在大型复杂实时协作等关键应用中，需要高可靠性的保障。如何保证系统能快速、准确、可靠、持久的运行，是需重点解决的关键问题之一，这就需要系统具备冗余和容错能力。微机化站间自动闭塞系统采用计算机实现站间闭塞，并结合现有计轴技术，显著的提高了区间通过能力，对提高我国单线区段行车安全性及铁路运输自动化水平具有重要的社会意义。本文依据微机化站间自动闭塞系统的基本功能提出了系统总体结构，对系统组成、工作原理、主要特点进行了分析。针对铁路站间自动闭塞系统的故障一安全及可靠性应用要求，设计实现了二乘二取二的冗余闭塞控制模块、智能I／O模块。并对二乘二取二冗余控制系统中同步策略及通信等关键技术进行了分析研究，其中通信包括了控制机与现场设备间的通信、工作控制机与备用控制机之间的通信、以及与邻站的通信。以单模光纤为传输介质构建了双环冗余自愈网络，结合数据校验和正反码传输技术实现了控制机与安全智能I／O模块及计轴器之间的可靠通信，该通信过程具有适应分布式系统控制、系统升级方便、多重安全防护等特点。最后结合实际应用，基于系统状态转换模型，采用马尔可夫过程研究了可修复系统的可靠度和安全度，分析了不同故障覆盖和维修率对系统可靠性和安全性的影响，仿真结果表明该系统具有较高的可靠性及安全性。