重點科研與攻關(guān)項目可行性研究報告

知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 重點科研與攻關(guān)項目可行性研究報告 6502 電氣集中控制臺 南昌路通高新技術(shù)有限責(zé)任公司 二 00 四年十月 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 目 錄 一、選題的必要性 . 3 二、技術(shù)方案論述 . 4 1、項目的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點 . 4 2、項目技術(shù)方案論述 . 8 3、項目擬達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)： . 17 4、項目各階段目標(biāo) . 17 5、項目經(jīng)費預(yù)算情況 . 18 三、項目實施支撐條件 . 20 2、公司基本情況 . 20 3、項目組人員專業(yè)結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)； . 20 4、項目新增投資籌集情況 . 21 四、項目預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益 . 21 1、預(yù)期市場需求； . 21 2、預(yù)期盈利水平 . 22 4、項目實施風(fēng)險分析 . 22 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 6502 電氣集中控制臺 項目可行性研究報 告 一、選題的必要性 信息產(chǎn)業(yè)是 21 世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè) ， 目前，計算機(jī)設(shè)備已經(jīng)大量在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用，成為今后發(fā)展的方向，計算機(jī)的投入使得原有傳統(tǒng)行業(yè)中的人工操作更為簡單、安全、有效，因此將信息產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有效的結(jié)合起來，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)得到更進(jìn)一步的提高是十分必要的。而 6502 電氣集中控制臺便是這樣一個設(shè)備。 6502 電氣集中控制臺，是 6502 設(shè)備的關(guān)鍵部位，它是行車指揮人員進(jìn)行運輸作業(yè)，操縱行車設(shè)備指令的輸出端口；是各項行車指令被執(zhí)行后，設(shè)備反饋信息和列車運行信息的綜合表示部分。 6502 計算機(jī)控制 臺能全面替代現(xiàn)行控制臺所有功能，且克服了現(xiàn)行設(shè)備存在的多種缺陷，如：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、科技含量低、維護(hù)量大、故障幾率高、無法與計算機(jī)接口及遠(yuǎn)程傳輸信息、通用性差、設(shè)計需按站場情況單獨處理，操作無存儲等。 該控制臺利用計算機(jī)技術(shù)平臺的支持，研制新型控制臺，開發(fā)了錯誤操作報警、非正常操作報警、未及時開放信號報警、信號非正常關(guān)閉報警、安全帽（牌）揭示、正常和非正常行車情況下適用規(guī)章提示等多個安全模塊軟件程序，大大提高了運輸?shù)陌踩煽啃浴?該控制臺，提供了一個科學(xué)可靠的技術(shù)平臺，實現(xiàn)資源共享，以兼容信號微機(jī)監(jiān)測、調(diào)度監(jiān)督 、調(diào)度集中、調(diào)車監(jiān)督、站場和區(qū)間人身防護(hù)等系統(tǒng)的技術(shù)需求。在增加部分硬件設(shè)置時，即可構(gòu)筑新的系統(tǒng)，從而減少更新改造、設(shè)備大修的重復(fù)投資。并且留有極大的擴(kuò)展空間，通過軟件功能的研制，可衍生車站運轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)及信號設(shè)備故障專家診斷系統(tǒng)，留有極大的擴(kuò)展空間。 該控制臺是一個兼容調(diào)度監(jiān)督、調(diào)度集中、微機(jī)監(jiān)測等的產(chǎn)品，它既能保持 6502 系統(tǒng)的特征，又能與現(xiàn)代化設(shè)備接口，減少整體投資?，F(xiàn)行控制臺存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，科技含量低，維護(hù)工作量大，故障機(jī)率較高，無法與計算機(jī)接口、每站均需專門定制等缺陷，而 6502 電氣集中計算機(jī)控制臺， 可解決機(jī)械控制臺的機(jī)械故障，改善操縱人員的工作環(huán)境，提高行車部門管理的科技含量，減少電務(wù)維護(hù)，縮短故障修復(fù)時間。同時，新型控制臺人工維護(hù)量較現(xiàn)行方式可減少三分知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 之二，節(jié)約的電務(wù)部門人工維護(hù)費用 。 且計算機(jī)控制臺的功能留有較大的開發(fā)研制空間，為將來專家診斷系統(tǒng)，誤操作報警系統(tǒng)，車站運轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)，提供有力的技術(shù)支持手段。 二、技術(shù)方案論述 1、項目的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點 1) 項目的關(guān)鍵技術(shù) 嵌入式 實時多任務(wù)操作系統(tǒng) vxWorks 在工業(yè)控制系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)對控制系統(tǒng)的性能和可靠性的影響非常大。