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列车运行安全信息管理的研究与开发

作　者: 谢东凯
导　师: 黄文君；金建祥
学　校: 浙江大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 列车运行信息管理冗余通信在线更新 LKJ 可靠性 Wince操作系统
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 122次
引　用: 2次
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内容摘要

列车运行监控装置(LKJ)是我国列车运行控制系统的重要组成部分,也是目前使用数量最多的设备,但是现有的装置在列车运行信息监控和管理方面略显不足。针对现有问题,本文从列车运行安全角度出发设计和实现了列车运行信息的监控和管理平台。具体设计了可靠的通信网络用于传输列车运行信息;设计了人机接口装置用于综合管理以上信息;同时设计了重要车载数据的存储、更新和管理方法。通过以上方法可提高列车运行信息管理的可靠性和效率。根据以上设计,本文实现了一种基于双冗余CAN总线的通信网络。网络正常工作时,重要报文冗余传输,次要报文在两条网络上非冗余分散传输;网络故障时,则转入单CAN总线通信模式。节点利用冗余序号筛选网络上的冗余报文,以提高冗余网络的响应能力。根据列车运行信息的通信需求,设计了数据传输机制,以提高通信效率。通信网络为列车运行信息的集中管理提供了条件。本文实现了基于ARM9+Wince6.0的人机接口设备以综合管理列车运行信息。利用它可以实时维护列车及其相关设备的状态信息,在线更新车载数据,向监控装置发送实时控制指令,以此提高列车运行信息管理的效率。为提高车载数据维护的效率和可靠性,降低维护成本,本文利用NOR FLASH电可擦的特性实现了地面基础数据库的冗余存储和在线更新以及列车运行记录数据的可靠存储管理。最后本文对以上设计和实现进行了测试和验证。结果表明本设计具有较强可靠性,并能有效提高列车信息监控和管理的效率。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-11
1 绪论  11-19
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 课题研究现状  12-16
    1.2.1 国外列车运行控制系统发展现状  13-14
    1.2.2 国内列车运行控制系统发展状况  14-16
  1.3 课题研究内容  16-17
  1.4 论文内容安排  17-19
2 列车运行安全信息管理的分析  19-27
  2.1 列车运行监控装置的设计方案介绍  19-25
    2.1.1 装置总体结构  19-20
    2.1.2 装置网络结构  20-21
    2.1.3 装置功能  21-25
  2.2 列车运行信息监控和管理的分析与设计  25-26
    2.2.1 列车运行信息的研究  25-26
    2.2.2 信息监控和管理的总体设计  26
  2.3 本章小结  26-27
3 列车通信网络的研究与设计  27-39
  3.1 CAN总线介绍  27-28
  3.2 双冗余CAN总线的设计  28-31
    3.2.1 冗余通信方案  28-29
    3.2.2 总线状态映射表  29
    3.2.3 冗余报文处理  29-30
    3.2.4 报文格式设计  30-31
  3.3 网络通信协议设计  31-38
    3.3.1 外部CAN总线协议设计  31-37
    3.3.2 内部CAN总线协议设计  37-38
  3.4 本章小结  38-39
4 人机接口设备的研究与开发  39-65
  4.1 人机接口设备硬件设计与开发  39-43
  4.2 人机接口设备内核设计与开发  43-47
    4.2.1 CAN驱动设计  44-46
    4.2.2 Wince6.0内核裁剪  46-47
  4.3 人机接口设备软件设计与开发  47-64
    4.3.1 人机接口设备软件总体设计  47-48
    4.3.2 数据缓存模块设计和实现  48-52
    4.3.3 人机界面模块设计实现  52-59
    4.3.4 地面基础数据处理模块的设计  59-61
    4.3.5 通信处理模块设计与实现  61-64
  4.4 本章小结  64-65
5 车载信息管理的研究与开发  65-75
  5.1 地面基础数据库管理的设计与实现  65-71
    5.1.1 地面基础数据库结构设计  65-67
    5.1.2 地面基础数据库在线更新设计  67-71
  5.2 列车运行记录数据管理的设计  71-74
    5.2.1 数据存储设计  71-73
    5.2.2 数据同步记录设计  73-74
  5.3 本章小结  74-75
6 测试与验证  75-83
  6.1 主要图形用户界面  75-77
  6.2 网络性能测试  77
  6.3 信息管理平台实时性和可靠性测试  77-81
    6.3.1 实时性测试  77-79
    6.3.2 可靠性测试  79-81
  6.4 地面基础数据在线更新测试  81-83
7 总结和展望  83-85
参考文献  85-89
作者简历及在学期间所取得的科研成果  89

列车运行安全信息管理的研究与开发

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