專利名稱：并行二乘二取二結構計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵路車站信號計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，具體的說，涉及一種并行二乘二取二結構計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。
背景技術：
鐵路車站信號計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是一個實時、多任務、安全苛求的計算機控制系統(tǒng)，是實現(xiàn)以進路控制為主要內(nèi)容的聯(lián)鎖功能控制系統(tǒng)，它包括人機會話層、聯(lián)鎖邏輯層和執(zhí)行層，其中，人機會話層由操作表示設備和電務維修設備組成，聯(lián)鎖邏輯層由聯(lián)鎖單元和輸入/輸出單元組成，執(zhí)行層包括由軌道、道岔、信號機等構成的室外設備。在信息化程度高度發(fā)達和鐵路行業(yè)信息化變革加劇的今天，信息安全的重要性日益突出，鐵路行業(yè)產(chǎn)品的信息安全也受到越來越高的關注；然而，中國鐵路車站的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)都是采用國外芯片生產(chǎn)的硬件設備或直接使用國外生產(chǎn)的硬件，核心硬件的不可控必然導致整個中國鐵路車站的核心控制系統(tǒng)存在安全隱患。為了解決上述存在的問題，人們一直在尋找一種理想的技術解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，從而提供一種實時性好、安全性好、 可靠性高、可擴展性、多任務處理的并行二乘二取二結構計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。本實用新型的目的是通過下面的技術方案實現(xiàn)的一種并行二乘二取二結構計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，它包括基于龍芯系列中央處理器的控顯機A、控顯機B、電務維修機、二取二聯(lián)鎖單元1、二取二聯(lián)鎖單元2、二取二輸入/輸出單元1和二取二輸入/輸出單元2，以及控顯機倒機單元，室外設備，以太網(wǎng)1和以太網(wǎng)2 ；其中，所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2分別通過不同的網(wǎng)絡交換機組成獨立的局域網(wǎng)，所述控顯機A、所述控顯機B、所述電務維修機、所述二取二聯(lián)鎖單元1、所述二取二聯(lián)鎖單元2分別連接所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2， 所述二取二聯(lián)鎖單元1連接所述二取二輸入/輸出單元1，所述二取二聯(lián)鎖單元2連接所述二取二輸入/輸出單元2，所述二取二輸入/輸出單元1和所述二取二輸入/輸出單元2 分別連接所述室外設備，所述控顯機A、所述控顯機B分別連接所述控顯機倒機單元；所述二取二聯(lián)鎖單元由相互通信的兩個聯(lián)鎖單元組成，所述二取二輸入/輸出單元由相互通信的兩個輸入/輸出單元組成。本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有實質(zhì)性特點和進步，具體的說，該系統(tǒng)以中國科學院計算機研究所研制的龍芯系列中央處理器為核心，使用開源的Linux操作系統(tǒng)，在保證系統(tǒng)的實時性、安全性、可靠性、可擴展性、多任務處理和節(jié)能環(huán)保的同時，也避免了在計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)中使用國外的處理器可能存在的安全隱患。