孙俊勇，罗显光，许晋荣，曾 军，石建强

（1. 大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室，株洲 412000；2. 中车株洲电力机车有限公司 产品研发中心，株洲 412000；3. 兰州交通大学 自动控制研究所，兰州 730070）

随着无线通信、计算机等技术的快速发展，轨道交通车辆的智能化、自主化水平也越来越高，对传统安全计算机的功能和性能提出了更高的要求[1-2]。目前，车载安全计算机主要采用6 U单机箱设计（U是由美国电子工业协会规定的一种表示服务器外部尺寸的单位，规定的长度范围为360～725 mm，宽度约为483.6 mm，高度约为44.45 mm）。采用6 U机箱设计的重要原因是：（1）可以在一块独立板上实现两块主控板和一块表决板的布板设计，完成二取二表决计算；（2）采用两块相同的独立板，即可实现二乘二取二架构[3]。

对于有轨电车和新型的虚拟轨道胶轮列车，安装空间非常紧凑[4-5]，6 U机箱机械尺寸较大，不便于车载设备的灵活配置和功能扩展。针对上述问题，本文设计了一种基于FlexRay总线的分布式车载安全计算机系统。系统由两套3 U独立机箱组成，单套机箱内部采用FlexRay总线组成二取二安全计算机，两套机箱组成二乘二取二的安全计算机系统，该系统不仅具有高性能、高安全性特点，并且安装配置灵活，可以为车载安全计算机的设计提供参考。

1 架构设计

1.1 总线选择

通常，安全计算机选择RS485、控制器局域网络（CAN，Controller Area Network）、以太网和Flex-Ray等作为通信总线[6-9]，随着安全计算机需要处理的数据越来越多，原有的RS485、CAN等无法满足传输速率的要求，以太网和FlexRay总线已成为安全计算机的主要选择。……