轨道交通安全计算机.pdf

【轨道交通安全计算机】 在轨道交通行业中，安全计算机扮演着至关重要的角色，它们是确保列车安全、高效运行的关键元素。轨道交通运行控制系统通常需要实时处理多任务，同时对安全性有着极高的要求。VxWorks，由美国Wind River公司开发的微核结构多任务嵌入式实时操作系统，因其强大的实时性和可靠性，广泛应用于这类控制系统。VxWorks支持中断驱动和优先级抢占式任务调度，具备丰富的任务间通信机制，如共享内存、互斥锁、信号量、消息队列、信号和管道等，这些特性使其成为实时操作系统中的佼佼者。 随着技术进步，基于通信的列车控制系统（CBTC）已成为城市轨道交通的发展趋势。CBTC通过无线通信实现列车与地面间的双向通信，以取代传统的轨道电路，提高了运行效率和精度，减少了电缆的使用，降低了成本。在中国，多个城市的轨道交通线路已采用或计划采用CBTC系统，如交大微联、卡斯科、阿尔卡特、浙大网新众合轨道、和利时等企业都在积极推进CBTC的国产化进程。 CBTC系统主要包括车载子系统、区域控制子系统、ATS/ATC子系统、数据通信子系统和联锁子系统。车载子系统负责ATP/ATO控制，区域控制子系统处理移动授权，联锁子系统执行联锁逻辑运算，这些子系统的安全计算机必须采用多模冗余容错技术，以确保系统的高可用性和安全性。三取二表决结构是一种常见的冗余设计，当三个独立的计算机单元中至少有两个同意某个决策时，该决策才被执行，以此提高系统的容错能力和安全性。 安全计算机系统的安全性、可靠性、可用性和可维护性是保障整个CBTC系统安全可靠运行的关键。随着计算机网络技术的广泛应用，轨道交通信号系统的自动化和智能化程度不断提升，但同时也带来了新的挑战。计算机系统可能面临的弊端包括硬件故障、软件错误、网络安全攻击以及依赖性问题等。因此，设计和实施有效的安全措施，如冗余设计、故障检测和恢复机制、安全认证和加密技术等，是确保轨道交通信号系统稳定运行的关键。 轨道交通安全计算机系统设计的核心在于平衡系统的复杂性、实时性、安全性与成本效益。通过采用先进的操作系统、冗余架构和安全策略，可以构建出能够应对各种潜在风险和挑战的高效控制系统，从而保障城市轨道交通的安全、高效运行，满足日益增长的运输需求。