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针对CTCS-3级列控系统列车运营效率的需要,采用基于二乘二取二架构紧耦合架构进行自主化CTCS-3级车载热备系统的研究。从时钟调度机制、双系同步机制、故障切系机制等方面介绍了热备系统的工作原理,重点分析通信传输系统的危险失效率和主备系切换时间条件。此架构下的热备系统具有异构防共模错误、紧耦合平行同步保证安全一致的特点。通过实验室仿真测试及现场试验验证,证明热备系统具有高安全、高可靠、平滑切换的特点,具有良好的实用价值。