atp在高速鐵路中的運(yùn)用

PAGE目錄TOC\o"1-3"\h\u11652摘要 I1219Abstract II15668第一章引言 129189第二章高鐵自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）的工作原理 2120532.1ATP系統(tǒng)概述 2172952.2ATP系統(tǒng)工作原理 2185782.2.1軌旁設(shè)備的工作原理 3168722.2.2車載設(shè)備工作原理 435122.2.3數(shù)據(jù)通信的工作原理 4204832.3ATP系統(tǒng)的主要功能 4287682.3.1高鐵定位 441592.3.2速度和距離測(cè)量 5188622.3.3ATP監(jiān)督功能 5159772.3.4超速防護(hù) 5308642.3.5停車點(diǎn)防護(hù) 620165第三章ATP系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用設(shè)計(jì) 754033.1ATP硬件冗余結(jié)構(gòu) 788083.2二乘三取二冗余結(jié)構(gòu) 8266243.3利用馬爾科夫狀態(tài)圖法建立系統(tǒng)狀態(tài)圖 8254563.4利用狀態(tài)變量分析法求系統(tǒng)可靠度和安全度 1036883.5表決電路的冗余 12286303.6ATP軟件冗余結(jié)構(gòu) 12138203.6.1N-編程技術(shù) 13122673.6.2恢復(fù)塊技術(shù) 13312063.7系統(tǒng)分析及假設(shè) 14240133.8系統(tǒng)硬件配置 16289333.9系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 1711591結(jié)語(yǔ) 2016052致謝 211參考文獻(xiàn) 2117104附錄 23西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEII摘要在最近幾年的發(fā)展中，中國(guó)的鐵路建設(shè)和高鐵建設(shè)上，都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。人們對(duì)于出行的質(zhì)量和速度要求越來(lái)越高，列車運(yùn)行的高速度和低運(yùn)行間隔的形式下，鐵路總公司開(kāi)始了對(duì)于相關(guān)牽頭的研究和設(shè)計(jì)。通過(guò)歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的研究，同時(shí)也結(jié)合中國(guó)當(dāng)下的真實(shí)情況，進(jìn)行中國(guó)鐵路的控制系統(tǒng)的制定。通過(guò)研究能夠看出，很多設(shè)備的制造廠商在生產(chǎn)的時(shí)候，都會(huì)嚴(yán)格的根據(jù)國(guó)產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。在這種情況下，列車的控制系統(tǒng)本身都是較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，都能夠穩(wěn)定可靠的進(jìn)行工作。系統(tǒng)的穩(wěn)定就能夠更為可靠的使得整體的安全性提升很多，在進(jìn)行相關(guān)的維修上，也會(huì)更加容易。所以，在高鐵中，ATP系統(tǒng)的研究非常重要。高鐵ATP通常是列車在進(jìn)行控制的時(shí)候，輔助的子系統(tǒng)模式。這種系統(tǒng)通常能夠進(jìn)行整體控制系統(tǒng)的安全性的保證。同時(shí)，對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)的可靠性的研究多好是通過(guò)利時(shí)系統(tǒng)工程有限公司的邸麗清工程師的觀點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。但是在現(xiàn)在de很多研究方法中，運(yùn)用這樣的形式進(jìn)行研究，還是存在一定問(wèn)題的。在這篇文章的研究中，運(yùn)用的是西安地鐵2號(hào)線來(lái)進(jìn)行研究的。整體的研究也是在無(wú)線移動(dòng)閉塞高鐵自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)是進(jìn)行研究的。同時(shí)對(duì)于軌旁、車載設(shè)備和一些系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行分析。在研究的基礎(chǔ)上也能夠很好的做到對(duì)于高鐵安全問(wèn)題的考慮。ATP是一種高鐵控制系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)，因此，在進(jìn)行高鐵安全的考慮上至關(guān)重要。關(guān)鍵詞：高鐵自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)；高速鐵路；應(yīng)用AbstractInrecentyears,withtheincreasingspeedofrailwayreformandtheconstructionofhigh-speedrailway,inordertomeetthehighspeedandlowrunningintervaloftrainoperationrequirements,therailwaycompanyledbytherelevantrailwayresearchanddesign,universitiesandotherunits,accordingtotheETCS（EuropeanTrainControlSystem,theEuropeantraincontrolsystem）standardaccordingtotheactualsituationofmeinChina,developedasuitablefortheactualsituationofChinaRailwayCTCS（ChineseTrainControlSystem,Chinesetraincontrolsystem）standard.Onthebasisoftheabovestandards,therelatedequipmentmanufacturershavedevelopedthelocalizationofChinesetraincontrolsystemequipment.Chinatraincontrolsystemisasafetycriticalsystem,anditssafeandreliableoperationisofgreatsignificancetoensurethesafetyofrailwaytransportation.Researchonthereliabilityofthetraincontrolsystemishelpfultoguidethedesignandmaintenanceofthetraincontrolsystem,layingthefoundationforthefurtherimprovementofthesystemandtheestablishmentofmaintenancestrategy.HighspeedrailwayATPsystemisasubsystemofthetraincontrolsystem,thereliabilityanalysisofhigh-speedrailwayATPsystemisveryimportanttothereliabilityoftheentiretraincontrolsystem.Researchonreliabilityofhigh-speedrailwayATPsystem,HollysysCo.