專利名稱：列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及列車控制技術，尤其涉及一種列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置。
背景技術：
本實用新型應用于列車網絡控制中，是符合IEC-61375標準的網絡產品。列車網絡控制系統(tǒng)應用于包括機車、地鐵、輕軌或動車組等列車中，是列車的七大子系統(tǒng)之一，是列車的核心子系統(tǒng)；列車中央控制單元(Central Control Unit,簡稱(XU)是列車網絡控制系統(tǒng)的大腦，列車各種信息都匯集到CCU，CCU經過判斷運算，然后控制其他子系統(tǒng)執(zhí)行相關的動作，保證列車按照相關需求運行。CCU與其他傳感器及執(zhí)行機構之間通過多功能車輛總線(Multifunction Vehicle Bus,簡稱MVB)網絡進行通信。 CXU是列車的核心控制部件，目前的技術一個MVB網段只有I個CCU，如果一列車只有一個網段，那么全列車的牽引、制動、運行方向、高壓系統(tǒng)、車門、空調或廣播等都由此CCU完成，對CCU的可靠性要求非常高，如果此CCU出現(xiàn)故障，例如CCU的電源模塊故障，則CCU無法對列車進行控制,可能造成列車擊破等事故。

實用新型內容本實用新型提供一種列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置，用以解決現(xiàn)有技術中列車中央控制單元出現(xiàn)故障時無法實現(xiàn)列車控制的問題。本實用新型提供一種列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置，包括第一中央控制單元和第二中央控制單元；所述第一中央控制單元和所述第二中央控制單元通過MVB總線連接；所述第一中央控制單元，用于在非故障狀態(tài)根據加載的主配置文件對列車進行控制；所述第二中央控制單元，用于根據加載的從配置文件和所述第一中央控制單元發(fā)送的生命信號檢測所述第一中央控制單元是否故障；在檢測到所述第一中央控制單元故障時，加載主配置文件后切換為主中央控制單元，對所述列車進行控制。進一步，所述第二中央控制單元，還用于在檢測到所述第一中央控制單元故障時，向所述第一中央控制單元發(fā)送切換命令，使發(fā)生故障的所述第一中央控制單元切換為從中央控制單元；所述第一中央控制單元，還用于從故障狀態(tài)恢復正常狀態(tài)時，根據接收到的所述切換命令加載從配置文件后切換為從中央控制單元，并向所述第一中央控制單元發(fā)送故障恢復信號；根據加載的從配置文件和所述第一中央控制單元發(fā)送的生命信號檢測所述第二中央控制單元是否故障；在檢測到所述第二中央控制單元故障時，加載主配置文件后切換為主中央控制單元，對所述列車進行控制。進一步，所述從中央控制單元的所有應用級源端口均為宿端口。[0011]進一步，所述第一中央控制單元，還用于根據所述第二中央控制單元發(fā)送的生命信號檢測所述第二中央控制單元是否故障，在檢測到所述第二中央控制單元故障時發(fā)出報
警信號。進一步，所述從中央控制單元和所述主中央控制單元分別包括兩個DB-9MVB接□。進一步，所述第一中央控制單元和所述第二中央控制單元分別包括兩個調試串□。本實施用新型提供的中央控制裝置適用于列車網絡控制系統(tǒng)，該中央控制裝置包括兩個中央控制單元，其中一個為主中央控制單元，實現(xiàn)對列車的控制功能，另外一個為從中央控制單元，用于檢測主中央控制單元是否出現(xiàn)故障。在檢測到主中央控制單元出現(xiàn)故 障時，從中央控制單元切換為主中央控制單元，接替出現(xiàn)故障的中央控制單元作為主中央控制單元，切換過程短，不會對列車控制產生影響，從而避免了中央控制單元出現(xiàn)故障時無法對列車進行控制的問題。

為了更清楚地說明本實用新型或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I本實用新型提供的列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置實施例結構示意圖；圖2為本實用新型提供的一種中央控制單元內部功能框圖；圖3為本實用新型提供的一種中央控制單元中電源系統(tǒng)功能框圖；圖4為本實用新型提供的一種中央控制單元面板示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。實施例一圖I本實用新型提供的列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置實施例結構示意圖。如圖I所示，本實施用新型提供的中央控制裝置適用于列車網絡控制系統(tǒng)，包括第一中央控制單元11和第二中央控制單元12 ;所述第一中央控制單元11和所述第二中央控制單元12通過MVB總線連接。第一中央控制單元11中包括主配置文件和從配置文件，同樣，第二中央控制單元中也包括主配置文件和從配置文件。