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步的詳細描述如圖1所示，一種并行二乘二取二結構計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，它包括基于龍芯系列中央處理器的控顯機A、控顯機B、電務維修機、二取二聯(lián)鎖單元1、二取二聯(lián)鎖單元2、二取二輸入/輸出單元1和二取二輸入/輸出單元2，以及控顯機倒機單元，室外設備，以太網(wǎng) 1和以太網(wǎng)2 ；其中，所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2分別通過不同的網(wǎng)絡交換機組成獨立的局域網(wǎng)，所述控顯機A、所述控顯機B、所述電務維修機、所述二取二聯(lián)鎖單元1、所述二取二聯(lián)鎖單元2分別連接所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2，所述二取二聯(lián)鎖單元1連接所述二取二輸入/輸出單元1，所述二取二聯(lián)鎖單元2連接所述二取二輸入/輸出單元2，所述二取二輸入/輸出單元1和所述二取二輸入/輸出單元2分別連接所述室外設備，所述控顯機A、 所述控顯機B分別連接所述控顯機倒機單元；所述二取二聯(lián)鎖單元由相互通信的兩個聯(lián)鎖單元組成，所述二取二輸入/輸出單元由相互通信的兩個輸入/輸出單元組成，即在同一單元的兩個龍芯系列處理器之間需通過通信接口實時的交換信息，實現(xiàn)二取二的功能。聯(lián)鎖邏輯層的二取二聯(lián)鎖單元1和二取二輸入/輸出單元1組成聯(lián)鎖機I系，二取二聯(lián)鎖單元2和二取二輸入/輸出單元2組成聯(lián)鎖機II系；聯(lián)鎖機I系和聯(lián)鎖機II系之間是并行關系，即同時驅動和采集同一個執(zhí)行層的室外設備；兩系之間通過以太網(wǎng)或高速串口中斷校時，實現(xiàn)時鐘同步，當聯(lián)鎖機I系或聯(lián)鎖機II系中的一系出現(xiàn)故障或維護時， 由于兩系是并行關系，可以無縫驅動和采集同一個執(zhí)行層的室外設備?？仫@機倒機單元的功能是在控顯機A或控顯機B出現(xiàn)故障或維護時，可以采用自動或手動方式使顯示器的視頻通道、音響設備的音頻通道和輸入設備的信號通道切換到正常工作的控顯機。所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2分別通過不同的網(wǎng)絡交換機組成獨立的局域網(wǎng)，兩個相互冗余的局域網(wǎng)確保通信線路的可靠性和安全性。操作表示設備的主要作用是給車站值班人員提供向聯(lián)鎖邏輯層輸入操作信息和接收顯示聯(lián)鎖邏輯層輸出的反映執(zhí)行層室外設備工作狀態(tài)和行車作業(yè)情況的表示信息，同時，通過通信線路把操作表示設備的信息送給電務維修機進行存儲和顯示；操作表示設備一般由工控機、顯示器和輸入設備組成；顯示器和輸入設備主要作用是顯示車站站場信息、 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)狀態(tài)信息、輸入操作信息和行車作業(yè)信息，其放置在車站值班室供車站值班人員使用；工控機采用以龍芯系列中央處理器為核心的計算機；該工控機采用固態(tài)硬盤取代以電機帶動磁盤進行讀寫的傳統(tǒng)硬盤；由于固態(tài)硬盤不需要機電裝置，具有功耗低、無噪聲、存儲數(shù)據(jù)時間長和不易損壞等優(yōu)點；由于采用被動散熱方式，沒有散熱風扇和濾網(wǎng)， 不用經(jīng)常清洗濾網(wǎng)；因此，采用龍芯系列中央處理器和固態(tài)硬盤設計的工控機比傳統(tǒng)的工控機具有功耗低、無噪聲、體積小、發(fā)熱小、壽命長和穩(wěn)定性高等優(yōu)點；工控機采用采用開源的Linux操作系統(tǒng)；工控機中運行計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的控顯機程序；由于該工控機中安裝控顯機程序，因此，習慣上稱用于操作表示設備的工控機為控顯機；控顯機的作用是通過通信線路接收聯(lián)鎖單元送來的站場信息、行車作業(yè)情況、聯(lián)鎖邏輯單元狀態(tài)、輸入/輸出單元狀態(tài)和執(zhí)行層室外設備狀態(tài)等信息，并把這些信息通過視頻通道送給顯示器進行實時顯示；接收輸入設備的操作信息，并通過通信線路把輸入操作信息送給聯(lián)鎖單元；控顯機把接收到的信息送給電務維修機進行存儲和顯示。電務維修機的主要作用是從操作表示設備獲取和顯示車站值班人員的操作、聯(lián)鎖邏輯層設備狀態(tài)、執(zhí)行層室外設備狀態(tài)和行車作業(yè)情況等信息，為電務維護人員提供計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的狀態(tài)、維護和管理信息；電務維修機由工控機、顯示器和輸入設備組成；電務維修機的工控機配置同控顯機一致，采用以龍芯系列中央處理器為核心和固態(tài)硬盤設計的計算機；該計算機的操作系統(tǒng)采用Linux操作系統(tǒng)，運行計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的電務維修機軟件。