，LiqingDiengineersproposedamethodcombiningthereliabilityblockdiagramandMarkovprocess.However,theabovemethodisusedtoanalyzethereliabilityofATPsysteminhighspeedrailway.ThispaperismainlyinXi'anMetroLine2onthewirelessmobilehigh-speedautomaticdoorbasedonocclusion（ATP）subsystem,vehicletracksidemainequipmentsystemstructure,mainfunction,systemfunction,workingprincipleanddesignschemeofdatacommunicationnetworktechnology,forthecityrailtransportationchannelhigh-speedrailautomaticprotectionsystemthatisaATPpartoftheautomaticcontrolsystemofhighiron,itsroleistoensurethatthehighironfastrunningsafety.Keywords:highspeedrailwayautomaticprotectionsystem;highspeedrailway;application西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3頁(yè)第一章引言在現(xiàn)在，中國(guó)的很多城市的軌道交通在建設(shè)的時(shí)候就會(huì)自然的運(yùn)用固定閉塞、準(zhǔn)移動(dòng)閉塞、移動(dòng)閉塞等三種形式，但是高鐵的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，進(jìn)行自我防護(hù)的形式還有很多不同。在西安的地鐵二號(hào)線上，運(yùn)用的就是ATP的子系統(tǒng)模式。同時(shí)在現(xiàn)在的較為先進(jìn)的無(wú)線移動(dòng)設(shè)備中，閉塞制式是最能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)完整合理交換的主要形式。高鐵的移動(dòng)過(guò)程的一般都需要進(jìn)行移動(dòng)的授權(quán)，才能夠?qū)崿F(xiàn)在超速時(shí)候的保護(hù)，同時(shí)還能夠使得高鐵可以在非常小的間隔中運(yùn)動(dòng)。通過(guò)有一些地面設(shè)備或者車載的設(shè)備就能夠完成這些要求。一般情況下，高鐵在進(jìn)行工作的時(shí)候，多是運(yùn)用了地面的接收設(shè)備來(lái)工作，從而使得高鐵能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。所有的高鐵之間想要能夠?qū)崿F(xiàn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，就要能夠保持一定的安全距離。Z在一些連鎖車站中，ATP系統(tǒng)僅僅存在一個(gè)進(jìn)路是合理的。這個(gè)系統(tǒng)還可以進(jìn)行車門和站臺(tái)封閉問(wèn)題的研究。通常ATP的工作模式多是把信息進(jìn)行傳遞，從車上到地面和從地面到車上。運(yùn)用這樣的方式能夠更好的實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)流動(dòng)，從而做到更好的平穩(wěn)運(yùn)行。中國(guó)的技術(shù)發(fā)展日新月異，高鐵的整體速度也提升了很多。僅僅依靠地面的信號(hào)來(lái)進(jìn)行安全的維護(hù)已經(jīng)不能夠滿足安全性能的需求。因此，對(duì)于現(xiàn)代化的高鐵來(lái)說(shuō)，能夠?qū)崿F(xiàn)行車的安全就必須要能夠使得車載信號(hào)得到有效的利用。從另一種角度來(lái)看，高鐵的自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)本身就是一類速度控制的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能夠很好的做到對(duì)于線路信息的補(bǔ)充。因此，高鐵的自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)對(duì)于速度和安全來(lái)說(shuō)非常重要。除了這些，系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式就是通過(guò)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ATP系統(tǒng)是為了能夠很好的實(shí)現(xiàn)高鐵在全部的區(qū)間中進(jìn)行車輛速度和線路的設(shè)定。對(duì)于一些叉路口中還能夠?qū)崿F(xiàn)限速的問(wèn)題。第二章高鐵自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）的工作原理2.1ATP系統(tǒng)概述ATP是自動(dòng)高鐵控制（ATC）系統(tǒng)的子系統(tǒng)，針對(duì)碰撞、超速以及通過(guò)高鐵檢測(cè)、高鐵間隔和聯(lián)鎖的其他危害條件，進(jìn)行故障-安全防護(hù).IEEE1474標(biāo)準(zhǔn)將ATP系統(tǒng)分為車載ATP系統(tǒng)和軌旁ATP系統(tǒng)。車載ATP系統(tǒng)，通?；诙硕《蛉《軜?gòu)安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，在平臺(tái)軟件的支持下，主要實(shí)現(xiàn)包括測(cè)量高鐵速度、高鐵定位、目標(biāo)點(diǎn)確定、ATP速度曲線計(jì)算、模式管理等功能外，還包括主備同步與切換、自檢、版本校驗(yàn)、日志記錄等。軌旁ATP系統(tǒng)，通?；诙硕《踩?jì)算機(jī)平臺(tái)，在平臺(tái)軟件的支持下，主要實(shí)現(xiàn)包括高鐵位置跟蹤、移動(dòng)授權(quán)管理、軌道線路管理、聯(lián)鎖支持等功能外，也同樣包括主備同步與切換、自檢、版本校驗(yàn)、日志記錄等。2.2ATP系統(tǒng)工作原理圖2.1ATP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖ATP本身對(duì)于高鐵來(lái)說(shuō)是一個(gè)極為重要的高特自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)最為重要的作用就是在于能夠進(jìn)行及時(shí)的自身防護(hù)，同時(shí)還能夠使得高鐵可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行。