在鐵路以往的項目中，大部分選用 的系統(tǒng)如 Windows NT、 DOS、 Linux 等都是商用系統(tǒng)，其實時性都在十毫秒級，系統(tǒng)龐大，存在許多與任務(wù)無關(guān)的代碼，浪費了CPU 的處理能力，影響系統(tǒng)的安全，并且由于內(nèi)存管理的問題，無法長時間可靠工作，操作系統(tǒng)的選擇問題，長期困擾著控制領(lǐng)域的工程師們。我們經(jīng)過一年時間的對比和選擇，在 6502 控制臺項目中選用了 vxWorks 嵌入式實時操作系統(tǒng)，它有以下優(yōu)點： 市場占有率廣，產(chǎn)品線豐富，具有良好的第三方技術(shù)支持，已成功的應(yīng)用在軍事、航空、航天、通信、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域。 性能優(yōu)越，實時性達(dá)到了十微秒級，比 Linux 快了 100 倍，具有處理異步并發(fā)事件的能力，具有快速啟動、出錯處理和自動復(fù)位功能，完全可以滿足鐵路信號監(jiān)控的需要 穩(wěn)定性好，系統(tǒng)具有最小資源開銷，運行是穩(wěn)定和可預(yù)測的。 網(wǎng)絡(luò)功能，系統(tǒng)能方便的通過網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng)通信和共享資源。 經(jīng)過實踐證明，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，軟、硬件編程方便，徹底解決了在 Windows NT、 Linux 下程序無法長時間運行的問題，能夠滿足鐵路信號監(jiān)控的要求。 控制系統(tǒng)安全冗余技術(shù) 由于本系統(tǒng)要向其他系統(tǒng)提供基本鐵路信號實時信息，因此它的可靠性至關(guān)知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 重要?？刂菩畔⑾到y(tǒng)中，提高可靠性的一個重要途徑 就是采用系統(tǒng)冗余。在本系統(tǒng)中，對于重要的核心部分都采用了冗余技術(shù)，如控制部分、現(xiàn)場總線、主機(jī)系統(tǒng)等。 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù) 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息具有龐雜又必須按需要集中使用的特點，如果采用以往平面式的數(shù)據(jù)存儲管理模式，那么將產(chǎn)生大量而分散的數(shù)據(jù)庫表單，要將它們根據(jù)各種不同需求進(jìn)行集中使用，技術(shù)難度顯而易見。在這種應(yīng)用場合中采用了數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)。 數(shù)據(jù)倉庫具有以下四個特點： 面向主題 數(shù)據(jù)集成 相對穩(wěn)定 反映歷史變化 這四個特點迎合了系統(tǒng)設(shè)計的需要。 整個數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)是一個包含四個層次的體系結(jié)構(gòu)，具體由下圖表示 ： 1 2 3 4 （ 數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 圖） 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 1 數(shù)據(jù)源：是數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源泉。通常包括內(nèi)部信息和外部信息。 2 數(shù)據(jù)倉庫：是整個數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)倉庫的真正關(guān)鍵是數(shù)據(jù)的存儲和管理。組織管理方式 是 針對現(xiàn)有 各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行抽取、清理，并有效集成，按照主題進(jìn)行組織。按照數(shù)據(jù)的覆蓋范圍可以分為企業(yè)級數(shù)據(jù)倉庫和部門級數(shù)據(jù)倉庫（通常稱為數(shù)據(jù)集市）。 3 OLAP 服務(wù)器：對分析需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效集成，按多維模型予以組織，以便進(jìn)行多角度、多層次的分析，并發(fā)現(xiàn)趨勢。其具體實現(xiàn)可以分為： ROLAP、MOLAP 和 HOLAP。 4 前端工具：主要包括各種報表工具、查詢工具、數(shù)據(jù)分析工具、數(shù)據(jù)挖掘工具以及各種基于數(shù)據(jù)倉庫或數(shù)據(jù)集市的應(yīng)用開發(fā)工具。其中數(shù)據(jù)分析工具主要針 對 OLAP 服務(wù)器，報表工具、數(shù)據(jù)挖掘工具主要針對數(shù)據(jù)倉庫。 軟件開發(fā)測試技術(shù) 軟件測試（ software testing）是軟件質(zhì)量保證的主要活動之一，它提供了軟件規(guī)格說明、設(shè)計和編碼的最終審評。測試工作實現(xiàn)的目標(biāo)：（）測試是一個程序的執(zhí)行過程，其目標(biāo)在于發(fā)現(xiàn)錯誤。（）一個好的測試用例能夠發(fā)現(xiàn)至今尚未察覺的錯誤。（）一個成功的測試則是發(fā)現(xiàn)至今尚未察覺的錯誤的測試。 測試可以用兩種方法進(jìn)行：（）黑盒子測試：黑盒子測試著眼于系統(tǒng)的外部特性，而不考慮系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)。黑盒子測試是針對軟件接口的測試，即看 它能否滿足功能要求，輸入能夠被正確地接收，并準(zhǔn)確的輸出結(jié)果，以及能夠保持外部信息的完整性等。