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20061201ABSTRACTABSTRACT：TheresultmessageofsafetycomputersysteminCBTCisveryimportanttothesaferunningoftrain,SOthesecurityandreliabilityofthesystemisvital．Inthethesis，a2outof2multiply

2、ingsafetycomputersystemwithr1．ewstructureisdesigned．Thesystemsecurity，reliability，availabilityandthesystemrealizationmethodsarestudieddeeply，andthesketchofhardwareandsoftwareisgivenindetail．Thesoftwarerealizationmethodsof2outof2technologyareroughtforward．A

3、ndcommunicationmodeamongallthemodulesisdiscussed，anditsrealizationmethodsaregiven．Atthelastofthispaper,wehaveanalysedthesystembydiynamicfaulttreeanalysisandgetthefautprobabilityofthesystem．Thethesisisadeveopmentofsafetycomputerinrailwaysignalequipmentandha

4、sprofoundvalueofpraxis．Italsosuppliesatheorybaseofthesafetyandreliabilityinthe2outof2multiplyingsafetycomputersystem．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

5、影响。在此衷心感谢三年来宁滨老师对我的关心和指导。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

6、的应用日趋广泛，加深了社会和经济对计算机的依赖，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

7、安全计算机技术。传统的固定闭塞一般采用ATP的传输方式，通过轨道电路判别闭塞分区占用情况，并传输信息码，需要大量的轨旁设备，维护工作量较大。基于通信的列车控制(CommunicationsBasedTrainControl，简作CBTC)系统独立于轨道电路，采用高精度的列车定位和连续，高速，双向的数据通信，通过车载和地面安全设备实现对列车的控制。CBTC实现列车与轨旁设备实时双向通信且信息量大，改变了以往列车运行时信息只能由轨旁设备向车上传递，信息量少的缺点。采用无线通信可以达到连续通信的目的，能够提供连续

8、的列车安全间隔保证和超速防护，在列车控制中具有更好的精确性和更大的灵活性；采用统一的标准协议后易于实现联通联运。而且，可以根据列车的实际速度和相对速度来调整闭塞分区的长度，尽可能的缩d,Y'J车运行间隔，提高了行车密度。CBTC技术发源于欧洲连续是列车控制系统，经过多年的发展得到了长足的发展，包括阿尔卡特，西门子，阿尔斯通等多家列车安全系统设备提供商均开发出了自己的CBTC系统。CBTC系统一般包括列车自动监控系