高鐵在進(jìn)行工作的時(shí)候，通常對(duì)于設(shè)備的要求是較高的，因此這種系統(tǒng)的安全問(wèn)題，也就是最不可忽視的問(wèn)題。所以，對(duì)于高鐵來(lái)說(shuō)，能夠進(jìn)行防護(hù)系統(tǒng)的研究非常重要。自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的原理和功能能夠完善，一般存在下面的幾種形式：首先要能夠保證停車的時(shí)候是非常安全的。列車在運(yùn)行的時(shí)候，也不能夠出現(xiàn)超速的問(wèn)題。當(dāng)高鐵在超過(guò)速度的時(shí)候，要能夠保證不會(huì)超過(guò)過(guò)于危險(xiǎn)的速度。在超過(guò)這個(gè)速度的時(shí)候，也要能夠及時(shí)的采取制動(dòng)的方式。ATP系統(tǒng)在速度上一般都非常特定，當(dāng)線路很自由的時(shí)候，能夠通過(guò)的最大速度通常是由高鐵的物理性質(zhì)決定的。高鐵的速度限制或者臨時(shí)的速度問(wèn)題，都會(huì)使得速度出現(xiàn)變化。在ATP系統(tǒng)中通過(guò)高鐵相應(yīng)的狀態(tài)和線路條件，都會(huì)有一定的緊急制動(dòng)方式。因此，高鐵在工作的時(shí)候，盡可能的不會(huì)出現(xiàn)超出目標(biāo)的速度才能夠穩(wěn)定運(yùn)行。把全部的速度問(wèn)題限制成為曲線的形式，就能夠形成相應(yīng)的速度距離模式曲線。假設(shè)說(shuō)高鐵在輸出上的指令是有問(wèn)題的，也就是超過(guò)了能夠被允許的最大速度，ATP車載速度就能夠在某種程度上進(jìn)行報(bào)警提示。如果速度超過(guò)一定數(shù)值，輸出就會(huì)變成最大常用制動(dòng)的形式。這兩種情況下，列車都能夠在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到降速的目的，假設(shè)說(shuō)沒(méi)能夠在指定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到相應(yīng)的速度，那么就要進(jìn)行緊急的制動(dòng)形式。通常高鐵防護(hù)系統(tǒng)的速度在出現(xiàn)變化的時(shí)候，全部的命令都會(huì)通過(guò)車載ATP設(shè)備和ATP速度命令接收器進(jìn)行調(diào)節(jié)。而車載ATP設(shè)備一般是運(yùn)用阻抗變壓器的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)速度命令輸入軌道的確定。進(jìn)一步運(yùn)用速度命令的模式實(shí)施信號(hào)的研究。研究最為重要的目的就是在于能夠使得依據(jù)命令問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的減速。ATP速度命令接收器在工作的時(shí)候，工作的方式主要是首先把信號(hào)和命令放在感應(yīng)線圈中，進(jìn)一步運(yùn)用車載接收單位的方式把信號(hào)過(guò)濾轉(zhuǎn)變成為限速信息。然后通過(guò)繼電器的方式把信號(hào)再次放在帶通濾波器上。系統(tǒng)處理器一般會(huì)把信號(hào)實(shí)施處理，從而使得實(shí)際速度得到確認(rèn)。CPU和控制器多能夠通過(guò)接收信號(hào)的形式把信號(hào)實(shí)施重新比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)超速問(wèn)題的時(shí)候，就會(huì)使得車載ATC進(jìn)行減速控制。2.2.1軌旁設(shè)備的工作原理在全部的監(jiān)控器里，一般都要實(shí)現(xiàn)指令形式的得到和處理。在了解了所有的障礙物位置之后，就能夠?qū)⒆詣?dòng)授權(quán)的問(wèn)題有更深入的了解。在這種情況下還能夠?qū)崿F(xiàn)指令的更新問(wèn)題。整個(gè)工作最后的階段，通常要采取移動(dòng)閉塞的模式來(lái)使得高鐵在可以工作的最小空間里運(yùn)行。（1）ZC和MicrolokII的工作原理。ZC的主要功能是可以實(shí)現(xiàn)微處理器的安全控制器。這種形式在工作的時(shí)候，一般能夠運(yùn)用DCS和很多接口實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的聯(lián)系。所有的每個(gè)ZC接收臨時(shí)限速指令和該控制區(qū)內(nèi)高鐵發(fā)出的位置信息，根據(jù)所有已知障礙物的位置和預(yù)計(jì)的交通荷載確定其區(qū)域內(nèi)所有高鐵的移動(dòng)授權(quán)，并持續(xù)更新和傳輸移動(dòng)權(quán)限指令，通過(guò)移動(dòng)閉塞確保高鐵以最小的運(yùn)行間隔安全運(yùn)行。同時(shí)ZC也回應(yīng)相鄰ZC的移動(dòng)授權(quán)申請(qǐng)。（2）高鐵自動(dòng)監(jiān)控（ATS）。采用冗余結(jié)構(gòu)傳輸命令，在ATP子系統(tǒng)的支持下完成對(duì)全線高鐵運(yùn)行的自動(dòng)管理和監(jiān)控。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元（DSU）和臨時(shí)限速數(shù)據(jù)庫(kù)管理。DSU保存所有維護(hù)記錄和高鐵運(yùn)行線路的軌道數(shù)據(jù)。軌道數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)離線數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建，包括：土建限速信息、身份識(shí)別號(hào)碼、軌道應(yīng)答器位置、轉(zhuǎn)轍機(jī)位置、折返位置、其他障礙物的位置等相關(guān)線路信息。每個(gè)CC和ZC都使用軌道數(shù)據(jù)庫(kù)，定期與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器聯(lián)系，獲取當(dāng)前正在使用的數(shù)據(jù)庫(kù)版本號(hào)。如果CC或ZC需要更新數(shù)據(jù)則向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將通過(guò)發(fā)送一系列所需的軌道數(shù)據(jù)信息來(lái)回應(yīng)。2.2.2車載設(shè)備工作原理車載控制器是在微處理器上的基礎(chǔ)上建立的，里面會(huì)存儲(chǔ)與高鐵運(yùn)行有關(guān)的軌道線路數(shù)據(jù)，它是通過(guò)與每個(gè)子系統(tǒng)的端口連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)高鐵定位、允許速度執(zhí)行、控制模式的管理移動(dòng)授權(quán)這些命令。