（）白盒子測試：白盒子測試著眼于系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，是以仔細(xì)檢查過程的細(xì)節(jié)為基礎(chǔ)的，通過一組指定條件和循環(huán)的測試用例，對穿過軟件的邏輯路徑進(jìn)行測試，可以在不同點檢查程序的狀態(tài)，以確定實際狀態(tài)與預(yù)期狀態(tài)是否一致。 本系統(tǒng)是實時系統(tǒng)，所以在測試時要考慮系統(tǒng)的實時特性。測試采用了vxWorks 開發(fā)工具的 CPU 時序分析工具和 Shell 命令接口工具，進(jìn)行了單個任務(wù)測試（ task testing）、行為測試（ behavioral testing）、任務(wù)間通訊測試(intertask testing)、系統(tǒng)硬件測試 (system testing)；用 Source Insight 3.0 對程序進(jìn)行代碼靜態(tài)分析，保證系統(tǒng)的代碼邏輯正確。通過上述測試方法或測試知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 過程，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的可能存在的邏輯、接口、行為、內(nèi)存溢出、任務(wù)的時序等錯誤，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的潛在的錯誤。 此外還對系統(tǒng)使用大數(shù)據(jù)量的強(qiáng)度測試，測試系統(tǒng)的能夠承載的任務(wù)負(fù)載強(qiáng)度。 2）項目的技術(shù)創(chuàng)新點 系統(tǒng)在線故障診斷和在線恢復(fù)技術(shù) 在工業(yè)控制系統(tǒng)中，設(shè)備的故障診斷和故障的在線故障恢復(fù) 是系統(tǒng)的健壯性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。在項目中采用軟件狗、硬件看門狗、硬件判錯、和任務(wù)實時自我判錯等判錯機(jī)制來進(jìn)行系統(tǒng)的在線故障診斷。本系統(tǒng)在在線恢復(fù)技術(shù)中采用了圖形界面自動顯示錯誤和出錯后系統(tǒng)自恢復(fù)技術(shù)，這些技術(shù)可以使系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行時發(fā)生的錯誤，并自動啟用相應(yīng)的處理措施，從而保證了系統(tǒng)的健壯性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)還可以通過鐵路信號專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的故障診斷。 用 CAN總線技術(shù)實現(xiàn)容錯控制 系統(tǒng) 數(shù) 據(jù)容錯機(jī)制是工業(yè)控制領(lǐng)域判斷數(shù)據(jù)正確性常用的、有效的方法 。 系統(tǒng)采用 CAN 總線技術(shù)實現(xiàn) 控制系統(tǒng)的 容錯機(jī)制。因 CAN 總線本身 具有硬件容錯 功能 ，但為了進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，我們還 同時 運用了軟件容錯機(jī)制：用 冗余碼 校驗來確保單幀數(shù)據(jù)正確，用主備機(jī)雙 CAN 總線進(jìn)行同一幀數(shù)據(jù)比較 ， 來實現(xiàn)數(shù)據(jù)序列正確性。通過 在 CAN 總線 上采用 數(shù)據(jù)容錯技術(shù)使本系統(tǒng)實現(xiàn)了 控制系統(tǒng)的容錯運行 。 數(shù)據(jù)容錯機(jī)制是工業(yè)控制領(lǐng)域判斷數(shù)據(jù)正確性常用的、有效的方法 。 系統(tǒng)采用CAN 總線技術(shù)實現(xiàn) 控制系統(tǒng)的 容錯機(jī)制。因 CAN 總線本身 具有硬件容錯 功能 ，但為了進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，我們還 同時 運用了軟件容錯機(jī)制：用 冗余碼 校驗來確保單幀數(shù)據(jù)正確，用主備機(jī)雙 CAN 總線進(jìn)行同一幀數(shù)據(jù)比較 ， 來實現(xiàn)數(shù)據(jù)序列正確性。通過 在 CAN 總線 上采用 數(shù)據(jù)容錯技術(shù)使本系統(tǒng)實現(xiàn)了 控制系統(tǒng)的容錯運行 。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 圖形方式顯示系統(tǒng)運行狀態(tài) 圖形方式顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，可以使現(xiàn)場工作人員直觀的了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)。本系統(tǒng)采用了信號燈、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖、機(jī)籠狀態(tài)圖、實時數(shù)據(jù)框等常用的符號標(biāo)識，實現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)描述，使本系統(tǒng)具有直觀性和友好界面的特點 。這樣可以便于使用人員快速判斷系統(tǒng)故障的部位，并 進(jìn)行快速維修，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。 防止故障擴(kuò)大技術(shù) 防止故障擴(kuò)大是工業(yè)控制系統(tǒng)中重要的技術(shù)，這種技術(shù)使系統(tǒng)在故障產(chǎn)生時將 損失減小到最低程度。