城市軌道交通車載二取二平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（Communications-Based Train Control，CBTC）中，列車車載設(shè)備起著監(jiān)督列車的運(yùn)行速度，自動(dòng)控制制動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)列車超速防護(hù)的作用，直接關(guān)系乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全。這種安全性要求很高的控制系統(tǒng)，必須要有高安全、高可靠的硬軟件結(jié)合的安全計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)平臺(tái)。目前，國內(nèi)對(duì)于車載安全平臺(tái)的研究起步較晚，跟國外技術(shù)水平相比，還有比較大的差距。但隨著軌道交通事業(yè)的大力發(fā)展，國內(nèi)對(duì)于安全平臺(tái)的研究

2、也在快速向前邁進(jìn)。
　　 本文重點(diǎn)針對(duì)車載安全平臺(tái)冗余結(jié)構(gòu)中的二取二安全核心單元進(jìn)行研究，在分析車載安全平臺(tái)結(jié)構(gòu)及安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，搭建了車載二取二的研究平臺(tái)。通過研究平臺(tái)對(duì)二取二雙機(jī)的數(shù)據(jù)通信、同步處理及數(shù)據(jù)比較等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析、研究和實(shí)現(xiàn)。
　　 車載二取二研究平臺(tái)硬件由3UCPCI架構(gòu)的單板計(jì)算機(jī)模塊組成，包括基于Inter Atom處理器的CPU板、CAN通信卡、以太網(wǎng)通信卡及串行通信卡。操作系

3、統(tǒng)采用商用的VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以保證平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的需求。通過對(duì)硬件BSP(Board Support Packet)、板卡驅(qū)動(dòng)的配置編譯，以及操作系統(tǒng)組件的剪裁，完成了VxWorks在硬件平臺(tái)上的移植。整個(gè)研究平臺(tái)被劃分為二取二硬件層、操作系統(tǒng)層、二取二軟件層及ATP應(yīng)用功能層。二取二雙機(jī)之間的通信在CAN卡提供的冗余鏈路上進(jìn)行，保證了通信的實(shí)時(shí)性、可靠性。雙機(jī)的同步則采用軟件任務(wù)級(jí)同步結(jié)合時(shí)鐘同步的方式來實(shí)現(xiàn)。即雙

4、機(jī)系統(tǒng)在設(shè)置的任務(wù)點(diǎn)或比較點(diǎn)向?qū)Ψ綑C(jī)發(fā)送同步信息，并實(shí)時(shí)等待回應(yīng)信息來達(dá)到任務(wù)同步。同時(shí)，在經(jīng)過數(shù)個(gè)工作周期后，采用時(shí)鐘互反饋技術(shù)，通過PTP(Precision Time Protocol)協(xié)議對(duì)雙機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行同步，以讓雙機(jī)的時(shí)鐘偏差在一定的容許限度范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)比較是整個(gè)二取二系統(tǒng)的核心，本文在研究平臺(tái)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)分類比較等策略，對(duì)雙機(jī)軟件比較進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，并提供了ATP應(yīng)用功能和二取二平臺(tái)的接口。
　　 本文最后