TP車載設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)以下功能：超速防護(hù)，列控車載設(shè)備監(jiān)控高鐵在允許速度下運(yùn)行，監(jiān)控的速度包括動(dòng)車組構(gòu)造速度、最大允許速度、進(jìn)路允許速度、臨時(shí)限速等；測(cè)速測(cè)距功能；應(yīng)答器信息接收與處理；級(jí)間切換，列控車載設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)C3級(jí)和C2級(jí)之間的切換，實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)行；防溜功能，列控車載設(shè)備在高鐵停車的狀態(tài)下，會(huì)對(duì)高鐵的不恰當(dāng)移動(dòng)進(jìn)行防護(hù)；控車及提示信息顯示功能；數(shù)據(jù)記錄功能。2.2.3數(shù)據(jù)通信的工作原理軌旁骨干網(wǎng)絡(luò)是由骨干交換機(jī)構(gòu)成，兩個(gè)單獨(dú)的單模光纜會(huì)交互連接，骨干網(wǎng)采的彈性分組數(shù)據(jù)環(huán)技術(shù)將接入交換機(jī)連接起來(lái)，具有智能化、經(jīng)濟(jì)性、高效率和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。2.3ATP系統(tǒng)的主要功能ATP子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)“超速防護(hù)”，起保障安全的作用。高鐵自動(dòng)防護(hù)（ATP）子系統(tǒng)，即高鐵運(yùn)行超速防護(hù)或高鐵運(yùn)行速度監(jiān)督，是保證行車安全、防止高鐵進(jìn)入前方高鐵占用區(qū)段和防止超速運(yùn)行的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高鐵運(yùn)行安全間隔防護(hù)和超速防護(hù)。通過(guò)ATP子系統(tǒng)檢測(cè)高鐵位置并向高鐵傳送ATP信息（目標(biāo)速度信息或目標(biāo)距離信息），高鐵收到ATP信息，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)速度控制，確保高鐵在目標(biāo)距離內(nèi)不超過(guò)目標(biāo)速度的前提下安全運(yùn)行。2.3.1高鐵定位定位的任務(wù)就是確定高鐵在路網(wǎng)中的地理位置。通常，ATP系統(tǒng)都是利用查詢應(yīng)答器及測(cè)速電機(jī)和雷達(dá)完成高鐵定位的。安裝在線路上某些位置的應(yīng)答器用于高鐵物理位置的檢測(cè)，每個(gè)應(yīng)答器發(fā)送一個(gè)包括識(shí)別編號(hào)（ID）的應(yīng)答器報(bào)文，由高鐵接收。在ATP車載計(jì)算機(jī)單元的線路數(shù)據(jù)庫(kù)里存有應(yīng)答器的位置，這樣高鐵就知道它在線路上的確切位置。由測(cè)速電機(jī)和雷達(dá)執(zhí)行高鐵位移測(cè)量。高鐵定位的誤差來(lái)自應(yīng)答器檢測(cè)精度、應(yīng)答器安裝精度和位移測(cè)量精度。

2.3.2速度和距離測(cè)量高鐵實(shí)際運(yùn)行速度是施行速度控制的依據(jù)，速度測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響到速度控制效果。高鐵位置直接關(guān)系到高鐵運(yùn)行的安全，通過(guò)確定高鐵的實(shí)際位置，才能保證高鐵之間的運(yùn)間隔，以及能夠在抵達(dá)障礙物或限制區(qū)之前停下或減速。高鐵間隔控制是一種既能保證行安全，又能提高運(yùn)行效率的信號(hào)概念。移動(dòng)閉塞與劃分閉塞分區(qū)、設(shè)立防護(hù)信號(hào)機(jī)的固定閉塞不同，移動(dòng)閉塞的閉塞長(zhǎng)度和位置不固定，是隨前行車的位置、后續(xù)高鐵的實(shí)際速度及線路參數(shù)（如坡度）不斷改變。ATP子系統(tǒng)能將移動(dòng)授權(quán)限定在前方高鐵尾部后面的安全距離外方停車點(diǎn)，保證高鐵之間的最小安全間隔。無(wú)線數(shù)據(jù)通信是移動(dòng)閉塞實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。高鐵通過(guò)可靠的無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，不間斷地將其標(biāo)識(shí)、位置、車次、高鐵長(zhǎng)度、實(shí)際速度、制動(dòng)潛能和運(yùn)行狀況等信息以無(wú)線傳輸方式發(fā)送給軌旁區(qū)域控制器（ZC），ZC根據(jù)來(lái)自高鐵的信息計(jì)算、確定高鐵的安全行車間隔，并將相關(guān)信息通過(guò)無(wú)線傳輸方式傳遞給高鐵，控制高鐵運(yùn)行。2.3.3ATP監(jiān)督功能ATP監(jiān)督負(fù)責(zé)保證高鐵運(yùn)行的安全。各監(jiān)督功能管理高鐵安全的一個(gè)方面，并在它自己的權(quán)限內(nèi)產(chǎn)生緊急制動(dòng)；所有的監(jiān)督功能，在信號(hào)系統(tǒng)范圍內(nèi)提供了最大可能的高鐵防護(hù)。各種監(jiān)督功能之間的操作是獨(dú)立的，且同時(shí)進(jìn)行。ATP監(jiān)督包括速度監(jiān)督、方向監(jiān)督、車門監(jiān)督、緊急制動(dòng)監(jiān)督、后退監(jiān)督、報(bào)文監(jiān)督、設(shè)備監(jiān)督等。2.3.4超速防護(hù)城市軌道交通中的速度限制分為兩種：一種是固定速度限制，如區(qū)間最大允許速度、高鐵最大允許速度；另一種是臨時(shí)性的速度限制，例如線路在維修時(shí)臨時(shí)設(shè)置的速度限制。固定限速是在設(shè)計(jì)階段設(shè)置的，ATP車載設(shè)備中都儲(chǔ)存著整條線路上的固定限速區(qū)息。ATP子系統(tǒng)根據(jù)固定限速，如區(qū)間最大允許速度（取決于線路參數(shù)）、高鐵最大允許速度（取決于高鐵的物理特性）和臨時(shí)限速，如線路在維修時(shí)設(shè)置的臨時(shí)速度，計(jì)算常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)模式曲線，常用制動(dòng)略低于緊急制度曲線3～5

