《現(xiàn)代鐵路遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)（第2版）》2-7 (3) 避錯(cuò)與容錯(cuò)技術(shù)4

鐵道信號(hào)遠(yuǎn)程控制01課程內(nèi)容

01概述

02遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)

03調(diào)度集中（CTC）系統(tǒng)及其應(yīng)用

04鐵路列車(chē)調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）

05鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)及其實(shí)用系統(tǒng)2本章內(nèi)容遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的信息傳輸差錯(cuò)控制與電碼結(jié)構(gòu)鐵路專用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM-R通信網(wǎng)絡(luò)的主要硬件設(shè)備遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)通信總線和現(xiàn)場(chǎng)總線遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)32.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng)中，許多故障檢測(cè)及容錯(cuò)技術(shù)可用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這時(shí)冗余的硬件可減至最少，而冗余的軟件成為主要手段。按照檢測(cè)與容忍的故障類(lèi)型可將軟件冗余分為兩大類(lèi)。第一類(lèi)是用冗余的軟件來(lái)檢測(cè)與容忍硬件故障；第二類(lèi)是用冗余的軟件來(lái)檢測(cè)與容忍軟件故障。②軟件冗余42.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)a.用冗余軟件檢測(cè)與容忍硬件故障1)一致性校驗(yàn)應(yīng)用事前知道的信息特征來(lái)檢驗(yàn)信息的正確性。例如，有些應(yīng)用中事先知道某個(gè)數(shù)字信號(hào)決不會(huì)超過(guò)某個(gè)值。假如該信號(hào)超過(guò)了這個(gè)值，說(shuō)明存在差錯(cuò)。52.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)一致性校驗(yàn)可有如下幾種類(lèi)型：信息越界檢查用一個(gè)子程序來(lái)檢查被處理的信息及處理的結(jié)果是否超過(guò)已知的范圍。若超過(guò)說(shuō)明發(fā)生了差錯(cuò)。非法指令檢查在執(zhí)行指令前先對(duì)指令操作碼及地址碼進(jìn)行檢查，以確定是否合法。這類(lèi)校驗(yàn)一般用硬件實(shí)現(xiàn)。62.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)系統(tǒng)性能與預(yù)期性能比較這種形式的一致性校驗(yàn)將系統(tǒng)性能與預(yù)期的性能比較，如發(fā)現(xiàn)有較大偏差，則說(shuō)明存在故障。這種校驗(yàn)對(duì)于某個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的控制應(yīng)用特別有用。首先為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模，然后用軟件實(shí)現(xiàn)該模型以得到預(yù)期的性能，最后測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際性能，并與模型預(yù)測(cè)的性能進(jìn)行比較。這些均可用軟件實(shí)現(xiàn)。72.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)字計(jì)數(shù)溢出校驗(yàn)適用于在總線上傳送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以信息包的形式傳送，每個(gè)信息包有指定的字?jǐn)?shù)，并在信息包頭部予以指明。若接收到的字?jǐn)?shù)與信息包頭部指明的字?jǐn)?shù)不同，則說(shuō)明發(fā)生了差錯(cuò)。字?jǐn)?shù)計(jì)算與比較可用軟件實(shí)現(xiàn)。82.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)2)能力校驗(yàn)用來(lái)證實(shí)系統(tǒng)具有預(yù)期的能力。能力可以指存儲(chǔ)器是否完整，多處理機(jī)中正確工作的處理機(jī)數(shù)量，ALU工作是否正常等。能力校驗(yàn)可有如下幾種形式：存儲(chǔ)器測(cè)試用一個(gè)測(cè)試程序?qū)Υ鎯?chǔ)器的某存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫(xiě)指定模式的數(shù)據(jù)以驗(yàn)證存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是否正確。92.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)算術(shù)邏輯部件測(cè)試處理機(jī)周期性的對(duì)特定數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的運(yùn)算，并將結(jié)果與存在ROM中的預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。這種能力校驗(yàn)不僅能校驗(yàn)算邏部件的能力，同時(shí)也校驗(yàn)了存儲(chǔ)器的能力，被執(zhí)行的運(yùn)算包括加法、乘法、邏輯運(yùn)算及數(shù)據(jù)傳送等。多處理機(jī)系統(tǒng)中處理機(jī)間通訊測(cè)試包括周期性地從一個(gè)處理機(jī)向另一個(gè)處理機(jī)傳送特定值，以證明它們有能力通過(guò)共享存儲(chǔ)器與其它處理機(jī)通信。102.7遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與避錯(cuò)、容錯(cuò)技術(shù)b.用冗余軟件檢測(cè)與容忍軟件故障軟件容錯(cuò)的基本方法是將若干個(gè)根據(jù)同一需求說(shuō)明編寫(xiě)的不同程序（或程序塊），在不同空間同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行或在同一空間依次運(yùn)行，然后在每個(gè)預(yù)定的點(diǎn)通過(guò)表決或接收測(cè)試進(jìn)行裁決。在判明其正確或一致后接收這個(gè)結(jié)果，否則