一種用于列車控制的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及列車控制系統(tǒng)，尤其涉及用于列車控制的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和軌道交通系統(tǒng)對(duì)安全、可靠以及自動(dòng)化程度要求日益的提高，信號(hào)系統(tǒng)作為軌道交通系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，已經(jīng)變得越來越重要，并且其技術(shù)復(fù)雜度也越來越高。而對(duì)于軌道交通信號(hào)系統(tǒng)車載控制設(shè)備以及地面設(shè)備，無論是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)還是干線鐵路信號(hào)系統(tǒng)，都存在一個(gè)共同的保證列車安全運(yùn)行的核心關(guān)鍵技術(shù)，就是鐵路信號(hào)安全計(jì)算機(jī)技術(shù)。
[0003]安全計(jì)算機(jī)是以計(jì)算機(jī)、通信為基礎(chǔ)的列車控制系統(tǒng)，其具體實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)控制和安全防護(hù)，確保列車按照設(shè)計(jì)路線和期望速度在允許的范圍內(nèi)運(yùn)行。因此，安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性、安全性顯得尤為重要。
[0004]系統(tǒng)可靠性是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力。安全性是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)也保證系統(tǒng)輸出安全的能力?，F(xiàn)有技術(shù)中，安全性和可靠性往往不能兩者兼得。
[0005]因此，亟需一種可靠性佳、安全性高、且能適當(dāng)控制通訊數(shù)據(jù)量的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決傳統(tǒng)的安全計(jì)算機(jī)的輸入模塊、通信模塊、處理模塊、輸出模塊可靠性和安全性不高的技術(shù)問題，本發(fā)明采用特定的系統(tǒng)架構(gòu)大幅提升安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和安全性，同時(shí)，主機(jī)處理模塊采用主系輸出，備系不輸出，在保證可靠性和安全性的同時(shí)，降低了系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)量。
[0007]本發(fā)明提供了一種用于列車控制的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0008]所述安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括第一系統(tǒng)和第二系統(tǒng)，所述第一系統(tǒng)和所述第二系統(tǒng)互為冗余，其中:
[0009]所述第一系統(tǒng)包括第一系輸入模塊、第一系傳輸模塊、第一系處理模塊、第一系輸出模塊；所述第二系統(tǒng)包括第二系輸入模塊、第二系傳輸模塊、第二系處理模塊、第二系輸出模塊；所述第一系處理模塊和所述第二系處理模塊中的一個(gè)為主處理模塊，另一個(gè)為備用處理模塊。
[0010]所述第一系輸入模塊和所述第二系輸入模塊各自被配置成采集外部信號(hào)以獲得輸入數(shù)據(jù)并對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行二取二表決，當(dāng)二取二表決通過時(shí)，各輸入模塊通過其對(duì)應(yīng)的傳輸模塊將所述輸入數(shù)據(jù)發(fā)送至所述主處理模塊和所述備用處理模塊；當(dāng)二取二表決不通過時(shí)，則停止工作。
[0011 ] 其中，所述輸入數(shù)據(jù)指的是數(shù)字量模擬量輸入和通信輸入。
[0012]所述主處理模塊和所述備用處理模塊各自被配置成對(duì)來自同一傳輸模塊的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行二取二表決，當(dāng)所述主處理模塊的二取二表決不通過時(shí)，則所述主處理模塊停止工作，并切換至二取二表決通過的所述備用處理模塊進(jìn)行后續(xù)處理，所述備用處理模塊此時(shí)轉(zhuǎn)為所述主處理模塊。
[0013]所述主處理模塊被配置成可根據(jù)需求選擇所述第一系傳輸模塊和所述第二系傳輸模塊中任一個(gè)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為主數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將另一個(gè)傳輸模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為備用數(shù)據(jù)，以便當(dāng)所述主數(shù)據(jù)不可用時(shí)能及時(shí)采用所述備用數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)處理，所述主處理模塊將處理后的數(shù)據(jù)同時(shí)輸出至所述第一系傳輸模塊和第二系傳輸模塊；
[0014]所述備用處理模塊被配置成處理與所述主處理模塊相同的所述主數(shù)據(jù)，并將另一個(gè)傳輸模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為備用數(shù)據(jù)，以便當(dāng)所述主數(shù)據(jù)不可用時(shí)能及時(shí)采用所述備用數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)處理，所述備用處理模塊不將處理后的數(shù)據(jù)輸出至任何傳輸模塊。
