耿进龙 赵希发 李 鹏

安全计算机平台是轨道交通中信号控制系统的通用安全平台，广泛应用于铁路和地铁的轨旁IO设备系统和车载IO 设备系统，是轨道交通信号系统的重要组成部分。随着我国铁路列车运行速度越来越快，维护周期要求越来越短，对用于传输IO控制命令以及检测维护信息的系统总线，在安全性、实时性以及可靠性方面提出了更高的要求。

CAN 总线具有突出的可靠性、实时性和灵活性，在工业自动化、汽车、船舶等领域得到广泛应用。基于CAN 应用层的CANopen 协议具有实时高效、组网灵活等特点，通过CANopen 协议传输的数据可以根据其不同的紧急程度要求，设置为不同优先级的CANopen 通信对象。底层CAN 总线采用非破坏性仲裁机制，既可以保证高优先级的CANopen 通信对象优先传输，又可以保证低优先级的CANopen 通信对象不会丢失。

基于CANopen协议的安全计算机平台，采用双网冗余的CAN 总线连接系统内各个模块。同时，对实时性要求最高的IO 控制命令采用PDO 进行传输，数据量比较大的监测维护信息采用SDO 进行传输，并使用NMT 报文对网络中的每个节点进行同步控制。通过实验室测试试验，验证了CANopen 协议作为安全计算机平台总线上层通信协议的可行性。

1 安全计算机平台架构

在轨道交通信号系统中，典型的故障-安全系统有1oolD、1oo2D、2oo2D、2oo3D、2×2oo2D 等几种架构，不同的架构具有不同的可靠性和安全性。本文描述的安全计算机平台采用2×2oo2D 作为安全平台的核心架构，其基本功能结构、接口及边界如图1 所示。……