所述第一中央控制單元11，用于在非故障狀態(tài)根據加載的主配置文件對列車進行控制。第一中央控制單元11啟動時加載主配置文件成為主中央控制單元，通過主配置文件對列車進行控制。其中，主中央控制單元包括應用級過程數據源端口和宿端口。初始時，根據采樣的背板信號值或者設定值，來確定哪個中央控制單元在初始時為主中央控制單元。第二中央控制單元12，用于根據加載的從配置文件和所述第一中央控制單元11發(fā)送的生命信號檢測所述第一中央控制單元11是否故障；在檢測到所述第一中央控制單元故障時，加載主配置文件后切換為主中央控制單元，對所述列車進行控制。第二中央控制單元12啟動時加載從配置文件成為從中央控制單元。其中，從中央控制單元的所有應用級源端口均為宿端口。第一中央控制單元11通過MVB端口向第二中央控制單元定期發(fā)送生命信號。第二中央控制單元12根據加載的從配置文件和第一中央控制單元11發(fā)送的生命信號檢測所述第一中央控制單元11是否故障。具體地，第一中央控制單元11按周期向第二中央控制單元發(fā)送跟隨時間遞增或遞減的二進制序列，如果第二中央控制單元12在當前周期內沒有接收到第一中央控制單元應該發(fā)送的二進制序列， 則確定第一中央控制單元11出現(xiàn)故障。例如，第一中央控制單元11在第一個周期應該向第二中央控制單元12發(fā)送0000序列，在第二個周期應該向第二中央控制單元12發(fā)送0001序列，在第三個周期應該向第二中央控制單元12發(fā)送0011序列，如果第二中央控制單元12在第三個周期沒有接收到第二中央控制單元12發(fā)送的序列，或者接收到的序列不是0011序列，則確定第一中央控制單元11出現(xiàn)故障。第二中央控制單元12檢測到第一中央控制單元11出現(xiàn)故障時，從本地加載主配置文件切換為主中央控制單元，接替出現(xiàn)故障的第一中央控制單元對列車進行控制，從而可避免第一中央控制單元出現(xiàn)故障時，無法對列車進行控制的問題。由從中央控制單元切換到主中央控制單元所花費的時間為檢測出主中央控制單元出現(xiàn)故障的時間加上重新加載配置文件的時間，整個過程只需要100毫秒。本實施用新型提供的中央控制裝置適用于列車網絡控制系統(tǒng)，該中央控制裝置包括兩個中央控制單元，其中一個為主中央控制單元，實現(xiàn)對列車的控制功能，另外一個為從中央控制單元，用于檢測主中央控制單元是否出現(xiàn)故障。在檢測到主中央控制單元出現(xiàn)故障時，從中央控制單元切換為主中央控制單元，接替出現(xiàn)故障的中央控制單元作為主中央控制單元，切換過程短，不會對列車控制產生影響，從而避免了中央控制單元出現(xiàn)故障時無法對列車進行控制的問題。實施例二在實施例一的基礎上，為使出現(xiàn)故障的第一中央控制單元的恢復工作狀態(tài)時，切換為從中央控制單元，對當前作為主中央控制單元的第二中央控制單元工作狀態(tài)進行檢測，第一中央控制單元11和第二中央控制單元12還具有以下技術特征第二中央控制單元12，還用于在檢測到所述第一中央控制單元11故障時，向所述第一中央控制單元11發(fā)送切換命令，使發(fā)生故障的所述第一中央控制單元11切換為從中央控制單元。該切換命令一直發(fā)送，直至接收到第一中央控制單元11發(fā)送的故障恢復信號為止。所述第一中央控制單元11，還用于從故障狀態(tài)恢復正常狀態(tài)時，根據接收到的所述切換命令加載從配置文件后切換為從中央控制單元，并向所述第一中央控制單元發(fā)送故
障恢復信號。[0033]通過上述技術特征，第一中央控制單元檢測到的第二中央控制單元出現(xiàn)故障時，第一中央控制單元可重新切換為主中央控制單元，接替第二中央控制單元對列車控制。例如，中央控制裝置包括的兩個中央控制單元分別是A和B，A在啟動時為主中央控制單元，而B在啟動時為從中央控制單兀，B檢測到A出現(xiàn)故障時，B切換為王中央控制單兀。A恢復工作狀態(tài)后，作為從中央控制單元檢測B是否出現(xiàn)故障，如果B出現(xiàn)故障，A再切換為主中央控制單元。實施例三在以上實施例的基礎上，為了使作為主中央控制單元的第一中央控制單元及時檢測到從中央控制單元的工作狀態(tài)，本實施例中，第一中央控制單元11，還用于根據所述第二中央控制單元12發(fā)送的生命信號檢測所述第二中央控制單元是否故障，在檢測到所述第二中央控制單元12故障時發(fā)出報警信號。從而可及時維修或更換第二中央控制單元。實施例四在以上實施例的基礎上，為避免從中央控制單元對主中央控制單元的影響，可將從中央控制單元的所有應用級過程源端口均設置為宿端口，避免兩個中央控制單元同時向其它部件發(fā)送控制命令。例如，A為主中央控制單元，B為從中央控制單元，A包括兩個應用級過程數據源端口和兩個宿端口，而B有四個宿端口，而沒有源端口。實施例五圖2為本實用新型提供的一種中央控制單元內部功能框圖，圖3為本實用新型提供的一種中央控制單元中電源系統(tǒng)功能框圖，圖4為本實用新型提供的一種中央控制單元面板示意圖。