系統(tǒng)在防止硬件故障擴(kuò)大中運用了光電隔離技術(shù)、電壓穩(wěn)壓保護(hù)技術(shù)、防雷技術(shù)。在防止軟件故障擴(kuò)大中運用了：管道、消息隊列等機(jī)制實現(xiàn)任務(wù)間數(shù)據(jù)通訊從而使任務(wù)間實現(xiàn)了高內(nèi)耦、低耦合。上述技術(shù)使系統(tǒng)達(dá)到了防止系統(tǒng)故障擴(kuò)大的 目的。 具有三級層次信息共享的軟硬件接口 信息共享技術(shù)軟硬件接口是工業(yè)控制系統(tǒng)生存能力和延長系統(tǒng)生存期的重要指標(biāo)。本系統(tǒng)為滿足不同的客戶需求提供了三級層次數(shù) 據(jù)共享，它們分別為現(xiàn)場總線接口、以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口和特殊信息轉(zhuǎn)換接口。 現(xiàn)場總線接口可以提供現(xiàn)場總線上的實時數(shù)據(jù)；以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口通過TCP/IP 協(xié)議實現(xiàn)了和其他信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；特殊信息轉(zhuǎn)換接口是指系統(tǒng)提供了專用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口軟硬件與車站的現(xiàn)有設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，這樣可以更好的利用車站的現(xiàn)有設(shè)備降低成本。通過這種三級層次的接口設(shè)計必將提高本系統(tǒng)的生存能力和延長本系統(tǒng)生存期。 2、項目技術(shù)方案論述 1) 信號解決方案 對鐵路信號技術(shù)及發(fā)展方向進(jìn)行科學(xué)地分析，規(guī)范鐵路信號信息的類型，兼容國內(nèi)已開發(fā)應(yīng)用的各系統(tǒng)對信 號信息的需求，并預(yù)留將來可能的信息需求。試驗驗證信號接口電路的可靠性、可用性和安全性。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 研究對象的確定 鐵路信號設(shè)備種類眾多，相應(yīng)產(chǎn)生的信息量也是龐大、復(fù)雜的，對鐵路信號信息量進(jìn)行研究、分析，兼容其他信息系統(tǒng)的需求，并預(yù)留將來可能的信息需求，明確系統(tǒng)研究的對象，確定鐵路信號信息的類型與性質(zhì)，是信號解決方案的基礎(chǔ)。信號信息的來源，包括鐵路信號的集中聯(lián)鎖設(shè)備、非集中聯(lián)鎖設(shè)備、閉塞設(shè)備、其它信號設(shè)備和由其它信息系統(tǒng)輸入的信息，如無線列調(diào)、環(huán)境監(jiān)控、電源監(jiān)控等系統(tǒng)。根據(jù)鐵路信號智能平臺的需要，制定信號采集與控制的范 圍、規(guī)范描述鐵路信號信息元素，確定鐵路信號接口的方式和制定標(biāo)準(zhǔn)鐵路信號接口電路。 確定鐵路信號接口的標(biāo)準(zhǔn)電路 鐵路信號接口的應(yīng)充分考慮可靠性、可用性和安全性的要求。信號接口電路是信號設(shè)備的一部分，確保信息采集環(huán)節(jié)不論在運行或故障狀態(tài)時，均不得影響信號設(shè)備的正常使用。信息采集方式穩(wěn)定可靠，采集位置相對集中，采集方法規(guī)范合理經(jīng)濟(jì)，施工方便和安全。確保行車作業(yè)人員操縱信號設(shè)備指令的開關(guān)量輸出信息，符合故障 安全原則。 制定標(biāo)準(zhǔn)信號接口電路圖冊 制定標(biāo)準(zhǔn)信號接口電路 圖冊。 信號接口電路 圖冊遵循鐵路信號設(shè)計規(guī)范要求，規(guī) 定信號接口電路的系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)、電源配置、設(shè)備位置和名稱代號、采集對象的采樣名稱和采樣位置、采集器材等內(nèi)容。 2) 硬件解決方案 硬件系統(tǒng)為該項目提供了一個實驗的平臺，并為評估系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性提供實驗依據(jù)。為滿足上述要求，我們在研制 6502 電氣集中控制臺的硬件基礎(chǔ)上，充分考慮了各方面的需求，提出了以下方案（如圖）： 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 整個硬件系統(tǒng)由信號采集與控制子系統(tǒng)、現(xiàn)場總線子系統(tǒng)、主備控制機(jī)系統(tǒng)、信息處理機(jī)、信息共享網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成，主要設(shè)備安裝在 19” 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜里，尺寸采用歐標(biāo)的相應(yīng)大小，關(guān)鍵部分采用雙機(jī)冗余技術(shù)和故障容錯技術(shù) ，保證系統(tǒng)在部分或全部的軟硬件故障或失效時，信號設(shè)備能處于安全狀態(tài)，即符合信號設(shè)備的故障導(dǎo)致安全的原則。 信號采集與控制子系統(tǒng) 信號采集與控制子系統(tǒng)主要完成對鐵路信號的采集和控制信號的輸出，并知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 通過現(xiàn)場總線子系統(tǒng)連接到上層主備控制機(jī)系統(tǒng)。采集對象包括信號設(shè)備、電源監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、車次號等等。 