《现代铁路远程控制系统（第2版）》2-7 (3) 避错与容错技术4

铁道信号远程控制01课程内容

01概述

02远动系统技术基础

03调度集中（CTC）系统及其应用

04铁路列车调度指挥系统（TDCS）

05铁路信号微机监测及其实用系统2本章内容远动系统技术基础远动系统的网络结构远动系统的信息传输差错控制与电码结构铁路专用全球移动通信系统GSM-R通信网络的主要硬件设备远动系统的网络体系结构通信总线和现场总线远动系统的可靠性与避错、容错技术网络安全和数据安全传输技术32.7远动系统的可靠性与避错、容错技术在计算机容错系统中，许多故障检测及容错技术可用软件来实现。这时冗余的硬件可减至最少，而冗余的软件成为主要手段。按照检测与容忍的故障类型可将软件冗余分为两大类。第一类是用冗余的软件来检测与容忍硬件故障；第二类是用冗余的软件来检测与容忍软件故障。②软件冗余42.7远动系统的可靠性与避错、容错技术a.用冗余软件检测与容忍硬件故障1)一致性校验应用事前知道的信息特征来检验信息的正确性。例如，有些应用中事先知道某个数字信号决不会超过某个值。假如该信号超过了这个值，说明存在差错。52.7远动系统的可靠性与避错、容错技术一致性校验可有如下几种类型：信息越界检查用一个子程序来检查被处理的信息及处理的结果是否超过已知的范围。若超过说明发生了差错。非法指令检查在执行指令前先对指令操作码及地址码进行检查，以确定是否合法。这类校验一般用硬件实现。62.7远动系统的可靠性与避错、容错技术系统性能与预期性能比较这种形式的一致性校验将系统性能与预期的性能比较，如发现有较大偏差，则说明存在故障。这种校验对于某个动态系统的控制应用特别有用。首先为动态系统建模，然后用软件实现该模型以得到预期的性能，最后测量系统的实际性能，并与模型预测的性能进行比较。这些均可用软件实现。72.7远动系统的可靠性与避错、容错技术字计数溢出校验适用于在总线上传送的数据。数据以信息包的形式传送，每个信息包有指定的字数，并在信息包头部予以指明。若接收到的字数与信息包头部指明的字数不同，则说明发生了差错。字数计算与比较可用软件实现。82.7远动系统的可靠性与避错、容错技术2)能力校验用来证实系统具有预期的能力。能力可以指存储器是否完整，多处理机中正确工作的处理机数量，ALU工作是否正常等。能力校验可有如下几种形式：存储器测试用一个测试程序对存储器的某存储单元进行读写指定模式的数据以验证存储器存储数据是否正确。92.7远动系统的可靠性与避错、容错技术算术逻辑部件测试处理机周期性的对特定数据进行指定的运算，并将结果与存在ROM中的预期结果进行比较。这种能力校验不仅能校验算逻部件的能力，同时也校验了存储器的能力，被执行的运算包括加法、乘法、逻辑运算及数据传送等。多处理机系统中处理机间通讯测试包括周期性地从一个处理机向另一个处理机传送特定值，以证明它们有能力通过共享存储器与其它处理机通信。102.7远动系统的可靠性与避错、容错技术b.用冗余软件检测与容忍软件故障软件容错的基本方法是将若干个根据同一需求说明编写的不同程序（或程序块），在不同空间同时进行运行或在同一空间依次运行，然后在每个预定的点通过表决或接收测试进行裁决。在判明其正确或一致后接收这个结果，否则