探索电子联锁系统安全计算平台的研究与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文电子联锁系统安全计算平台的研究与实现姓名：廖亮申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：王海峰20071201中文摘要摘要：电子联锁系统是铁路车站保障行车安全、提高运输效率的关键基础设备，现有系统多以专门定制的计算机作为处理核心，面临着技术陈旧、成本过高、系统标准化与开放性差的问题。COTS器件在高安全容错计算机系统中的应用是近年来安全控制领域的一种新趋势，使用COTS单元开发电子联锁系统的安全计算平台具有重要意义．本文以电子联锁控制系统的研究与应用为工程背景，对系统安全计算平台作了以下述研究和设计工作：

2、1．在大量收集阅读相关文献的基础上，对联锁系统的研究开发现状进行了综述，指出当前电子联锁系统开发方式的特点和不足之处，分析了基于COTS的电子联锁安全计算平台开发的优势及重要性。2．选用合适的COTS计算单元，在此基础上设计了一种实用的二乘二取二体系结构的电子联锁安全计算平台，详细设计了平台内部通信与接口方式。3．深入学习Liaux系统，定制和裁减了可用于电子联锁系统安全计算平台的Linux操作系统。并在此操作系统的基础上，设计了一套包括通信，任务级同步表决以及自诊断等模块的统一安全计算平台管理软件。4．研究了系统可靠性理论，对安全计算平

3、台的可靠性和安全性进行了分析，并且分析了平台的实时性能。最后，在上述科研工作的基础上，证明了基于COTS开发电子联锁安全计算平台的优越性，并指出了这种安全计算平台的实现方式仍存在的一些不足和待解决问题，对未来的工作进行了展望。关键词：电子联锁系统；COTS；安全计算平台：Linux操作系统分类号：U284．362北塞交通太堂亟±堂焦论塞△垦§至＆△￡至ABSTRACTABSTRACT：TheEl咖onicinterlockingsysteraisakindofcomputercontrollingsystemwhichisusedinth

4、erailwaysignalingfieldtocontrolthesignalingequipmentsinstation,tokeepthen*avelingsafeandtoimprovethen'ansportationefficiency．1nbeCOTS-baseddcvdopingmodeofhighsafetylevelfault-tolerantcomputerhasbeenextendedandusedinsafecontrollingfidd．Itisimportanttointroducethisdevelopin

5、gmodeofCOTS-basedsafetycomputingplatformtoelectronicintcdockingsystem．Based011theutilizationandimplanentofelectronicinterlockingsystem,Thispaperhasdonetheseresearchinganddesigningwoksasfollows．1．Baseduponrdatedreferencesanddocuments,theauthorsummarizestheactualityanddisad

6、vantagesofinterlockingsystemdevelopingmode,andpresentstheadvantagesandsignificancyofCOTS-basedSCPforElectronicinterlockingsystem．2．ThispaperelectssuitableCOTSCPU，anddesignsaappliedCOTS-basedSCPinsnⅥetureofdouble2-out-of-2andthecommunicationinterfacemodes．3．StudyingtheLinu

7、xOS，thispapercustomizestheLinuxOSusedforthisscP,OilwhichisbasedtodesignaSCPmanagingsoftwareincludingcommunicationmodel，task-synchronizationmoddandself-diagnosingmodel．4．ThispaperalsoanalyzesthercliabilityandsafetyofthisSCPbasedonthereliabilitythcory,andresearchesthesystem

8、real-timeperformance．Theconclusiongivenprovesthefeasibilityandfavorableper佑mm懈ofthisseeAtlast,th