km/h。當(dāng)高鐵的實(shí)速超越最大允許速度時(shí)，ATP車載設(shè)備立即發(fā)出報(bào)警提示。2.3.5停車點(diǎn)防護(hù)停車點(diǎn)有時(shí)就是危險(xiǎn)點(diǎn)，危險(xiǎn)點(diǎn)在任何情況下都是不能越過(guò)的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)情況。例如站內(nèi)有車時(shí)，車站的起點(diǎn)即是必須停車點(diǎn)，在停車點(diǎn)的前方通常還設(shè)置一段防護(hù)段，ATP系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算得出的緊急制動(dòng)曲線即以該防護(hù)區(qū)段入口點(diǎn)為基礎(chǔ)，保證高鐵不超越入口點(diǎn)。有時(shí)也可在入口點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)高鐵滑行速度值（如5km/h），一旦需要，高鐵可在此基礎(chǔ)上加速，或者停在危險(xiǎn)點(diǎn)前方。第三章ATP系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用設(shè)計(jì)3.1ATP硬件冗余結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的ATP硬件冗余結(jié)構(gòu)有雙機(jī)熱備、三取二、二乘二取二、二乘三取二。雙機(jī)熱備、三取二、二乘二取二的結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，二乘三取二的結(jié)構(gòu)如附錄圖3.2所示。圖3.1雙機(jī)熱備、三取二、二乘二取二的結(jié)構(gòu)圖雙機(jī)熱備是兩個(gè)模塊同時(shí)工作，互為備用，如果通過(guò)故障檢測(cè)發(fā)現(xiàn)模塊發(fā)生故障，通過(guò)切換裝置，切換到備用模塊工作。三取二結(jié)構(gòu)構(gòu)成的系統(tǒng)是三個(gè)模塊同時(shí)工作，三個(gè)模塊互為校核，通過(guò)表決電路，只要有兩個(gè)模塊工作正常，系統(tǒng)就能正常工作，具有故障屏蔽功能，能屏蔽掉一個(gè)故障模塊。二乘二取二結(jié)構(gòu)構(gòu)成的系統(tǒng)采用雙模冗余結(jié)構(gòu)，是一個(gè)比較系統(tǒng)，內(nèi)層是兩個(gè)互為校核的模塊，組成一系，只有兩個(gè)模塊都正常工作，輸出才能正常，相當(dāng)于邏輯“與”的關(guān)系，外層相同的兩系構(gòu)成互備結(jié)構(gòu)，與雙擊熱備功能相同，由此可知二乘二取二結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)是互為校核與互為備用的組合。二乘三取二結(jié)構(gòu)構(gòu)成的系統(tǒng)同樣采用雙重結(jié)構(gòu)，內(nèi)層是一個(gè)三取二結(jié)構(gòu)，具有表決輸出和故障屏蔽的功能，外層兩系構(gòu)成互為備用結(jié)構(gòu)，由此可知，二乘三取二結(jié)構(gòu)構(gòu)成的系統(tǒng)是互為校核互為備用且具有故障屏蔽功能的結(jié)構(gòu)。圖3.2二乘三取二結(jié)構(gòu)圖3.2二乘三取二冗余結(jié)構(gòu)在二乘三取二冗余結(jié)構(gòu)工作過(guò)程中，當(dāng)某一模塊出現(xiàn)了故障，它可以被掩蓋過(guò)去，但系統(tǒng)失去了容錯(cuò)能力，如果不及時(shí)修復(fù)，那再有一個(gè)模塊出現(xiàn)故障，三個(gè)輸出就完全不一致了，導(dǎo)致系統(tǒng)只能通過(guò)切換到備用機(jī)繼續(xù)工作。為了最大程度上避免故障屏蔽飽和，不輕易動(dòng)用故障切換技術(shù)，必須技術(shù)檢測(cè)出故障并維修，這樣才能提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。3.3利用馬爾科夫狀態(tài)圖法建立系統(tǒng)狀態(tài)圖近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在容錯(cuò)計(jì)算機(jī)可靠性和安全性性能評(píng)估方面的研究較為活躍，目前已有很多成熟的理論和方法，如馬爾科夫狀態(tài)圖法，蒙特卡洛圖法等，可對(duì)一些較為復(fù)雜的系統(tǒng)作可靠性和安全性分析和評(píng)估。使用馬爾科夫分析系統(tǒng)的可靠性和安全性前作如下假設(shè)：1.六個(gè)模塊完全相同，且連續(xù)工作時(shí)間和故障修復(fù)時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布；2.輸出選擇器和比較器完全可靠；3.在任一時(shí)刻，不會(huì)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的處理模塊同時(shí)出現(xiàn)故障；4.開(kāi)始時(shí)，四個(gè)處理模塊均正常。由假設(shè)1可知，若某模塊在時(shí)刻t正常工作，則在發(fā)生故障的概率為（3-1）其中λ為故障率，即單位時(shí)間如1h內(nèi)出現(xiàn)的故障數(shù)。對(duì)于很小Δt,該式可簡(jiǎn)化為（3-2）考慮到故障檢測(cè)檢測(cè)率率c,則模塊出現(xiàn)故障且被檢測(cè)到的概率為cλΔt，不能被檢測(cè)到的概率為同樣若某模塊在時(shí)刻t出現(xiàn)故障，則在時(shí)被修復(fù)的概率為（3-3）其中μ為修復(fù)率，即單位時(shí)間如1h內(nèi)修復(fù)的故障數(shù)?；谝陨霞僭O(shè)，在考慮只有一組維修工的情況下，系統(tǒng)馬爾柯夫模型狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如附錄圖3-5所示。圖3.3二乘三取二馬爾科夫狀態(tài)圖狀態(tài)0：六個(gè)模塊均正常工作；狀態(tài)1：只有一個(gè)模塊出現(xiàn)可測(cè)故障；狀態(tài)2：只有一個(gè)模塊出現(xiàn)不可測(cè)故障；狀態(tài)3：一個(gè)子系統(tǒng)有兩個(gè)可測(cè)故障，比較輸出不一致，系統(tǒng)停止工作；狀態(tài)4：一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)可測(cè)故障，另一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)不可測(cè)故障；狀態(tài)5：每個(gè)子系統(tǒng)都有一個(gè)可測(cè)故障；狀態(tài)6：一個(gè)子系統(tǒng)有兩個(gè)可測(cè)故障，另一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)可測(cè)故障，比較輸出不一致，系統(tǒng)停止工作；狀態(tài)7：一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)可測(cè)故障和一個(gè)不可測(cè)故障，另一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)可測(cè)故障，比較輸出不一致，系統(tǒng)停止工作；狀態(tài)8：每個(gè)子系統(tǒng)都有一個(gè)不可測(cè)故障；狀態(tài)9：一個(gè)子系統(tǒng)有兩個(gè)可測(cè)故障，另一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)不可測(cè)故障，比較輸出不一致，系統(tǒng)停止工作；狀態(tài)10：一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)可測(cè)故障和一個(gè)不可測(cè)故障，另一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)不可測(cè)故障，比較輸出不一致，系統(tǒng)停止工作；狀態(tài)11：一個(gè)子系統(tǒng)有兩個(gè)不可測(cè)故障，比較輸出不一致，系統(tǒng)停止工作；狀態(tài)12：一個(gè)子系統(tǒng)有兩個(gè)不可測(cè)故障，另一個(gè)子系統(tǒng)有一個(gè)不可測(cè)故障，通過(guò)比較電路兩個(gè)子系統(tǒng)輸出不一致，系統(tǒng)停止工作。