基于“二取二”的现代有轨电车车载主机冗余设计

发布时间：2020-04-01 02:01

【摘要】：现代有轨电车已经日渐成为中、小型城市发展公共交通的首选,主要由于其相对地铁而言项目投资较少、工程建设时间较短,相对汽车而言环境污染小、运能较大等突出的优势,是当今一种新型可持续发展的交通系统。现代有轨电车在国外大中城市应用广泛,发展迅速,在我国也逐步被越来越多城市的所接纳和采用。然而,国内现代有轨电车信号系统的设备和设施的开发、研制还需要参照国外技术和标准,甚至完全进口国外设备。由于进口技术费用高昂,加之受制于国产化率的制约,自主研发现代有轨电车信号系统设备,对于促进我国轨道交通发展,加速城市化进程,对城市功能的合理布局如城市规划、交通、经济乃至社会环境等,具有重要的现实意义和战略意义。在信号系统中,车载主机是安全关键系统,一般懫用冗余计算机结构实现。首先,介绍了现代有轨电车在国内外的建设规模和运用现状,接着引出了有轨电车的信号系统在国内外的研究现状,并对现代有轨电车信号系统的技术特点和控制特点进行了分析。进一步引出了本课题研究对象——现代有轨电车车载主机研究的意义,并说明了车载主机的工作原理、功能需求及性能需求。通过对比分析国内外车载主机主要采用的“二乘二取二”和“三取二”两种结构,论证了基于“二取二”原则的现代有轨电车车载主机冗余结构的必要性和可行性。为了实现“二取二”车载主机具体功能和需要达到的技术要求,课题主要完成以下工作:第一部分完成车载主机硬件结构设计,完成了处理器、通信接口和电源模块的设计,并通过处理器的“二取二”冗余结构设计,从硬件角度实现“二取二”功能;第二部分完成车载主机软件功能设计,主要完成了“二取二”三项重要的技术难点:双机同步、数据通信和数据比较。第三部分完成车载主机安全可靠性计算,验证“二取二”车载主机具有持续可靠、稳定运行的性能。在最后,通过硬件和软件两方面进一步对“二取二”功能进行安全可靠性设计和验证,并对车载主机进行了基础功能的测试。在实验室理想条件下,该车载主机可以实现列车信号控制的基本要求,工作稳定,运行效果良好,本课题实践具有一定的工程可行性和实用价值。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U482.1

【参考文献】