铁道信号系统安全计算机状态检测方法
  作者:郝岭    来源:本站原创     查看:1047次 字体:
 【摘要】铁道信号系统的发展和完善推动着整个铁道系统的发展运行。安全计算机作为铁道信号系统的核心,直接影响着铁道信号系统的运行,也在影响着整个铁道系统的行车安全。随着铁道交通的高速发展,列车不断地提速,对铁道信号系统就有了更高的要求。因为哪怕是一丝一毫的隐患,都有可能影响着整个铁道系统的安全,关乎着广大列车乘客的生命财产安全。因此需要安全计算机对整个信号系统做出实时的检测,以达到对铁道系统的安全保障,本文就铁道信号系统安全计算机状态检测进行讨论。
  【关键词】铁道信号;系统安全;检测
  前言:随着铁道信号系统计算机控制技术的发展,安全计算机作为铁道信号系统的集中控制系统,对铁道信号系统进行信息智能化的管理。随着铁道系统的高速运行,需要提高技术含量,从而降低风险性来保障运输安全。应用安全计算机对铁道信号系统进行安全检测,以保证铁路运输安全的稳定有序。这是铁道系统安全保障工作中的重点。
  1.铁道信号系统的发展方向
  1.1铁道信号系统的安全保障
  铁道信号系统的主要功能就是保障铁道运输过程的安全。随着时代的发展和进步,越来越多的高新技术也应用在了铁道系统的建设中。在信息化发展潮流的推动下,计算机信息系统也进入到了铁道系统管理当中来。很大程度上提高了铁道系统的工作效率,同时也对保障铁道运输安全的铁道信号系统提出了更高的要求,这就需要对其进行更加完善。由于铁道运输的不断提速,铁道信号系统的工作也需要更快、更有效率。而安全计算机的应用,能够实时的对整个铁道系统进行监控,及时发现问题、解决问题。大大提高了铁道信号系统的工作效率,在保障铁道信号系统安全运行的同时,也保障了整个铁道系统运输的安全[1]。
  1.2安全计算机应用的必要性
  目前,世界各国铁道信号系统都建立了计算机网络,通过安全计算机在铁道信号系统的应用,使整个铁道系统的运营变得数字化、网络化和智能化。随着计算机在铁道信号系统的应用,其作用越来越巨大,我国铁道信号技术装备进入了计算机时代。铁道行车指挥系统是建立在计算机网络、通信和信息网络之上,成就更加智能的交通指挥系统是铁道系统未来的工作目标。应用安全计算机,加强了对铁道信号系统的检测,可持续不间断地对铁道信号系统进行保护,以确保行车指挥系统安全高效的运转,安全计算机因此而成为铁道信号系统的核心[2]。
  随着我国铁道系统运输能力的快速发展,铁道运输对于信息传输的需求也在不断地提高,对铁道系统在未来的发展中有着更高的要求,安全问题的保障也是重中之重,这就需要铁道信号系统更进一步的发展,所以安全计算机的应用是十分必要的。
  2.安全计算机状态检测方法
  安全计算机作为电子信息系统,其状态情况很难通过直接检测来判断,只能根据信号特征来推测系统的状态。其故障的产生会直接导致铁道信号系统的故障,从而影响到整个铁道系统运行的安全。根据铁道信号系统的实际情况,对于安全计算机状态检测方法主要是故障态检测。安全计算机的故障注入,是目前最佳的铁道信号系统安全计算机状态检测方法。铁道信号系统安全计算机的功能是对信号系统及时监控,来保障列车安全。但由于众多事件的组合,使故障隐患积累,安全计算机由正常态转变为故障态的过程变得不可逆。通过对测试系统注入故障,是实现系统安全性测试的办法。
  2.1软件故障注入技术
  软件故障注入技术是一种模拟故障注入测试,是目前对安全要求苛刻的软件系统安全性检测办法。对于铁道信号系统安全计算机状态的检测,就可以采用这种办法。在系统软件中注入故障,可以很好的描述运行故障。安全计算机软件故障注入系统是检测安全计算机安全性的有效办法。计算机软件故障注入系统将在故障发生的准确时间和位置,将安全计算机的软件故障注入进去,进行安全处理,安全计算机的安全管理机制发生效力,来实现安全性的检测。
  结合铁道信号系统安全计算机的具体情况,对安全计算机进行系统的研究分析。应用软件故障注入技术,针对安全计算机,设计出适用于铁道信号系统安全计算机的软件故障注入系统。控制好故障注入,根据铁道信号系统安全计算机各种故障,集合成故障库。用故障注入器将故障注入到测试系统当中去,根据测试系统运行故障的数据,最后进行分析对故障注入的结果。相当于对铁道信号系统安全计算机的故障发生过程的重现,可以针对具体的数据对故障进行正确的处理,以保障铁道信号系统的安全。
  故障注入方式是安全计算机故障注入的重点,安全计算机的故障注入分为静态注入和动态注入两种方法。在编译前的程序源代码中,静态注入器用以引发故障函数、数据打桩,得到安全计算机故障注入的桩函数和桩数据。当程序执行到故障发生位置时,注入故障的桩函数或者载入故障桩数据,使系统故障在预期内发生。动态注入是在程序正常运行时,对程序进行控制,从而控制安全计算机的运行,对安全计算机程序的数据进行实时的修改,实现动态注入故障。安全计算机软件故障注入器主要是这两种。
  2.2软件故障注入方法
  注入器的原理是在故障注入器中储存了安全计算机正常运行时各个功能模块的仿真数据,故障注入器可以将准确的故障数据注入到故障发生位置位置,使其替换正常运行数据,对安全计算机的故障注入的故障数据进行分析。另外,利用故障注入器将正常数据注入到安全计算机故障注入系统中,能够准确对安全计算机软件进行正常态测试和安全性测试。
  静态故障注入器在安全计算机每个功能程序载入运行之前,将故障数据注入到每个特定的故障发生位置,当程序运行在故障位置时,载入的故障数据导致故障发生。静态故障注入方法易于操作,可通过将静态故障注入与故障库相结合,实现更加完整的自动静态故障注入测试功能。
  动态故障注入器是控制程序的运行过程,控制程序停止在特定的故障发生位置,进行故障注入。动态故障技术难度较高,程序比较繁琐,所以主要功能是对复杂故障注入手动处理和程序调试。
  另外,作为一个三模冗余系统,安全计算机系统采用的是故障-安全的容错设计,所以故障注入的位置必须是导致故障发生位置,故障数据需要根据不同安全计算机系统构造不一致的情况,注入相应的故障数据。如果发生偏差,会由于容错设计,将不能实现预期的故障注入[3]。
  结论:安全计算机平台作为铁道信号系统的核心设备,对系统的安全性和可靠性要求十分苛刻。安全计算机在铁道信号系统中的主要功能是及时对信号系统工作的每个阶段进行事先控制、运营监控。及时的发现问题,找出问题的原因,解决问题,避免事故的发生。对铁道信号系统的运行过程中每个阶段都要进行实时监控,实现安全保障。应用软件故障注入技术,对安全计算机的故障发生进行模拟检测,实现对铁道信号系统安全计算机的安全测试,来保证整个铁道系统的安全运行。
  参考文献:
  [1]关峰. 浅谈铁道信号系统安全发展[J]. 黑龙江科技信息,2014,15:214.
  [2]葛方华. 铁道信号系统安全保障研究[J]. 铁路通信信号工程技术,2013,05:26-29.
  [3]张洋. 铁路信号系统安全关键软件故障注入技术研究[D].北京交通大学,2011
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