电动转辙机的可靠性和安全性分析

介绍了一种基于relex2008可靠性软件,建立故障树,分析电动转辙机单机系统的可靠性.对双机热备、三中取二、二乘二取二冗余结构构成系统的可靠性和安全性指标进行分析和比较.结果表明,二乘二取二冗余系统具有更高的安全性,可以在很大程度上降低风险发生的概率,从而保证行车安全.     

STM32的二乘二取二的光通信系统设计

以轨道交通系统安全为背景,为了提高轨道交通传输系统的安全性和可靠性,在现有嵌入式冗余结构的研究与分析上,提出一种基于STM32的二乘二取二系统设计的光通信站间安全信息传输设备,并阐述了该设计在光通信传输设备位置及作用、系统设计以及芯片的选择。     

基于三取二冗余结构的安全计算机系统

设计一种基于三取二冗余结构的安全计算机系统。该系统由CPU模块、通信模块、安全输入输出模块组成,利用具有同步表决功能的三模同步表决总线、冗余控制器局域网总线和冗余以太网总线实现各模块间的数据通信,采用基于动态脉冲调制的三取二表决电路保证系统输出的安全性和可靠性。测试结果表明,该三取二安全计算机系统样机能够达到预期设计目标。     

基于Markov模型的系统安全性和可靠性分析

建立了二乘二取二系统状态转换的Markov模型,研究了失效率、维修系数、故障检测覆盖率等参数对二乘二取二系统的安全性、可靠性和可用性的影响,证明分布式二乘二取二系统具有更高的可靠性、安全性。     

高速铁路智能CTC自律机系统的可靠性与安全性评估

自律机系统是智能调度集中控制(Centralized traffic control, CTC)系统的核心, 其安全性和可靠性都至关重要. 首先分析了双机热备自律机系统和二乘二取二自律机系统的结构及工作原理; 然后综合考虑自律机分机的故障检出率和故障发生率等因素, 采用Markov模型, 构建了两个系统的安全度和可靠度模型. MATLAB仿真结果表明, 双机热备自律机系统的可靠性高于二乘二取二自律机系统的, 但双机热备自律机系统的安全度远低于二乘二取二自律机系统的, 因此二乘二取二自律机系统更能保障CTC系统的安全.     

基于不同冗余结构的PLC系统可靠性与可用性研究

冗余PLC是提高工业控制系统可靠性的重要手段,作为一种有效的容错技术已在诸多领域获得广泛应用,而在实际应用中,如何依据应用环境选择合适的冗余结构却是面临的现实问题。基于可靠性基础理论,分析了单系统、2单元并联冗余系统、3取2表决冗余及2乘2取2冗余PLC系统的可靠性及平均故障时间(MTBF),并对比了不同冗余结构可靠度及MTBF随单元故障率的变化关系,同时分析了典型冗余结构PLC系统的可用性。研究成果为实际应用环境中冗余结构的选择提供了有效依据。     

一种新型二乘二取二安全计算机系统

设计一种用于轨道交通系统的二乘二取二安全计算机系统,包括I/O模块、CPU模块和切换模块。在I/O模块中,利用动态电路实现数据安全输入及输出。在CPU模块中,提出一种基于以太网通信的同步表决方案。在切换模块中,通过输出回路控制实现主备之间的无缝切换。测试结果表明,该系统能够满足轨道交通系统对安全计算机平台的可靠性和安全性要求。     

二乘二取二系统的同步表决安全机制研究

二乘二取二是一种高安全、高可靠性的安全计算机结构,详述了二乘二取二系统中的主备、主从关系,基于任务级的同步表决方法.在考虑时钟漂移情况下,分析了主从并发式和从机等待式同步表决方式的特性,提出了主从并发式用于主备同步,从机等待式用于主从同步的同步机制方案.搭建了该同步机制方案的二乘二取二平台,测试表明,该同步机制能很好地实现同步表决任务.     

