VxWorks下机车监控系统的冗余及控制技术研究

论文摘要

机车运行监控记录装置是在分析我国铁路设施状况和运输实际需求的基础上，研制出的一种以保障列车运行安全为主要目的列车运行速度控制装置。该装置通过实时检测、记录列车运行过程中的各种状态信息，准确控制列车的运行，保障列车行车安全。可见机车运行监控记录装置是机车运行中一个必不可少的辅助设备。基于此目的，本文对监控装置的控制功能部分进行了研究和设计。 论文首先介绍了监控记录装置系统结构、特点及监控装置的国内外发展概况；在阐述铁路控制的一些相关理论知识之后，介绍了监控记录装置的系统平台VxWorks的基本原理及集成开发环境Tornado及VxWorks的系统开发经验；在实现机车双机冗余控制功能方面，分别从主备机冗余、采样信号、输出信号、控制模式、键盘输入信息、CAN总线通讯的冗余设计等几个部分进行设计，并重点实现CAN总线通讯的冗余设计。在机车监控系统监控功能实现部分，通过对几种控制模式的对比，系统选用连续型速度控制模式；在过程控制模块中，分别对几种不同情况进行了讨论；在语音功能控制方面增加了时速语音提示内容，更加方便司机进行操作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题意义
• 1.2 监控装置简介
• 1.3 国内外的发展现状及发展趋势
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 机车相关理论知识
• 2.1 轨道电路、列车闭塞、机车信号
• 2.2 影响列车运行的因素
• 2.3 速度监控
• 2.4 本章小结
• 第3章 嵌入式实时操作系统VxWorks
• 3.1 VxWorks系统概述
• 3.2 VxWorks系统的基本原理
• 3.2.1 任务管理
• 3.2.2 存储器管理
• 3.2.3 任务间通信与同步
• 3.2.4 中断处理和定时机制
• 3.3 VxWorks系统开发经验
• 3.4 集成开发环境Tornado
• 3.5 本章小结
• 第4章 机车监控装置的双机冗余设计
• 4.1 双机冗余的基本概念
• 4.2 双机冗余软件设计目的及设计原则
• 4.2.1 双机冗余软件设计的目的
• 4.2.2 双机冗余软件设计的原则
• 4.3 双机冗余软件设计的实现
• 4.3.1 监控记录模块的冗余设计
• 4.3.2 主备冗余设计的具体实施
• 4.3.3 CAN总线通信的冗余设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 机车监控装置控制功能的研究与设计
• 5.1 监控主机软件的模块划分及功能
• 5.2 监控系统各功能模块的实现
• 5.2.1 机车超速防护功能-速度的判别与处理
• 5.2.2 制动模式曲线的实现
• 5.2.3 机车色灯信号状态控制方面
• 5.2.4 语音功能控制方面
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