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一种磁浮列车安全型计算机系统的设计与实现
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2009-08-21
王敏
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本文以磁浮列车自动防护系统(ATP)为应用背景，对磁浮列车车载安全型计算机进行了研究。本文根据磁浮列车车载ATP 系统对安全性的要求，对双机比较这一模式展开了研究，利用单片机作为实验平台，设计并实现了满足“故障－安全”原则的安全型计算机系统，并对各种可能出现的故障现象进行了实验验证。
关 键 词：磁浮列车，自动防护系统，双机比较，安全性，“故障-安全”
随着科学技术的发展，磁浮列车作为一种新型的交通工具已经逐渐进入了我们的生活。
如何保证磁浮列车的可靠性和安全性，就成为了摆在科研工作者们面前的现实问题。磁浮列车自动防护（MATP）系统是保障列车可靠运行的重要一环，它本身必须有很高的可靠性，为避免出现ATP系统故障时引起严重后果，一般采用冗余结构来对ATP进行设计。本文就是以磁浮列车ATP系统为应用背景，设计了一套基于“故障—安全”原则的安全计算机系统。
在冗余系统中，双模冗余以其较高的可靠性以及较低的硬件成本成为首选。而双模冗余
系统中，双机比较结构是较为常用的方案。该方案在开机运行后，同步采集外部数据，并对两处理机的计算结果进行比较，若二者结果相同，则对外输出相应的控制信号，若不同就将外部系统导向安全侧，因此该系统是基于“故障—安全”原则的，具有较高的安全性，但不具有容错功能。磁悬浮列车作为一种面向大众的交通工具，安全性无疑是最重要的，因此该系统基本可以满足需要。为了提高系统可靠性，也可以结合软件设计将双机比较结构配置成基于“故障—安全”的冗余系统。
关 键 词：磁浮列车，自动防护系统，双机比较，安全性，“故障-安全”
随着科学技术的发展，磁浮列车作为一种新型的交通工具已经逐渐进入了我们的生活。
如何保证磁浮列车的可靠性和安全性，就成为了摆在科研工作者们面前的现实问题。磁浮列车自动防护（MATP）系统是保障列车可靠运行的重要一环，它本身必须有很高的可靠性，为避免出现ATP系统故障时引起严重后果，一般采用冗余结构来对ATP进行设计。本文就是以磁浮列车ATP系统为应用背景，设计了一套基于“故障—安全”原则的安全计算机系统。
在冗余系统中，双模冗余以其较高的可靠性以及较低的硬件成本成为首选。而双模冗余
系统中，双机比较结构是较为常用的方案。该方案在开机运行后，同步采集外部数据，并对两处理机的计算结果进行比较，若二者结果相同，则对外输出相应的控制信号，若不同就将外部系统导向安全侧，因此该系统是基于“故障—安全”原则的，具有较高的安全性，但不具有容错功能。磁悬浮列车作为一种面向大众的交通工具，安全性无疑是最重要的，因此该系统基本可以满足需要。为了提高系统可靠性，也可以结合软件设计将双机比较结构配置成基于“故障—安全”的冗余系统。
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