城市軌道交通車載二取二平臺關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、基于通信的列車運行控制系統(tǒng)（Communications-Based Train Control，CBTC）中，列車車載設(shè)備起著監(jiān)督列車的運行速度，自動控制制動系統(tǒng)，實現(xiàn)列車超速防護的作用，直接關(guān)系乘客的生命財產(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)合的安全計算機作為系統(tǒng)平臺。目前，國內(nèi)對于車載安全平臺的研究起步較晚，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)對于安全平臺的研究

2、也在快速向前邁進。
　　 本文重點針對車載安全平臺冗余結(jié)構(gòu)中的二取二安全核心單元進行研究，在分析車載安全平臺結(jié)構(gòu)及安全相關(guān)標準和技術(shù)指標的基礎(chǔ)上，搭建了車載二取二的研究平臺。通過研究平臺對二取二雙機的數(shù)據(jù)通信、同步處理及數(shù)據(jù)比較等關(guān)鍵技術(shù)進行了分析、研究和實現(xiàn)。
　　 車載二取二研究平臺硬件由3UCPCI架構(gòu)的單板計算機模塊組成，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嵌入式實時操作系統(tǒng)，以保證平臺對系統(tǒng)實時性的需求。通過對硬件BSP(Board Support Packet)、板卡驅(qū)動的配置編譯，以及操作系統(tǒng)組件的剪裁，完成了VxWorks在硬件平臺上的移植。整個研究平臺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。二取二雙機之間的通信在CAN卡提供的冗余鏈路上進行，保證了通信的實時性、可靠性。雙機的同步則采用軟件任務(wù)級同步結(jié)合時鐘同步的方式來實現(xiàn)。即雙

4、機系統(tǒng)在設(shè)置的任務(wù)點或比較點向?qū)Ψ綑C發(fā)送同步信息，并實時等待回應(yīng)信息來達到任務(wù)同步。同時，在經(jīng)過數(shù)個工作周期后，采用時鐘互反饋技術(shù)，通過PTP(Precision Time Protocol)協(xié)議對雙機的系統(tǒng)時鐘進行同步，以讓雙機的時鐘偏差在一定的容許限度范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)比較是整個二取二系統(tǒng)的核心，本文在研究平臺現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)分類比較等策略，對雙機軟件比較進行了實現(xiàn)，并提供了ATP應(yīng)用功能和二取二平臺的接口。
　　 本文最后