CN101592954A - 一种应用于机车车载控制的故障安全型控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于机车车载控制的故障安全型控制设备，包括三个处理器装置和判决装置，其中每个处理器装置包括：串行接口模块，用于接收外部信号；数据输入模块，用于对外部信号进行数据采集；主处理器，用于对采集的数据进行处理，产生控制信号；数据输出模块，用于输出控制信号；判决装置与三个处理器装置相连接，用于接收并比较控制信号，输出控制信号以控制机车设备。通过本发明的设备能够提高机车车载控制的准确性和安全性，有益于组合列车和高速列车的安全运行。

Description

一种应用于机车车载控制的故障安全型控制设备

技术领域

本发明涉及故障安全型控制技术，尤其涉及应用于机车车载控制的故障安全型控制设备。

背景技术

在铁路运输中，客运正在向高速发展，货运正在向重载发展，这一趋势对列车自动控制和信号防护提出了更高的要求。因此对车载计算机控制设备的安全性、可靠性、工作连续性、故障处理智能性和控制设备故障导向列车运行控制安全性的标准提出了更高的要求。在列车运行过程中，控制设备若发生问题或中断工作，则无法正常控制机车设备，造成安全隐患，而且列车正在往高速方向发展，更需要可靠的设备来保障，现有控制设备的安全性有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种故障安全型控制设备，以便于安全准确地控制机车运行，增强机车控制的安全性。

本发明提供了一种应用于机车车载控制的故障安全型控制设备，包括三个处理器装置和判决装置，其中每个处理器装置包括：

串行接口模块，用于接收外部信号；

数据输入模块，用于对外部信号进行数据采集；

主处理器，用于对采集的数据进行处理，产生控制信号；

数据输出模块，用于输出控制信号；

判决装置与三个处理器装置相连接，用于接收并比较控制信号，输出控制信号以控制机车设备。

其中，串行接口模块接收的外部信号包括机车工况、行车信号、运行指令。

其中，数据输入模块包括：模拟与脉冲输入模块，用于对模拟信号进行数据采集；

数字量输入模块，用于对数字信号进行数据采集。

其中，数据输出模块包括：

模拟与脉冲输出模块，用于输出模拟信号；

数字量输出模块，用于输出数字信号。

其中，判决装置对于来自三个处理器装置的信号进行逻辑比较，如三个信号都一致，输出该信号，若其中只有二个一致，则按该一致的信号输出，当三个输出信号都不一致时，发出报警，并不进行信号输出。

其中，三个主处理器之间通过三模总线相连，每个主处理器把其数据通过该三模总线送到另外两个主处理器，每个主处理器通过相同的表决程序对数据进行表决，使得每个主处理器使用相同的数据。

本发明提供的控制设备通过冗余结构，能够在即使有故障发生时也正常工作，提高机车车载控制的安全性，。

附图说明

图1是根据本发明的故障安全型控制设备的具体实施方式；

图2是处理器装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。

图1示出了本发明故障安全型控制设备的一种具体实施方式，该设备包括三个处理器装置(11、12、13)和判决装置(14)，外部信号同时进入三个处理器装置，处理器装置对相同的信号进行数据采集和处理，输出控制信号至判决装置以进行表决判断。判决装置包括表决电路(141)和模拟输出选择器(142)，输出的数字信号的表决通过表决电路来完成，而模拟信号的表决则是在模拟输出选择器中进行选择。即对于来自三个处理器装置的信号进行逻辑比较，采用3选2原则，如三个信号都一致，输出该信号，若其中只有二个一致，则按该一致的信号输出，对另一个不一致的处理器装置进行报警指示，当三个输出信号都不一致时，发出报警，并不进行信号输出。输出表决判断后的信号以控制机车设备。系统中还可以有总的“反馈”电路，用于对输出状态做最后的校验和诊断。

图2示出了处理器装置的结构，包括串行接口模块、数据输入模块、主处理器模块和数据输出模块。其中串行接口模块通过CAN总线与“机车工况采集模块”连接，获取机车工况；通过串行通信口与“机车信号接收模块”连接，获取行车信号以实现ATP功能；通过串行通信口与“无线通信模块”连接，实现各机车间的互通；通过串行通信口与“人机接口模块”连接，向操纵者提供实时状态信息显示并接受操纵者命令；通过串行通信口与“记录模块”连接，实时记录系统的工况以备故障分析与维修。数字量输入模块用于对数字信号进行数据采集，数字量输出模块用于输出数字信号，在该实施例中使用模拟/脉冲I/O模件实现模拟信号数据采集输入和输出的功能。主处理器与其它模块之间通过I/O总线相连，可使信息在输入、输出模块和主处理器之间传送，采用CAN总线，其通信速率达1Mbps。每一个主处理器与其对应的输入、输出模块通信。三个主处理器之间通过三模总线相连，三模总线包括三条独立的串行链路，采用RS485通信协议。三模总线在扫描开始时使主处理器同步，每一个主处理器把其数据送到相邻的上游和下游主处理器，主处理器中有内部表决模块，该内部表决模块通过表决程序对数据进行表决，例如按照上述的3选2原则，并纠正任何输入数据的偏差，此过程可保证每个主处理器使用相同的数据。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种应用于机车车载控制的故障安全型控制设备，其特征在于，包括：三个处理器装置和判决装置，其中每个处理器装置包括：

串行接口模块，用于接收外部信号；

数据输入模块，用于对外部信号进行数据采集；

主处理器，用于对采集的数据进行处理，产生控制信号；

数据输出模块，用于输出控制信号；

判决装置与三个处理器装置相连接，用于接收并比较控制信号，输出控制信号以控制机车设备。

2.如权利要求1所述的故障安全型控制设备，其特征在于，所述串行接口模块接收的外部信号包括机车工况、行车信号、运行指令。

3.如权利要求1所述的故障安全型控制设备，其特征在于，所述数据输入模块包括：模拟与脉冲输入模块，用于对模拟信号进行数据采集；数字量输入模块，用于对数字信号进行数据采集。

4.如权利要求1所述的故障安全型控制设备，其特征在于，所述数据输出模块包括：模拟与脉冲输出模块，用于输出模拟信号；数字量输出模块，用于输出数字信号。

5.如权利要求1所述的故障安全型控制设备，其特征在于，所述判决装置对于来自三个处理器装置的信号进行逻辑比较，如三个信号都一致，输出该信号，若其中只有二个一致，则按该一致的信号输出，当三个输出信号都不一致时，发出报警，并不进行信号输出。

6.如权利要求1至5中任一项所述的故障安全型控制设备，其特征在于，三个主处理器之间通过三模总线相连，每个主处理器把其数据通过该三模总线送到另外两个主处理器，每个主处理器中有内部表决模块，该内部表决模块对数据进行表决，使得每个主处理器使用相同的数据。

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