3.4利用狀態(tài)變量分析法求系統(tǒng)可靠度和安全度狀態(tài)轉(zhuǎn)移公式為（3-4）其中A為特征矩陣。根據(jù)馬爾科夫狀態(tài)圖可以得到（3-5）公式（4-7）可簡(jiǎn)化為：（3-6）公式（4-9）為一階微分方程，兩邊積分得：（3-7）其中為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。其計(jì)算可由如下公式所得：（3-8）根據(jù)凱萊-哈密爾頓定理，式中e0、e1、...、ek-1滿足：（3-9）其中α為矩陣A的特征根。由馬爾科夫狀態(tài)圖可知狀態(tài)0、1、2、4、5、8為可靠工作狀態(tài)，且所有的狀態(tài)都是故障安全的，其可靠度和安全度可表示為：（3-10）（3-11）由上述計(jì)算方法，假設(shè)系統(tǒng)修復(fù)率μ=0.9，故障檢測(cè)率c=0.99，利用泰勒級(jí)數(shù)計(jì)算所得可靠度和安全度數(shù)據(jù)記錄于表3.1和3.2。表3.1二乘三取二冗余下故障率λ對(duì)系統(tǒng)可靠度的影響t（h）R（t）（μ=0.9c=0.99）λ=0.001λ=0.0001λ=0.00001λ=0.00000110.99988306050.99998893050.99999889930.9999998900100.99883571290.99989744960.99998988450.99999898981000.98835278760.99898238760.99989973360.999989988310000.88938802600.98987769920.99899867210.9998999777100000.30965931420.90327216490.99003259580.99900031691000000.00000810610.36156759300.90468068690.9900481097從表4-3.1可以看出，二乘三取二冗余結(jié)構(gòu)的可靠度隨時(shí)間的增加而逐漸減小，隨單機(jī)故障率的降低而增加，和系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作后會(huì)出現(xiàn)故障的現(xiàn)實(shí)情況相符合。表3.2二乘三取二冗余下故障率λ對(duì)系統(tǒng)安全度的影響t（h）S（t）（μ=0.9c=0.99）λ=0.001λ=0.0001λ=0.00001λ=0.00000110.99999117650.99999924510.99999992580.9999999927100.99999012900.99999923460.99999992570.99999999261000.99999012870.99999923460.99999992570.999999992610000.99999012870.99999923460.99999992570.9999999926100000.99999012870.99999923460.99999992570.99999999261000000.99999012870.99999923460.99999992570.9999999926從表3.2可已看出，二乘三取二冗余結(jié)構(gòu)具有超高的安全度。同時(shí)，由于時(shí)間的推移系統(tǒng)可靠度將降低，系統(tǒng)的安全度也將大打折扣，所以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障模塊時(shí)要得到及時(shí)的修復(fù)才能使系統(tǒng)一直處于高安全狀態(tài)。3.5表決電路的冗余表決電路需要有很高的可靠性和安全性，這是顯而易見(jiàn)的。若把表決電路當(dāng)做單系統(tǒng)看，則它可以有各種硬件冗余結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，整個(gè)系統(tǒng)是表決電路與前面冗余系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)，系統(tǒng)的可靠度和安全度是兩者的乘積，系統(tǒng)的可靠性和安全性小于表決電路的可靠性和安全性。表決電路不能只檢測(cè)故障，也能有效地修復(fù)故障。為了使表決電路具有超高的可靠性和安全性，硬件采用集成電路，有效方法是利用FPGA的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，設(shè)計(jì)多模冗余，這樣不僅能控制硬件的質(zhì)量，提高資源利用率，也能通過(guò)編程簡(jiǎn)化電路并且實(shí)現(xiàn)多方面功能。3.6ATP軟件冗余結(jié)構(gòu)前面已提到，容錯(cuò)技術(shù)包含硬件冗余和軟件冗余，任何一種容錯(cuò)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，都離不開(kāi)軟件。所謂軟件冗余技術(shù)主要是指在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，除完成編寫系統(tǒng)功能本身所需的程序代碼外，為提高系統(tǒng)的性能及可靠性等其他各種特性，而額外增加一些必要的附加的程序代碼技術(shù)。在軟件開(kāi)發(fā)之前，在寫軟件設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，往往無(wú)法預(yù)料所有可能的異常情況，讓軟件作出相應(yīng)的處理。也許設(shè)計(jì)者壓根就沒(méi)有考慮到設(shè)備維修、故障檢測(cè)等方面的問(wèn)題。或是在軟件出錯(cuò)時(shí)怎么避免錯(cuò)誤的輸出。常見(jiàn)的有兩種類型的軟件冗余結(jié)構(gòu)，N編程技術(shù)和恢復(fù)塊技術(shù)。3.6.1N-編程技術(shù)N-編程技術(shù)相當(dāng)于硬件冗余技術(shù)，是在N個(gè)CPU上，根據(jù)相同的軟件規(guī)范，編出相互獨(dú)立的N個(gè)版本，在幾乎相同的起始點(diǎn)執(zhí)行，最后用一個(gè)可靠的判決算法來(lái)決定程序的輸出。N-版本編程企圖沿襲傳統(tǒng)的N模冗余的硬件容錯(cuò)概念。在N-版本軟件系統(tǒng)中，每一個(gè)模塊都有N個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)。每一種實(shí)現(xiàn)用不同的方式完成相同的功能。它們把結(jié)果送給表決器，以確定正確的回答，作為模塊的計(jì)算結(jié)果。理想地，當(dāng)然希望所有實(shí)現(xiàn)給出相同的結(jié)果，因而都是正確的。這種系統(tǒng)基于各版本設(shè)計(jì)的差異性，能夠容許軟件的設(shè)計(jì)故障。如果這N個(gè)版本是運(yùn)行在不同類型的硬件上，軟件的差異性就能保證，來(lái)防止共模故障。因此，N版本的開(kāi)發(fā)由不同的程序員完成，假定各程序的失敗相互獨(dú)立，就像在硬件冗余那樣。