子系統(tǒng)進(jìn)行智能化設(shè)計，能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行初步的抗干擾處理，并對輸出的控制信息進(jìn)行邏輯判斷，防止非安全信息輸出。 子系統(tǒng)可以對自身的狀態(tài)進(jìn)行自我檢測，將故障確定到板級，并向上位機(jī)報告故障狀態(tài)及位置。在故障發(fā)生時，能夠?qū)⒐?障限制在板極范圍內(nèi)，并能在不中斷運行的情況下，實現(xiàn)在線修復(fù)。 子系統(tǒng)具有較強(qiáng)的防雷能力。 子系統(tǒng)具有通訊的故障容錯功能，實現(xiàn)誤碼的自動偵測和糾錯。 子系統(tǒng)具有較高的采集速度、總線通訊速度和 CPU 處理能力，滿足各種信息系統(tǒng)對采集速度的要求。 現(xiàn)場總線子系統(tǒng) 現(xiàn)場總線子系統(tǒng)完成主備控制主機(jī)與信號采集與控制子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞，構(gòu)成集散式控制系統(tǒng)。 提供高性能的現(xiàn)場總線，具有高速度，高可靠、低成本、多端口的功能，適用于儀器級設(shè)備的接入，通過簡單的轉(zhuǎn)換即能與目前常用的現(xiàn)場總線接口。 通過冗余的方法可以構(gòu)成可靠的信 息傳輸體系，提供誤碼的自動偵測和故障的容錯功能。 具有良好的實時性能，具有最短的信息傳輸延遲，實現(xiàn)重要信息的優(yōu)先傳輸。 主備控制機(jī)子系統(tǒng) 采集從下位傳來的控制信號，進(jìn)行處理后，顯示在屏幕上，并將信息傳往信息處理機(jī)。 輸入控制信息，進(jìn)行處理后，通過現(xiàn)場總線發(fā)往控制輸出系統(tǒng)。并將輸出的結(jié)果返回給信息處理機(jī)。 采用低功耗高可靠的工業(yè)控制機(jī)，軟件固化在 ROM 盤上。取消硬盤，軟驅(qū)等易損件。保證機(jī)器能長時間不間斷運行。 采用專用的面向任務(wù)對象的實時多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)，可將應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)合二為一。減少人為故障的機(jī)率 ，保障軟件長時間連續(xù)運行。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 主備機(jī)同步運行，互為主備，但備機(jī)不能向現(xiàn)場總線系統(tǒng)上發(fā)送控制信息。當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時，產(chǎn)生設(shè)備故障報警，系統(tǒng)自動或人工介入切換至備機(jī)。 備機(jī)通過檢測下位機(jī)和主機(jī)的數(shù)據(jù)包，對控制臺系統(tǒng)進(jìn)行實時的檢測，并以圖形的方式顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)，一但發(fā)生故障，立即在備機(jī)屏幕上以圖形的方式顯示故障的具體位置，方便現(xiàn)場人員進(jìn)行快速維修，保證系統(tǒng)的正常運行。 信息處理機(jī) 存貯、查詢和回放站場信息。 作為信息平臺向其他信息系統(tǒng)如微機(jī)監(jiān)測、 DMIS 發(fā)布實時的鐵路信號信息。 向需要特殊要求的信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換接口。 為以后的系統(tǒng)提供計算機(jī)平臺。 信息共享網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) 本系統(tǒng)為不同需求的信息系統(tǒng)提供了以下三種接口： 現(xiàn)場總線接口； 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口； 特殊信息轉(zhuǎn)換接口； 通過提供以上三種接口，可以實現(xiàn)與儀器的連接、與其他信息系統(tǒng)的連接，特殊數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，也可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成大型信息共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 3) 軟件解決方案 基于項目的要求與系統(tǒng)的硬件解決方案，軟件解決方案如下（附結(jié)構(gòu)框圖）： 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 軟件系統(tǒng)由控制機(jī)軟件子系統(tǒng)與信息處理機(jī)軟件子系統(tǒng)組成，以下為簡介： 軟件系統(tǒng)的組成： I. 控制機(jī)軟件 開發(fā)平臺 ： 操作系統(tǒng)采用 vxWorks 實時多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)，編程語言采用 Ansi C 語言，開發(fā)工具為 Wind River 公司提供的集成化開發(fā)環(huán)境 TornadoII 。 軟件功能 ： 包括信息的采集與處理、站場實時顯示、控制信息的形成與輸出、信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視、故障的自檢測與屏蔽、主備機(jī)切換和信息的現(xiàn)場總線接入等。 安全性 ： 控制機(jī)軟件子系統(tǒng)考慮了主、備機(jī)兩種運行狀態(tài)，以兩臺機(jī)器啟動順序的先后確定主機(jī)和備機(jī)，主機(jī)界面為車站控制界面，備機(jī)界面為系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視界面。當(dāng)主機(jī)工作異常時，備機(jī)自動報警，并可根據(jù)軟件錯誤的標(biāo)志自動或 手動切換成主機(jī)運行。