聯(lián)鎖單元的主要作用是通過通信線路接收控顯機送來的操作命令、行車作業(yè)信息和輸入/輸出單元的采集模塊送來的執(zhí)行層室外設備信號狀態(tài)等信息，通過接收到的信息和車站聯(lián)鎖邏輯表進行聯(lián)鎖邏輯運算，生成驅動命令，通過通信線路把驅動命令送給輸入/ 輸出單元驅動模塊，由驅動板驅動執(zhí)行層室外設備完成相關動作；聯(lián)鎖單元是計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的核心設備，它采用以龍芯系列處理器為核心，配合使用固態(tài)存儲器、通信接口電路和相關電路設計而成；聯(lián)鎖單元內(nèi)采用實時多任務操作系統(tǒng)內(nèi)核，運行聯(lián)鎖程序和驅采程序。輸入/輸出單元主要由采集模塊和驅動模塊組成，其主要作用是采集執(zhí)行層室外設備的狀態(tài)信息通過通信線路送給聯(lián)鎖單元，并通過通信線路接收聯(lián)鎖單元送來的驅動命令，驅動執(zhí)行層室外設備完成相關動作；輸入/輸出單元的采集模塊和驅動模塊采用以基于龍芯1號系列及其IP核生產(chǎn)的嵌入式芯片為核心控制單元進行設計，采用實時多任務操作系統(tǒng)，運行采集程序和驅動程序。執(zhí)行層主要由軌道、道岔和信號機等構成的室外設備及其執(zhí)行電路組成，其主要作用是執(zhí)行輸入/輸出單元的驅動模塊送來的驅動信息，并給輸入/輸出單元采集模塊提供各個設備的采集接口。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
權利要求1. 一種并行二乘二取二結構計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括基于龍芯系列中央處理器的控顯機A、控顯機B、電務維修機、二取二聯(lián)鎖單元1、二取二聯(lián)鎖單元2、 二取二輸入/輸出單元1和二取二輸入/輸出單元2，以及控顯機倒機單元，室外設備，以太網(wǎng)1和以太網(wǎng)2 ；其中，所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2分別通過不同的網(wǎng)絡交換機組成獨立的局域網(wǎng)，所述控顯機A、所述控顯機B、所述電務維修機、所述二取二聯(lián)鎖單元1、所述二取二聯(lián)鎖單元2分別連接所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2，所述二取二聯(lián)鎖單元1連接所述二取二輸入/輸出單元1，所述二取二聯(lián)鎖單元2連接所述二取二輸入/輸出單元2，所述二取二輸入/輸出單元1和所述二取二輸入/輸出單元2分別連接所述室外設備，所述控顯機 A、所述控顯機B分別連接所述控顯機倒機單元；所述二取二聯(lián)鎖單元由相互通信的兩個聯(lián)鎖單元組成，所述二取二輸入/輸出單元由相互通信的兩個輸入/輸出單元組成。
專利摘要本實用新型提供一種并行二乘二取二結構計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，它包括基于龍芯系列中央處理器的兩組控顯機、電務維修機、兩組二取二聯(lián)鎖單元、兩組二取二輸入/輸出單元，以及控顯機倒機單元，室外設備，分別組成獨立局域網(wǎng)的以太網(wǎng)1和以太網(wǎng)2；兩組控顯機、電務維修機、兩組二取二聯(lián)鎖單元分別連接以太網(wǎng)1和以太網(wǎng)2，兩組二取二聯(lián)鎖單元分別連接兩組對應的二取二輸入/輸出單元，兩組二取二輸入/輸出單元分別連接室外設備，兩組控顯機分別連接控顯機倒機單元；二取二聯(lián)鎖單元由相互通信的兩個聯(lián)鎖單元組成，二取二輸入/輸出單元由相互通信的兩個輸入/輸出單元組成。該系統(tǒng)具有實時性好、安全性好、可靠性高、可擴展性、多任務處理的優(yōu)點。
文檔編號B61L23/00GK201932198SQ20112001083
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權日2011年1月14日
發(fā)明者劉小旭, 尚開明, 程建兵, 趙海東, 鄢光超 申請人:河南輝煌科技股份有限公司