升降横移式立体车库冗余控制系统设计

随着城市化的不断推进及汽车保有量的逐年增加,立体车库成为解决城市停车难问题的首要选择,而其可靠性和安全性关系到人身及财产安全。对立体车库控制系统的高可靠性和高安全性的要求进行了调查研究,采用三菱FX3U系列PLC和威纶通触摸屏,设计了一种基于4层9车位升降横移式立体车库的PLC冗余控制系统。控制系统能够人为强制任一PLC进行停取车控制,也可在非强制情况下,特别是在停取车过程中系统发生硬件等故障时,自动切换PLC进行停取车的冗余控制。对控制系统的硬件组成、PLC冗余控制原理和存取车控制流程进行了详细论述。结果表明,该升降横移式立体车库冗余控制系统具有结构简单、硬件成本低及运行安全可靠等优点,且人机交互界面易于操作,能够有效地解决立体车库可靠性和安全性较差等问题。     

轨道交通安全计算机中倒机单元的设计

安全计算机被广泛应用于轨道交通信号系统中,其中倒机单元有效提高了安全计算机的可靠性。研究了二乘二取二安全计算机结构,介绍了基于通信的倒机方式,制定了安全通信协议。该方式硬件上利用FPGA实现,使整个设计紧凑、灵活、稳定且高速;软件上,讨论了主备状态的确定,分析了倒机基本原则和单系的状态转移。具有该倒机方式的安全计算机,已在多种轨道交通信号系统中得到了应用,应用结果表明,本方案切实可用,能够满足系统高可靠性的要求。     

轨道交通安全计算机的研究与实现

轨道交通安全计算机是负责轨道交通安全的核心设备,其安全等级必须达到SIL4。针对该特性,比较三取二结构与二乘二取二结构的特点,基于ReWorks嵌入式实时操作系统,设计并实现三取二结构的安全计算机,并对其中间件进行分析与探讨。该安全计算机已应用于某轨道交通项目,实际应用效果良好。     

FPGA单芯片四核二乘二取二的安全系统

基于嵌入式系统理论和容错系统体系结构,结合故障—安全电路的设计理念,提出了一种单芯片多软核系统的设计方法,并给出基于FPGA的二乘二取二安全系统的设计方案,详细介绍通过Actel Fusion StartKit数模混合FPGA实现的方法。     

一种改进的四余度模拟量监控算法

电传飞行控制系统是现代先进飞机的标志,余度设计是提高电传飞行控制系统安全性与任务可靠性的一种重要手段.介绍了关于监控的一些基本概念、传统的四余度监控算法,并详细给出了一种改进的四余度模拟量监控算法.该方法能更准确地判断信号是否有效,同时能减少信号进入多故障逻辑进行判断的情况.仿真试验研究表明,此改进的监控算法具有合理性...     

二乘(二取二)计算机联锁系统

对新型的二乘(二取二)计算机联锁系统的系统组成、工作原理、主要特点、应用前景进行了介绍。     

基于ARM+FPGA的嵌入式安全PLC设计

传统的PLC系统由于自身系统结构和处理器性能等问题,在执行工业控制的过程中往往在执行了一定时间后系统就会发生惯性停机,影响工业生产.提出了基于ARM+FPGA高性能双处理器的嵌入式安全PLC结构模型,可以大幅降低系统失效的概率,提高工业控制可靠性.本系统分为硬件结构和软件系统两大部分.硬件部分采用了1oo2D双通道异构冗余安全体系结构,两条通道配备有安全电路,两个处理器之间设计有安全诊断电路,通过交叉检测判断系统运行是否正常.软件部分主要包括编译系统和执行系统,编译系统将编写的PLC程序转换成机器可执行的代码也叫做目标代码,再由执行系统进行目标代码的执行.     

三模冗余中局部重构及模块同步技术研究

传统的三模冗余方法仅能容错,无法进行故障修复,当两个模块出错时系统将无法正常工作;采用局部动态可重构技术虽然可以修复故障,但修复后的模块与其他模块状态不同步,无法立即工作,需等待系统完成当前任务后重新同步,在同步前如果另有模块发生故障,系统仍将无法工作。本文对三模冗余系统中的模块同步方法进行了研究,当某一故障模块被重构修复后,可以迅速与其他模块同步,尽快加入系统工作,避免因故障积累造成的系统失效。该方法可以有效缩短冗余模块从故障修复到重新加入系统工作之间的等待时间,大大提高三模冗余的可靠性。     

具有以太网接口的变电站监控系统设计

本文介绍了具有工业以太网接口的变电站监控系统的设计与实现。提出了双CPU结构的变电站监控系统,数字信号处理器TMS320VC5402作为主CPU,用于以太网接口的控制管理,以及定时向上位计算机发送数据,同时读取下位数字信号处理器采集的数据。数字信号处理器TMS320LF2407A作为从CPU,用于键盘、显示的控制,开关量、脉冲量、电网频率、模拟量等数据的采集以及模拟量和继电器的输出控制。系统软件支持MAC,TCP/IP等协议规范,从而实现了监控系统的网络化。给出了数字信号处理器TMS320VC5402与以太网控制器RTL8019AS的硬件设计及嵌入式TCP/IP协议的汇编程序设计。