题目：机车操纵辅助控制系统容错计算机的输入接口设计与系统可靠性分析

随着科学技术的发展，技术装备愈来愈复杂，可靠性特别是系统可靠性日益受到人们的重视。其原因一方面是系统愈来愈复杂，可靠性愈难达到较高的指标；另一方面系统愈复杂，往往因故障造成的损失也愈大。这损失不仅是经济上的、信誉上的、甚至还会造成生命以至更严重的灾难性后果。所以随着计算机技术在铁路系统的广泛应用以及基于铁路系统安全第一的作业特点，对铁路系统进行可靠性分析评估具有深远意义。可靠性设计一般有避错与容错两种设计方案，容错设计从系统结构上提高可靠性，是面向应用的可靠性系统设计的可行方案。因而，运用容错技术对铁路控制系统进行设计是一种提高系统可靠性的有效手段。 本论文来源于南昌铁路局的机车操纵辅助控制系统项目。机车操纵辅助控制系统TMR容错计算机是由三模冗余和表决机制共同构成的机车计算机控制系统，其基本思想是：通过TMR的硬件冗余方式，实现系统的高可靠性和高安全性。本文首先介绍了国内外可靠性研究的发展历史和现状，系统可靠性的基本概念和影响系统可靠性的各种因素等；并对容错类型进行了定位，选择三模冗余+表决器模型为设计方案；其次系统地分析了项目设计的容错需求，提出了机车操纵辅助系统TMR容错计算机的系统要求。接着给出了系统中输入模块的详细的硬件设计与实现过程；并给出了系统中输入模块的软件实现；从系统级可靠性观点出发，对系统进行了可靠性分析与比较，建立了基于容错计算机控制系统的可靠性模型，进一步分析了系统通道的相关可靠性；最后对全文的研究内容进行了总结，并提出了今后的进一步研究工作。本文研究的目的就是通过对于机车操纵辅助控制系统TMR容错计算机进行分析，给出系统中输入模块的详细的硬件设计、实现过程和软件实现。并针对已设计系统进行可靠性分析，根据所采用的部件对整个容错系统可靠性进行评估。这对容错系统在机车控制领域的使用推广具有积极的理论参考价值和工程实用性。