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 控制機(jī)軟件包括了任務(wù)調(diào)度與異常處理機(jī)制，任務(wù)執(zhí)行異常時將啟動異常處理程序，進(jìn)行故障自動檢測與自動屏蔽，然后由調(diào)度程序重新喚醒掛起或阻塞的任務(wù)，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。 現(xiàn)場總線協(xié)議能夠完成對信息采集與控制信息輸出的校驗，達(dá)到防錯的目的。 實時性： vxWorks 具有實時性強(qiáng)、資源開銷小、具有多種任務(wù)管理模式。硬件驅(qū)動采用中斷和定時結(jié)合的方式，通過高速中斷響應(yīng)和精確定時的特性實現(xiàn)信息采集和控制的實時性。 專用性： 由于在嵌入式系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件是一體化化的，系統(tǒng)啟動后，直接運行應(yīng)用軟 件，并且只有關(guān)閉電源才能停止應(yīng)用軟件的運行，也就是說，應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)是為特定的應(yīng)用設(shè)計的，具有專用性，不可能運行無關(guān)的軟件，從而大大減輕了管理的負(fù)擔(dān)。 交互性： 車站控制界面采用圖元控件化處理，車站值班員通過鼠標(biāo)點擊信號圖元形成控制信息并輸出。 II. 信息處理機(jī)軟件子系統(tǒng) 開發(fā)平臺： 操作系統(tǒng)采用 Windows 2000 Server，編程語言采用 Visual C+，數(shù)據(jù)庫采用 SQL Server。 功能： 接入主備控制機(jī)的采集信息和控制信息、信息的存儲和管理、信息的發(fā)布與接入、站場實時顯示與回放、信息查詢 和報表輸出。 重用性和可擴(kuò)展性： 信息處理機(jī)軟件采用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)類設(shè)計，提供數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)接口；采用功能函數(shù)的 DLL（動態(tài)鏈接）設(shè)計，提供功能函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)接口。信息處理機(jī)軟件通過這兩種標(biāo)準(zhǔn)接口完成數(shù)據(jù)定義、功能函數(shù)的重用與擴(kuò)展。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 信息共享的軟件實現(xiàn) I. 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和協(xié)議轉(zhuǎn)換接口 通過數(shù)據(jù)庫訪問模塊，本系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫文件訪問。協(xié)議轉(zhuǎn)換接口適用于過渡時期與其他信息系統(tǒng)的信息交換，本系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)之間的信息交換由協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊完成。 II. 實時信息接口 其他信息系統(tǒng)可通過以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口與本系統(tǒng)進(jìn) 行實時信息交換。 III. 現(xiàn)場總線接口 其他信息系統(tǒng)在現(xiàn)場總線這一級可以得到本系統(tǒng)的信息，也可以為本系統(tǒng)提供信息。因為通過物理轉(zhuǎn)換可以將不同類型的現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)換為同樣類型的現(xiàn)場總線，所以控制機(jī)軟件的現(xiàn)場總線驅(qū)動程序只適用本系統(tǒng)的現(xiàn)場總線類型。 4) 信息共享方案 本方案為信息共享提供了三種不同層次的數(shù)據(jù)接口，以滿足不同信息系統(tǒng)對信息共享的需要。 現(xiàn)場總線接口 用于和小型儀器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的接口，如電源監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、車次號系統(tǒng)接口。如果被接入系統(tǒng)支持同樣類型的現(xiàn)場總線，可以直接接入；如果被接入系統(tǒng)只有其它類型接口， 則需要通過物理轉(zhuǎn)換成同樣的總線，現(xiàn)場總線外部接口與內(nèi)部現(xiàn)場總線系統(tǒng)保持電氣隔離，并進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾，防止外部設(shè)備影響系統(tǒng)安全。 另外，對數(shù)據(jù)采集的實時性有嚴(yán)格要求的系統(tǒng)，也可以直接從現(xiàn)場總線上直接獲取信息，保證系統(tǒng)的實時性 。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口 這是本系統(tǒng)提供的用于信息共享的標(biāo)準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)接口，可以滿足絕大多數(shù)信息系統(tǒng)的需要。通過 100M 的以太網(wǎng)交換機(jī)，可以為其它系統(tǒng)提供低成本、高性能、高可靠的物理連接，通過采用 TCP/IP 的協(xié)議，可以方便地組成本地局域網(wǎng)，實現(xiàn)與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，也可以通過路由器構(gòu)成廣域網(wǎng)，實 現(xiàn)更大范圍的數(shù)據(jù)交換。 