高速铁路信号云联锁系统数据容错技术研究

作     者：何志彬 邢科家 张宏扬 魏东冬 孔嘉铖 HE Zhibin;XING Kejia;ZHANG Hongyang;WEI Dongdong;KONG Jiacheng

作者机构：中国铁道科学研究院北京100081 中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(J2021G006) 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2024年第21卷第7期

页      码：2592-2602页

摘      要：为适应铁路信号系统的数字化发展需求,将云计算技术引入铁路信号联锁系统(云联锁),有助于为联锁系统提供更高的灵活性、可扩展性和计算性能。目前,研究如何确保云联锁系统的安全性问题极具挑战性。为了解决目前商用云计算平台尚不能提供满足铁路信号系统安全苛求等方面的技术保障措施,针对云联锁系统的安全性,提出一种用于云联锁系统的数据容错恢复方案,确保云平台可以运行联锁应用,并保障云联锁功能的安全性和正确性。首先,对既有计算机联锁系统的安全措施和目前针对云平台的安全技术手段进行分析,找出云联锁系统的安全保障措施的难点,提出一种云联锁系统结构,分析进路控制过程,探索适合于针对云联锁的监控方法。然后,根据进路控制过程,使用特征编码方法对联锁进路和输入信息进行编码。运用基于矩阵算法的容错技术,检测联锁运算数据错误,通过监控软件的运行行为来检测云联锁系统潜在的设计缺陷和计算错误等。对多节点的联锁运算故障进行分析,提出针对云联锁可能发生的多重故障的故障恢复方案,并对采取的措施进行详细分析。最后,通过平均危险失效概率定量计算分析云平台的安全性。研究结果表明:与传统技术相比,提出的监控方案具备更高的安全性能。研究结果可为进一步研究类似的高安全铁路信号系统、铁路信号系统数字化和信息化研究提供参考。

主 题 词：铁路信号联锁 云计算 基于算法的容错 数据恢复 安全 

学科分类：08[工学] 082302[082302] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20231650

馆 藏 号：203130128...