CXU基礎功能如下雙路DC/DC冗余電源、2個多功能車輛總線(MVB)接口、I個Ethernet 10 Base-T/100 Base-Tx 以太網口、I 個 USB I. 1/2. 0、2 個 RS-232 只用于調試、500Mhz處理器、256Mbyte RAM.和2048Mbyte Flash memory。另外，還包括本地系統(tǒng)復位開關和遠程系統(tǒng)復位信號輸入。其中，CCU提供I個系統(tǒng)復位開關，用于系統(tǒng)出現(xiàn)死機時進行系統(tǒng)硬復位。按下開關后，系統(tǒng)就可以自動進行硬復位。CCU支持遠程系統(tǒng)復位開關信號的輸入，該信號為IlOV DC信號，用于響應列車上的司機臺復位按鈕發(fā)出的復位信號，當復位信號大于72V DC、持續(xù)時間大于O. 5秒時,系統(tǒng)會自動重新上電復位。如圖2所示，CCU包括CPU Broad,Base Broad，JTAG和雙冗余DC電源。其中，CPUBroad 包括 DDR RAM>Processor>Bridge>MVB Broad>Ethernet> 10 Control 和 Flash。BaseBroad 包括 Ethernet 接口、MVB 接口和 Service Serial Port 接口。具體地，CCU 提供 2 個專用于調試的串口 Service Serial Port，該串口可以用于連接終端設備或PC機，用于系統(tǒng)軟件調試。CXU提供2個DB-9MVB接口，CXU提供DB-9F和DB-9M兩種接口模式。MVB線纜必須使用屏蔽線纜。CCU提供I個10Base-T/100Base-Tx Ethernet接口，接口采用M12接插件。網絡接口可以用于和機車通訊網絡進行通信。與網口相連接的網線也必須具有M12插頭，推薦使用屏蔽網線。每個CXU使得網絡接口均具有不同的MAC地址，這個地址可以根據客戶需要在出廠時進行燒錄。CCU提供I個USB I. 1/2. O接口，接口采用USB TYPE-A接插件。CCU提供I個16位地址設定開關，可以設定設備地址。C⑶支持雙路DC電源輸入，兩路電源可以為獨立或非獨立電源，電源模塊滿足EN50155中“電源瞬斷IOms時，需保持系統(tǒng)工作”的測試規(guī)范。電源系統(tǒng)功能框圖如圖3所
/Jn ο如圖2所示的功能框圖和如圖4所示的面板圖，Xl為以太網接口，X2和X3為串口，X4和X5為MVB接口，PffRl和PWR2電源接口。另外，如表I所示，CCU還提供有7個指示燈。表I為CXU的7個指示燈定義表
權利要求1.一種列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置，其特征在于，包括第一中央控制單元和第二中央控制單元；所述第一中央控制單元和所述第二中央控制單元通過MVB總線連接; 所述第一中央控制單元，用于在非故障狀態(tài)根據加載的主配置文件對列車進行控制； 所述第二中央控制單元，用于根據加載的從配置文件和所述第一中央控制單元發(fā)送的生命信號檢測所述第一中央控制單元是否故障；在檢測到所述第一中央控制單元故障時，加載主配置文件后切換為主中央控制單元，對所述列車進行控制。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述從中央控制單元的所有應用級源端口均為宿端口。
3.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一中央控制單元和所述第二中央控制單元分別包括兩個DB-9MVB接口。
4.根據權利要求I至3任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一中央控制單元和所述第二中央控制單元分別包括兩個調試串口。
專利摘要本實用新型提供一種列車網絡控制系統(tǒng)中的中央控制裝置包括第一中央控制單元和第二中央控制單元；第一中央控制單元和第二中央控制單元通過MVB總線連接；第一中央控制單元，用于在非故障狀態(tài)根據加載的主配置文件對列車進行控制；第二中央控制單元，用于根據加載的從配置文件和第一中央控制單元發(fā)送的生命信號檢測第一中央控制單元是否故障；在檢測到第一中央控制單元故障時，加載主配置文件后切換為主中央控制單元，對列車進行控制。在檢測到主中央控制單元出現(xiàn)故障時，從中央控制單元切換為主中央控制單元，接替出現(xiàn)故障的中央控制單元作為主中央控制單元，避免了中央控制單元出現(xiàn)故障時無法對列車進行控制的問題。
文檔編號G05B23/02GK202615229SQ201120479468
公開日2012年12月19日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權日2011年11月25日
發(fā)明者王 鋒, 武生國, 石勇 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心