計算機(jī)數(shù)據(jù)庫接口和轉(zhuǎn)換接口 本系統(tǒng)預(yù)備了一臺信息處理機(jī)用于數(shù)據(jù)處理，通過功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫可以提供可以實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能，完成站場顯示、數(shù)據(jù)存儲、打印和管理的功能，并向外部提供的數(shù)據(jù)庫接口。為了與現(xiàn)有設(shè)備接口，或是在過渡階段保證數(shù)據(jù)交換的連續(xù)性，通過安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件實現(xiàn)與現(xiàn)有信息系統(tǒng)的接口，以適應(yīng)現(xiàn)場復(fù)雜的任務(wù)需求。 5) 試驗方案 系統(tǒng)的試驗驗證，在分階段、分項目試驗后，進(jìn)行整機(jī)試驗驗證。 第一階段： 完成樣機(jī)的開發(fā)工作后，設(shè)計相應(yīng)的軟件硬件測試程序，進(jìn)行仿真仿實物試驗，以檢測設(shè)計要求 的全部功能，整合信號接口電路、硬件采集、軟件程序、通信傳輸及各子系統(tǒng)間的設(shè)計協(xié)調(diào)。 第二階段： 在完成上述任務(wù)后，選擇南昌電務(wù)段練功場安裝全套設(shè)備。在現(xiàn)場環(huán)境下進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)不足、彌補(bǔ)缺陷、完善功能并進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)。 第三階段： 通過專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品測試，完成各類技術(shù)報告、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范草案，及信號接口電路標(biāo)準(zhǔn)、軟件和硬件說明書等，為通過鐵道部的鑒定做好充分準(zhǔn)備。 系統(tǒng)的實體試驗包括信號接口電路、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，試驗驗證的目的是通過測試驗證系統(tǒng)的安全性、可靠性和可用性。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 試驗原則： 在正確操作時，系統(tǒng)及 系統(tǒng)局部不應(yīng)出現(xiàn)錯誤的輸出；在錯誤操作時，系統(tǒng)及系統(tǒng)局部不應(yīng)出現(xiàn)正確的輸出；任意操作或操作組合不應(yīng)出現(xiàn)災(zāi)害性后果。 試驗方法如下： 通過控制主機(jī)界面，進(jìn)行信號試驗，驗證系統(tǒng)的總體性能。 模擬故障試驗，突出驗證系統(tǒng)的安全性與可靠性。 系統(tǒng)在現(xiàn)場通過試運行期，驗證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行的能力。 將系統(tǒng)性能試驗的結(jié)果、意見形成文字，結(jié)束系統(tǒng)的性能試驗。 3、項目擬達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)： 系統(tǒng)連續(xù)運行時間： 20000 小時 系統(tǒng)重啟時間： 2500V， 1 分鐘 系統(tǒng)運行溫度要求： 0 C 35 C 系統(tǒng)運行的濕度要求： 40% 90% 4、項目各階段目標(biāo) 項目初步建設(shè)的主要目標(biāo)是完成項目產(chǎn)業(yè)化前期的所有相關(guān)工作，為項目的產(chǎn)業(yè)化做好準(zhǔn)備。包括以下方面的內(nèi)容： 1) 第一階段： 完成樣機(jī)的開發(fā)工作，實現(xiàn)設(shè)計要求的所有功 能 2) 第二階段： 在現(xiàn)場環(huán)境下對系統(tǒng)功能進(jìn)行檢測，并進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，完成第二套樣機(jī)的安知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 裝。 3) 第三階段： 進(jìn)行可靠性測試，通過專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品測試，完成各種報告，通過鐵道部專業(yè)部門的鑒定。 5、項目經(jīng)費預(yù)算情況 1) 項目投資與資金籌措表 項目投資與資金籌措表 單位：萬元 序號 項 目 金 額 1 投資總額 160 固定資產(chǎn)投資 流動資金 2 資金籌措 自籌資金 15 其中：已完成投資 120 新增投資 40 申請科技三項經(jīng)費 25 借（貸 ）款 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 2) 項目開發(fā)成本費用預(yù)算方案 申請科技三項經(jīng)費使用預(yù)算表 序號 名 稱 單位 數(shù)量 金額 (萬元 ) 使用 時間 1 開發(fā)費 項目開發(fā)人員費 0.20萬 /人 /月 10人 /月 8 4個月 原材料動力費 4 9 個月 檢測費 3 3 個月 調(diào)研費 3 9 個月 查新費 0.5 1 個月 技術(shù)咨詢費 轉(zhuǎn)讓、合作費 2 設(shè)備費 申請三項經(jīng)費資助設(shè)備： 6.5 9 個月 3 試制費 人員費 原材料動力費 檢測費 4 鑒定驗收費 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 三、項目實施支撐條件 1) 項目技術(shù)來源； 鐵路 6502 電氣集中計算機(jī)控制臺項目是由南昌鐵路局電務(wù)處提出，由南昌路通高新技術(shù)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)開發(fā)的鐵路信號新產(chǎn)品項目，路通公司是整個控制臺項目的核心，負(fù)責(zé)項目的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)、各單位的協(xié)調(diào)和將來的項目實施。