ATP安全错误检测码与运算方法的研究与设计

摘要

列车自动防护系统ATP(Automatic Train Protection)是列车自动运行控制系统ATC(Automatic Train Control)的重要子系统，对列车运行防护起着至关重要的作用。ATP车载安全计算机是车载ATP的核心组成部分，主要进行ATP防护曲线的计算和与安全相关的关键逻辑判断的处理，是安全等级极高的设备。为符合ATP故障-安全原则，铁路行业的国际标准IEC61508对此做出了严格的规范和要求，其中EN50128标准对铁路控制设备中与安全相关的软件提出了具体的安全标准规范和技术措施。
　　本文研究的错误检测码软件技术措施是保证软件安全性的重要技术策略之一，是ATP安全平台必不可少的核心软件模块，通过对数据信息增加冗余项提高其安全性，论文主要针对错误检测码的编码方式，检错和纠错方法及其码字替代真实数据在计算机中进行处理的过程进行了研究和设计。
　　论文首先分析了ATP安全平台的重要组成和功能，以及其中存在的软件安全性问题，从中总结出关键数据和关键处理过程，并对其进行研究和分类。其次介绍了对ATP安全系统设计具有指导性意义的IEC61508标准，以及在该标准的基础上针对软件安全性能指标提出的EN50128标准。根据标准对安全完整性等级(SIL)的划分和错误检测码的提出，结合线路数据的数值特征，采用线性分组码类型的编码方式，运用VC++编程工具对错误检测码的编码和检纠错功能进行设计，实现了错误检测码替代关键信息进行安全的逻辑和算术运算。最后运用c++test软件测试工具对错误检测码软件模块进行软件测试，对其安全性和实时性指标进行了性能测试和分析，结果表明该软件设计方案达到了预期的安全指标，并且具有良好的实时性和实用性。