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CTCS1级列控车载自动防护系统的研究与设计
| 论文题名： | CTCS1级列控车载自动防护系统的研究与设计 |
| 关键词： | 列车运行控制;自动防护系统;安全完整性;并行结构;制动曲线;车载ATP系统;马尔可夫模型 |
| 摘要： | 近几年我国铁路交通发展势头迅猛，列车行驶的安全问题也逐渐引起了社会的高度关注。列车车载自动防护系统(ATP)核心功能是对列车进行安全防护，最大程度地为列车的行车安全提供保障。目前我国列车上使用的车载ATP系统绝大部分是国外的产品，国内一些公司的产品仍处在试验阶段，还没有满足安全完整性水平SIL4级要求并通过相关机构安全认证的应用于CTCS1级列控系统的车载ATP系统。本文针对CTCS1级列控车载ATP系统(ClATP)分别从硬件结构和软件算法方面进行研究与设计，开发出了由劳氏认证机构评定的达到安全完整性水平SIL4级的CTCS1级列控车载ATP系统。本文的主要工作有: (1)在国内CTCS1级列控系统的结构分析基础上，针对Cl ATP系统提出了模块化的整体设计方案，并对ClATP系统的安全需求进行了分析。 (2) ClATP系统的硬件结构设计。提出了新型四重化并行表决结构，对其建立马尔可夫模型并进行仿真对比，论证了该结构具有较高的可靠度和安全度，并将这种结构应用于系统的安全控制器单元硬件开发。对系统硬件进行了整体结构设计，分析了硬件单元实现的功能，通过可靠性框图对系统进行了可靠性分配，采用二取二的设计方式提高了系统IO单元的可靠性。 (3) ClATP系统的软件设计。对系统的关键功能模块——制动曲线模块和速度控制模块以及表决模块进行了软件开发，对制动过程的数学模型进行了研究，设计了基于模型的算法流程，通过当前速度与计算限速值的比较对列车进行监督和控制，实现了列车的速度控制与安全防护。 (4) ClATP系统的测试验证。通过对Cl ATP系统冗余安全性、实时性以及速度防护等重要功能的测试，表明本课题研究设计的CTCS1级列控车载ATP系统能够完成列车的自动防护工作，有效地保障列车驾驶的行车安全。 |
| 作者： | 张楠 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 黄文君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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