3.6.2恢復(fù)塊技術(shù)一個(gè)恢復(fù)塊由至少一個(gè)一級(jí)模塊、一個(gè)二級(jí)模塊、一個(gè)可接受測(cè)試模塊和一個(gè)例外處理模塊組成。程序開(kāi)始執(zhí)行一級(jí)模塊，再由可接受測(cè)試模塊進(jìn)行可接受測(cè)試，如果結(jié)果是可接受的，就輸出結(jié)果，若結(jié)果不可接受則返回執(zhí)行二級(jí)模塊，若所有模塊都不可接受則執(zhí)行例外處理模塊，其流程圖如圖3.4所示?；謴?fù)塊技術(shù)對(duì)某一個(gè)主要模塊編制若干恢復(fù)塊，在正常情況下，程序只執(zhí)行主模塊。這里的關(guān)鍵技術(shù)是檢查點(diǎn)的設(shè)置和可接受測(cè)試的質(zhì)量。可接受測(cè)試是一個(gè)由軟件實(shí)現(xiàn)的檢查程序，以檢查由主模塊或恢復(fù)塊所產(chǎn)生的結(jié)果的差錯(cuò)。它常常是根據(jù)特定應(yīng)用的信息，相當(dāng)于一個(gè)可執(zhí)行的軟件斷言。例如用數(shù)學(xué)的逆運(yùn)算來(lái)檢查。要檢查一個(gè)開(kāi)平方運(yùn)算是否正確，只有把結(jié)果乘平方看是否得到原操作數(shù)就可以了。我們也看到，恢復(fù)塊方法和N-版本方法的區(qū)別并不很大。傳統(tǒng)的恢復(fù)塊方法讓各模塊串行執(zhí)行，直到通過(guò)可接受測(cè)試?，F(xiàn)在，恢復(fù)塊方法已經(jīng)包括各模塊的并行執(zhí)行。而N-版本方法則在N模硬件上并行執(zhí)行。圖3.4恢復(fù)塊技術(shù)流程圖3.7系統(tǒng)分析及假設(shè)安全計(jì)算機(jī)是ATP系統(tǒng)的中心，它幾乎和其它所有的模塊相連接，若它發(fā)生細(xì)微故障就很可能影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作甚至使系統(tǒng)完全癱瘓，因此安全計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)必須采用超高可靠性和安全性的冗余結(jié)構(gòu)，根據(jù)上文的分析，采用二乘三取二結(jié)構(gòu)是最理想的。但相應(yīng)的，它的資源浪費(fèi)率也是最高的，價(jià)格及維修費(fèi)用也最昂貴。從圖3.5和圖3.6中可以看出，二乘三取二結(jié)構(gòu)是兩個(gè)三取二結(jié)構(gòu)互為備用，并且通過(guò)第四章的分析可以知道三取二結(jié)構(gòu)的可靠性要比雙機(jī)熱備高，安全性僅次于二乘三取二結(jié)構(gòu)，因此為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，不采用而乘三取二結(jié)構(gòu)而采用三取二的冗余結(jié)構(gòu)。如圖3.3所示的安全計(jì)算機(jī)的功能，開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)測(cè)速測(cè)距模塊確定自身位置及高鐵運(yùn)行實(shí)際速度，并接收從軌旁電路發(fā)來(lái)的前方高鐵的位置，通過(guò)計(jì)算得出兩車的距離，再結(jié)合路況與高鐵制動(dòng)能力得出高鐵運(yùn)行速度曲線。接著系統(tǒng)再將測(cè)得的高鐵實(shí)際速度，并與制動(dòng)速度相比較來(lái)控制高鐵的加速、剎車或保持并進(jìn)行顯示。高鐵制動(dòng)后影響了實(shí)際運(yùn)行的速度，實(shí)際速度和高鐵制動(dòng)又影響了兩車距離，從而繼續(xù)進(jìn)行下一次的比較輸出。高鐵實(shí)際運(yùn)行情況如圖3.4所示，高鐵在到達(dá)B點(diǎn)前可以不超過(guò)最大允許速度的任何速度運(yùn)行而不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，把這段區(qū)域成為自由區(qū)。在AB段中有一個(gè)規(guī)定的停車點(diǎn)，高鐵B在到達(dá)停車點(diǎn)時(shí)速度要降為零，B到停車點(diǎn)間的區(qū)間為控制區(qū)域。在B點(diǎn)到停車點(diǎn)之間，B車的速度要受到制動(dòng)速度的影響，若大于制動(dòng)速度則高鐵啟動(dòng)剎車，小于制動(dòng)速度則高鐵加速，等于制動(dòng)速度則高鐵保持。圖3.5ATP系統(tǒng)功能圖圖3.6高鐵實(shí)際運(yùn)行情況圖為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，我們根據(jù)圖3.5和圖3.6作如下假設(shè)和規(guī)定：檢測(cè)輸入為兩車距離和高鐵實(shí)際運(yùn)行速度，忽略其它設(shè)備，輸出為四位信號(hào)分別代表保持、加速、制動(dòng)警報(bào)、等待輸出；假設(shè)A高鐵靜止，不考慮A高鐵運(yùn)動(dòng)對(duì)AB之間距離的影響；假設(shè)高鐵運(yùn)行在筆直無(wú)坡度的路段，即忽略路況對(duì)系統(tǒng)的影響；規(guī)定安全區(qū)域的長(zhǎng)度為255m，高鐵最大允許速度Vmax=230.4km/h即Vmax=64m/s，制動(dòng)能力為8m/s2，則控制區(qū)域長(zhǎng)度為。3.8系統(tǒng)硬件配置三取二結(jié)構(gòu)有三個(gè)子模塊和一個(gè)表決電路。三個(gè)子模塊對(duì)應(yīng)三個(gè)微機(jī)，單片機(jī)價(jià)格便宜并且可以滿足簡(jiǎn)化了的ATP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，因此子模塊選用單片機(jī)。單個(gè)模塊的輸入為10位距離和8位速度，輸出為3位信號(hào)加一位等待輸出信號(hào)。三個(gè)模塊的輸入為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，考慮到若三個(gè)模塊不同步則即使模塊無(wú)故障輸出也會(huì)不一致，因此采用同步時(shí)鐘的方式，并且若所編程序采用N-編程軟件冗余，程序執(zhí)行時(shí)間不一致，則應(yīng)在程序中加入同步輸出模塊，使得三個(gè)模塊能得到相同時(shí)刻的輸出。表決電路為單模塊，輸入為每個(gè)系統(tǒng)子模塊的4位輸出，輸出為3位信號(hào)，其可靠度應(yīng)比系統(tǒng)子模塊高得多，若用分立門元件搭建則因?yàn)橐_多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且無(wú)冗余結(jié)構(gòu)而可靠性無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因此采用集成電路，最優(yōu)方法是利用FPGA的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，通過(guò)編程來(lái)模擬冗余結(jié)構(gòu)，這樣不僅簡(jiǎn)化了電路減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，又能構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)提高電路可靠性。