铁路计算机联锁的相关课件(2)

2020-02-21 13:01

没有建立进路或进路不完整,部分解锁时不能够采用取消进路命令。 补充:

会对车站内的股道、道岔、信号机、区段进行编号和命名。会编写联锁表。 第4章CIS的可靠性

1、什么是故障、差错、失效、失败?这些概念间的联系是什么?

故障:指系统硬件中发生的物理缺陷、设计制造的不完善或软件设计中隐含的错误。 差错:指系统中由于故障而造成的信息或状态的不正确,是故障的结果。

失效:由于硬件的物理性能发生的改变,不能完成预定的功能,称作“失效”。这种失效是物理器件的失效。另外,系统未能正确提供标准的服务或丧失了完成规定功能的能力,也是失效,这种失效称为“系统失效”,是出现差错的结果。

失败:故障、差错和失效的出现都有可能造成系统不能够正常工作,此时称为系统操作失败。 可见,故障、差错、失效与系统失败构成了一个因果链,即因物理器件的失效而导致的故障引起了差错,而差错又引起系统失效,最终形成了操作失败。

5、提高CIS的可靠性有哪两类基本技术?它们各是什么含义?

7、容错技术可分为哪两种类型?它们各是什么含义?它们又各自包含哪些主要技术?为什么说冗余技术是容错技术的核心技术?

为了提高系统的可靠性,防止故障造成系统失效,人们在长期的研究中发展了两类基本技术。一类是防止和减少故障发生的技术,叫避错技术;另一类是当系统的某一部分发生故障时仍使系统保持正常工作的技术,叫做容错技术。

避错技术的基本着眼点是通过质量控制(如设计审核、元件筛选、测试等)、环境保护(如对外部干扰采取屏蔽)和减载使用等措施设法消除产生故障的原因,从而防止故障的发生,延长系统的使用寿命。

容错技术又分为两种类型——故障掩蔽技术和系统重组技术。故障掩蔽技术也称静态冗余技术是指防止系统中故障产生差错的各种技术,将发生的故障掩蔽起来。这一技术不要求在发生故障前检测故障,但要求做到故障包容,即是使故障的影响局部化,防止故障的影响在系统中扩散从而影响整个系统的性能。这种技术中最常用的有纠错码、表决技术等,这是实现容错的第一途径。

系统重组技术也称动态冗余技术是防止系统中的差错导致系统失效的技术。系统重组要求首先进行故障检测,然后做到故障复位,最后做到系统恢复,即通过重组等手段使系统保持正常运行,这是实现容错的第二种途径。故障掩蔽技术和系统重组技术都建立在冗余技术的基础上,以资源冗余为前提,是容错技术的核心。

11、构成三模系统要解决哪些问题?硬件同步包括哪三种方式?它们的特点是什么? 构成三模系统需要解决下列问题: 1.表决技术

表决可由硬件组成,也可由软件来实现。硬件表决可以用逻辑电路来实现,它的优点是速度快,缺点是所需的附加硬件多,从而造成功耗、重量及体积增大。软件表决不需更多附加硬件,结构简单,而且可以通过修改程序很方便地改变表决方式,因此比较灵活。但是,速度较慢。 2.同步处理

多模冗余系统在表决时的基本要求是同步。同步是整个TMR系统的核心,若冗余模块之间不能很好地同步,将使表决机制处于紊乱状态,系统无法保证正常工作。因此要根据系统的结构以及系统的

性能要求制定相应的同步策略。在 TMR 系统中主要有硬件同步和软件同步两种方式。

硬件同步属于紧密同步。通过专门的同步装置来迫使系统中各个冗余模块按协同的节拍严格同步工作。这种同步的特点是能够及时检测到故障并制止故障的传播,使得故障对系统的影响迅速得到屏蔽。硬件同步包括三种方式:

(1)共同时钟方式。采用一个公共的时钟对所有的模块提供统一的时基。这种方法容易实现,缺点是时钟系统中的任何一个故障都将导致整个冗余系统失效。因此只适用于一些结构不十分复杂的冗余系统。

(2)时钟反馈调节方式。这种方式中,各模块采用独立的时钟,各个时钟之间互相反馈调节漂移以达到同步。能够及时纠正时钟漂移,消除同步误差,这种方式是构造长期无外部参考容错时钟系统的最有效方法,在容错系统中得到广泛应用。

(3)事件调节的同步方式。这种方式是在规定事件的触发之下实现同步。

软件同步属于松散同步。这种方式是以软件算法来实现同步,使多模系统各个模块在各自固有时钟的条件下工作在极为接近的同步状态。各模块间的同步取决于模块间通信结构的性能,各个模块固有时

钟的精度和同步的频率。

17、如何减少程序失控?采用这种编程技术有哪两个条件? 减少程序失控的编程技术 1.尽量采用单字节指令

在编写程序的过程中,尽量采用单字节指令组成单字节指令段完成规定的功能。这就保证干扰作用后CPU进入伪链,能以较短的时间、较高的概率寻址得到正确的核指令,使CPU得以迅速回到正常走行链上。

2.尽量少用程序控制类指令的操作码作多字节指令的操作数,以降低程序失控的概率。 3.慎用堆栈操作指令

实时控制程序不得不与堆栈打交道,但堆栈操作因干扰而出错的概率较大,而且堆栈出错往往直接与程序出错联系在一起,后果比较严重。所以,要慎重使用堆栈操作指令,避免一次使用太多的堆栈操作,尽量减少子程序嵌套的层次。 4.指令冗余


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