[0015]所述第一系輸出模塊和所述第二系輸出模塊各自被配置成對(duì)所述主處理模塊處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性驗(yàn)證并進(jìn)行二取二表決，當(dāng)二取二表決不通過時(shí)，則停止工作。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一系輸入模塊包括第一系輸入單元A、第一系輸入單元
Bo
[0017]所述第一系輸入單元A被配置成對(duì)所述外部進(jìn)行采集，獲得采集后的數(shù)字量模擬量輸入。
[0018]所述第一系輸入單元B被配置成對(duì)所述同樣的外部進(jìn)行采集，獲得采集后的數(shù)字量模擬量輸入。
[0019]所述第一系輸入單元A和所述第一系輸入單元B各自還被配置成對(duì)雙方所采集后的數(shù)字量模擬量輸入進(jìn)行交換和比較，若相同，則所述第一系輸入模塊將所述采集后的數(shù)字量模擬量輸入發(fā)送至所述第一系傳輸模塊；若不同，則所述第一系輸入模塊停止工作，若所述第二系輸入模塊也停止工作，則所述安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二系輸入模塊包括第二系輸入單元A、第二系輸入單元
Bo
[0021]所述第二系輸入單元A被配置成對(duì)所述外部進(jìn)行采集，獲得采集后的數(shù)字量模擬量輸入。
[0022]所述第二系輸入單元B被配置成對(duì)所述同樣的外部進(jìn)行采集，獲得采集后的數(shù)字量模擬量輸入。
[0023]所述第二系輸入單元A和所述第二系輸入單元B各自還被配置成對(duì)雙方所采集后的數(shù)字量模擬量輸入進(jìn)行交換和比較，若相同，則所述第二系輸入模塊將所述采集后的數(shù)字量模擬量輸入發(fā)送至所述第二系傳輸模塊；若不同，則所述第二系輸入模塊停止工作，若所述第一系輸入模塊也停止工作，則所述安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一系傳輸模塊被配置成將所述數(shù)字量模擬量輸入與通信輸入進(jìn)行匯總并直接或間接地傳輸至所述主處理模塊和所述備用處理模塊；所述第一系傳輸模塊還被配置成將所述主處理模塊處理后的數(shù)據(jù)拆分成數(shù)字量模擬量輸出和通信輸出，并直接或間接地傳輸至所述第一系輸出模塊。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二系傳輸模塊被配置成將所述數(shù)字量模擬量輸入與通信輸入進(jìn)行匯總并直接或間接地傳輸至所述主處理模塊和所述備用處理模塊；所述第二系傳輸模塊還被配置成將所述主處理模塊處理后的數(shù)據(jù)拆分成數(shù)字量模擬量輸出和通信輸出，并直接或間接地傳輸至所述第二系輸出模塊。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，所述主處理模塊包括主處理單元A、主處理單元B。
[0027]所述主處理單元A被配置成對(duì)所述主數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且存儲(chǔ)所述備用數(shù)據(jù)，以便當(dāng)所述主數(shù)據(jù)不可用時(shí)能及時(shí)采用所述備用數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)處理。
[0028]所述主處理單元B被配置成對(duì)所述主數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且存儲(chǔ)所述備用數(shù)據(jù)，以便當(dāng)所述主數(shù)據(jù)不可用時(shí)能及時(shí)采用所述備用數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)處理。
[0029]所述主處理單元A和所述主處理單元B各自對(duì)雙方所處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和比較，若相同，則所述主處理模塊將所述處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述第一系傳輸模塊和所述第二系傳輸模塊，同時(shí)所述主處理模塊處理后的數(shù)據(jù)與所述備用處理模塊進(jìn)行周期性地同步；若不同，則停止工作，并切換至所述備用處理模塊工作，若所述備用處理模塊也停止工作，則所述安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，所述備用處理模塊包括備用處理單元A、備用處理單元B。
[0031]所述備用處理單元A被配置成對(duì)所述主數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且存儲(chǔ)所述備用數(shù)據(jù)，以便當(dāng)所述主數(shù)據(jù)不可用時(shí)能及時(shí)采用所述備用數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)處理。
[0032]所述備用處理單元B被配置成對(duì)所述主數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且存儲(chǔ)所述備用數(shù)據(jù)，以便當(dāng)所述主數(shù)據(jù)不可用時(shí)能及時(shí)采用所述備用數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)處理。
[0033]所述備用處理模塊所處理的數(shù)據(jù)并不輸出給任何傳輸模塊，所述備用處理單元A和備用處理單元B對(duì)雙方所處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和比較，若相同，則所述備用處理模塊將處理后的數(shù)據(jù)與所述主處理模塊進(jìn)行周期性地同步；若不相同，則停止工作。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一系輸出模塊包括第一系輸出單元A、第一系輸出單元
Bo
[0035]所述第一系輸出單元A被配置成對(duì)來自所述主處理模塊的所述數(shù)字量模擬量輸出進(jìn)行有效性驗(yàn)證。<