechnology,theresearchemphasisofCISistodevelopanewtypeofequipmentadaptingtotheChinesesituationwithhighsecurity,reliabilityandavailabilitypresently.Inthethesis,a2outof2multiplying2(2002M2)CISwithnewstructureisdesigned.Thesystemsecurity,reliabi

5、lity,availabilityandthesystemrealizationmethodsarestudieddeeply,andthesketchofhardwareandsoftwareisgivenindetail.Inthethesis,researchisfocusedonthefollowings:1.StructurecharacteristicsofcurrentCISareanalyzed,andsystemstructureof2002M2isstudieddeeply.Distributedstructureofthesystemandcentrali

6、zedstructureofthesystemareraised.Reliabilityanalysisofthetwodemonstratesthehighreliabilityofdistributedstructure.2.BasedonMarkovprocess,MarkovmodeloftheCISstateconversionisestablishedandimprovedaccordingtopracticalexperiences.Theeffectonsecurity,reliability,andavailabilityof2002M2withdiffere

7、ntfailurerate,failuredetectioncoveragerate,maintenancerate,commoncausefailurefactorandfailureusabilityarediscussed,andcomparisonamongproposedsystem,dualmodulehotsparearchitectureandtriple-moduleredundancyarchitectureprovesthehighsecurityandreliabil