利用AltiumDesignerWinter畫出電路圖如圖3.7所示，P0口及P2.0、P2.1表示10位距離，總長(zhǎng)度達(dá)1024m，P1口代表8位速度，輸入均為低電平有效，P3.0代表制動(dòng)報(bào)警，P3.1代表保持，P3.2代表加速，P3.3代表計(jì)算結(jié)束。FPGA三個(gè)輸出接LED等，方便觀察系統(tǒng)運(yùn)行情況，高電平有效。圖3.7模擬電路圖3.9系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)圖3.1及假設(shè)知道，安全區(qū)域?yàn)?55m，若兩車間隔在此區(qū)域內(nèi)則不管高鐵B的速度為何都開(kāi)啟警報(bào)。在自由區(qū)內(nèi)，由于高鐵速度無(wú)限制，只要不超過(guò)最大允許速度，所以高鐵保持實(shí)際運(yùn)行速度。在控制區(qū)域內(nèi)，則當(dāng)高鐵實(shí)際速度大于制動(dòng)速度則高鐵啟動(dòng)剎車并報(bào)警，小于制動(dòng)速度則高鐵加速，等于制動(dòng)速度則高鐵保持。開(kāi)始系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)被激活后，安全計(jì)算機(jī)中的三個(gè)模塊共同等待接收兩車距離和實(shí)際速度，若未受到信號(hào)則保持原狀態(tài)輸出為保持。當(dāng)收到信號(hào)后各個(gè)子模塊運(yùn)行自己的程序得到制動(dòng)距離再與實(shí)際運(yùn)行距離比較得出結(jié)果，然后通過(guò)表決電路判斷其它模塊是否已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，若以準(zhǔn)備好則進(jìn)行表決輸出。設(shè)制動(dòng)速度為V實(shí)際速度為Vs，則具體流程圖如圖3.8所示。圖3.8程序流程圖由于軟件冗余要求程序有差異性，需要不同的編程人員在無(wú)合作的情況下完成，所以只給出了一種程序，見(jiàn)附錄。具有同步輸出功能的表決電路程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD-LOGIC-1164.ALL;ENTITYJUDGEISPORT（A,B,C:INSTD-LOGIC-VECTOR(3DOWMTO0）；Y:OUTSTD-LOGIC-VECTOR（3DOWMTO0）)；ENDJUDGE;ARCHITECTURECOMPAREOFJUDGEISBEGINWITHA&B&CSELECTY<='001'WHEN"100110011001"|"100110011000"|"100110011010"|"100110011100"；Y<='001'WHEN"100110001001"|"100110101001"|"100111001001"；Y<='001'WHEN"100010011001"|"101010011001"|"110010011001"；Y<='010'WHEN"101010101010"|"101010101000"|"101010101001"|"101010101100"；Y<='010'WHEN"101010001010"|"101010011010"|"101011001010"；Y<='010'WHEN"100010101010"|"100110101010"|"110010101010"；Y<='100'WHEN"110011001100"|"110011001000"|"110011001001"|"110011001010"；Y<='100'WHEN"110010001100"|"110010011100"|"110010101100"；Y<='100'WHEN"100011001100"|"100111001100"|"101011001100"；Y<='000'WHENOTHERS;ENDCOMPARE;實(shí)際完成的作品及功能見(jiàn)附錄。結(jié)語(yǔ)在這篇論文中，重點(diǎn)的對(duì)于怎樣使得ATP車載系統(tǒng)的可靠性和安全性實(shí)現(xiàn)提高等問(wèn)題進(jìn)一步分析。本人在研究中取得成績(jī)?nèi)缦拢憾昧薃TP系統(tǒng)其他形式的冗余技術(shù)的基本形式。了解了研究系統(tǒng)可靠性和安全性的方式。可以較為簡(jiǎn)單方便的實(shí)現(xiàn)這種形式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方式以及軟件編程的方式有所不同，也有很大提高。從整體的角度來(lái)看，畢業(yè)設(shè)計(jì)最終完成了，本人在進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)定和知識(shí)了解的時(shí)候，都有了很高的進(jìn)步。全部這些在某種程度上都會(huì)在后期的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生很大的作用。西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第28頁(yè)致謝這次的論文寫作是在老師的幫助下完成的。不管是在選題構(gòu)思，還是在最后，都是通過(guò)老師的不斷指導(dǎo)，才達(dá)到最后發(fā)效果。本人的導(dǎo)師知識(shí)和學(xué)風(fēng)上面，都是非常具有大家風(fēng)范的，從他身上學(xué)到的知識(shí)，讓我受益匪淺。在這里，我表示衷心的感謝。論文的寫作并不是敲敲鍵盤那么簡(jiǎn)單的事情，所以，在進(jìn)行寫作的過(guò)程中，不管是在查閱資料，還是在其他方面，我都做出了很多努力和改變。學(xué)習(xí)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)應(yīng)該是永無(wú)止境的事情，不能一蹴而就，所以，不管是以后的學(xué)習(xí)，還是現(xiàn)在的努力，都是我們發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。沒(méi)有認(rèn)真學(xué)習(xí)和鉆研，自己就不可能有研究的能力，就不可能有自己的研究，就不會(huì)有所收獲和突破。希望這個(gè)經(jīng)歷，在今后的學(xué)習(xí)和生活中能夠繼續(xù)激勵(lì)我前進(jìn)。另外，還要特別感謝我的家人，他們時(shí)刻關(guān)心我，給我提供了學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，時(shí)時(shí)刻刻為我鼓勁、為我加油，進(jìn)而促使我不斷成長(zhǎng)和進(jìn)步。同時(shí)，也要感謝寢室的室友以及所有關(guān)心我的朋友，感謝他們陪伴我走過(guò)了很多美好的時(shí)光，在我遇到困難時(shí)他們關(guān)心我、幫助我。在完成畢業(yè)論文的過(guò)程中，很多朋友都給了我無(wú)私的幫助和支持，在此表示由衷的謝意！最后，因本人水平有限，論文肯定還有不少不足之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，我希望可以有機(jī)會(huì)繼續(xù)去完善，我將不斷努力繼續(xù)充實(shí)自己。

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