兰州石化公司铁路专用线微机联锁控制系统的设计

论文摘要

随着铁路信号技术的不断发展,铁路信号行车指挥现代化、智能化、网络化将成为未来发展的趋势,本文借鉴国内外铁路信号设备控制的先进技术,提出兰州石化公司铁路专用线采用微机联锁控制的方案,对系统硬件、系统软件、车站局域网进行了设计,并对设计方案进行了组织实施。测试结果表明该设计方案合理,完全满足了现场的铁路运输功能需求和安全要求。 避错和容错技术是提高计算机系统可靠性的两种主要技术手段。尤其是容错技术,它是构造高可靠和高安全系统的强有力手段。本文在系统硬件设计中充分应用了动态冗余容错技术,即利用二模动态切换(双机热备)来提高系统的可靠性。系统的监控机、联锁机、电源均采用双机冗余结构,智能采集驱动模板采用了动态冗余技术,运用情况表明,系统具有带故障运行的能力,任何的单点故障均不影响系统的正常工作,从而保证了系统的连续工作,提高了整套系统的可靠性。 为了保证系统软件能实现铁路运输的所有需求,并具有高的安全可靠性,在软件设计中应用了双软件结构,软件数据采用容错型的数据结构,将系统软件的基本结构设计成实时操作系统或实时调度程序支持下的多任务的实时系统。并采用列车进路程序控制技术设计并实现了列车进路的自动排列,运用结果表明,软件功能强大,可靠性高,操作使用方便。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 插图索引
• 第1章 引言
• 1.1 企业概况
• 1.2 课题来源
• 1.3 课题意义
• 1.4 微机联锁的特点
• 1.5 微机联锁发展概况
• 1.6 可行性分析
• 1.7 本文的主要工作和章节安排
• 第2章 计算机联锁总体方案设计及论证
• 2.1 系统的设计任务
• 2.2 系统总体方案设计及论证
• 2.2.1 系统总体方案设计
• 2.2.2 系统总体方案特点
• 第3章 计算机联锁系统的硬件设计
• 3.1 系统主要配置
• 3.2 监视控制系统的构成及功能
• 3.2.1 监视控制系统的构成
• 3.2.2 监视控制系统主要功能
• 3.3 主控系统的构成及其功能
• 3.3.1 联锁机（执表机）的主要功能和机柜结构
• 3.4 接口系统的构成及其功能
• 3.4.1 采集电路
• 3.4.2 输出驱动电路
• 3.4.3 防护电路
• 3.5 小结
• 第4章 系统的软件设计
• 4.1 软件概述
• 4.1.1 系统软件
• 4.1.2 系统的应用软件
• 4.1.3 软件的总体结构
• 4.2 数据结构
• 4.2.1 几种容错数据结构
• 4.3 进路模块
• 4.3.1 列车PRC系统
• 4.4 系统的主程序流程
• 4.5 小结
• 第5章 现场总线及车站局域网
• 5.1 现场总线
• 5.1.1 现场总线的发展
• 5.1.2 现场总线的体系结构
• 5.2 CAN及其控制器
• 5.2.1 CAN及其特点
• 5.2.2 利用CAN控制器构成CAN节点
• 5.3 CAN在联锁系统中的应用
• 5.3.1 系统的体系结构
• 5.3.2 系统设计
• 5.4 车站信号设备局域网及广域网
• 5.4.1 车站信号设备局域网的功能要求
• 5.4.2 车站信号设备局域网的构成
• 5.4.3 分布式协同工作的安全信息广域网结构
• 5.4.4 分布式协同工作原理及其实现
• 5.5 数据通信的信道设计
• 5.5.1 概述
• 5.5.2 光纤信道
• 5.6 小结
• 第6章 系统的可靠性分析
• 6.1 系统的可靠性定义
• 6.2 失效概率密度F（TI）
• 6.3 系统的可靠性和安全性分析
• 6.3.1 TMR系统与单机系统可靠度的比较
• 6.3.2 马尔可夫模型分析TMR系统的可靠性
• 6.3.3 TMR系统安全性分析
• 6.4 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录