上海通訊工廠負(fù)責(zé)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，樣機(jī)的生產(chǎn)制造，以及以后的專用設(shè)備的生產(chǎn)制造。 南昌鐵路局電務(wù)處和車務(wù)處負(fù)責(zé)項目的需求設(shè)計。南昌鐵路局科委負(fù)責(zé)與鐵路系統(tǒng)的協(xié) 調(diào)工作，組織專家鑒定。南昌鐵路局勘測設(shè)計院負(fù)責(zé)控制臺系統(tǒng)與信號系統(tǒng)的接口設(shè)計工作。項目的知識產(chǎn)權(quán)由路通公司所有。 2、公司基本情況 現(xiàn)有員工 45 人。軟件開發(fā)與系統(tǒng)集成相關(guān)人員 40 人，其中本科學(xué)歷人數(shù)24 人，占工程技術(shù)人員的 80。 公司資質(zhì)： 2001 年 5 月，通過江西省信息產(chǎn)業(yè)廳軟件企業(yè)認(rèn)定； 2001 年 10月，通過江西省科學(xué)技術(shù)廳高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定； 2002 年 8 月，獲得國家保密局涉及國家秘密的計算機(jī)信息系統(tǒng)集成資質(zhì)證書； 2002 年 10 月，獲得國家信息產(chǎn)業(yè)部計算機(jī)信息系統(tǒng)集成資質(zhì)（四級）。 3、項目組人員 專業(yè)結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)； 對于該項目公司成立專門項目組，由總工程師王岡負(fù)責(zé)總體。開發(fā)部配備軟件、硬件開發(fā)人員負(fù)責(zé)具體開發(fā)工作，分工情況見下表： 研究人員表 姓 名 職 稱 年齡 研究任務(wù)及分工 全時率 % 吳新華 高級工程師 55 系統(tǒng)策劃 25% 張小江 高級工程師 46 系統(tǒng)策劃 25% 施宗保 高級工程師 45 車務(wù)專業(yè)配合 25% 葉 俊 高級工程師 36 信號專業(yè)配合 25% 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 王 岡 高級工程師 34 總體設(shè)計 100% 趙 俊 工 程 師 26 軟件設(shè)計 100% 郭嘉 昌 工 程 師 50 信號專業(yè)配合 100% 曾剛 助理工程師 24 軟件編程 100% 王劍 助理工程師 24 軟件編程 100% 鄧濤 助理工程師 24 接口編程 100% 劉亞科 助理工程師 24 通訊及網(wǎng)絡(luò) 100% 鄭光緒 助理工程師 23 硬件設(shè)計 100% 王福海 助理工程師 24 系統(tǒng)測試 100% 劉利平 助理工程師 23 板卡設(shè)計 100% 4、項目新增投資籌集情況 目前企業(yè)已自籌 15 萬元。 四、項目預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益 1、預(yù)期市場需求； 由于車站 每十年需要進(jìn)行一次大修，公司可以用大修改造的經(jīng)費安裝此系統(tǒng)，從而解決了資金來源的問題。 全國共有車站 5000 個，每十年需要進(jìn)行一次大修，也就是說，每年有 500個車站需要大修，目前微機(jī)連鎖車站每年完成 100 個左右，適合用于該系統(tǒng)的車站約 400 個左右。每個車站的造價在 40萬元，每年可見的市場容量有 1.6 億元。 據(jù)我們從鐵道部運輸局了解，目前，鐵路還沒有同類成熟產(chǎn)品面市，也沒有相關(guān)企業(yè)研制的消息，如果公司能爭取資金，加快開發(fā)進(jìn)度，搶先進(jìn)入市場后，不斷改進(jìn)技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，始終保持領(lǐng)先的地位，就可以不斷的擴(kuò)大市 場份額，創(chuàng)造源源不斷的利潤來源。 知識水壩（豆丁網(wǎng) pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 公司的主要客戶是各鐵路局，按照慣例，在鐵路上如果要采用新產(chǎn)品，必須經(jīng)過一定時間的試運行，再經(jīng)鐵道部的鑒定，才能在鐵路上使用。公司計劃在2003 年 7 月安裝樣機(jī)，經(jīng)過半年時間的使用，申請鐵道部的鑒定，再到各鐵路局推廣。 2、預(yù)期盈利水平 6502 電氣集中計算機(jī)控制臺三年內(nèi)的計劃如下 ： 2003 年，完成系統(tǒng)的研制和定型，投入開發(fā)資金 200 萬元 2004 年，完成南昌鐵路局 10 個站施工調(diào)試，并完成鐵道部鑒定，完成合同200 萬元。 2005 年，完成 50 個車站的合同，實現(xiàn)銷售收入 1000 萬元，利潤 300 萬元。 2006 年，完成 100 個車站合同，實現(xiàn)銷售收入 2000 萬元，利潤 600 萬元。 該項成果無論在國際和國內(nèi)均具有先進(jìn)性，同時也是處于領(lǐng)先地位。 該控制臺大規(guī)模運用于鐵路系統(tǒng)后，可大幅度提高鐵路部門鐵道設(shè)備的科技含量，保障運輸安全，減少設(shè)備維護(hù)量，將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前全國鐵路系統(tǒng)尚無同類產(chǎn)品面市，有望獲得鐵道部認(rèn)可，從而進(jìn)入