CN102156669A - 列控车载设备的仲裁系统 - Google Patents

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Beijing Ruichi Guotie Intelligent Transport Systems Engineering Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种列控车载设备的仲裁系统，属于铁路安全控制技术领域，以解决在现有的冗余安全计算机系统中，存在只对计算结果进行仲裁，而没有对计算机的各个通道的输出量进行仲裁，且不能保障安全计算机的输出量的正确性和安全性的问题。本发明包括仲裁模块，用于对冗余安全计算机系统中的两个计算机的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出，所述两个计算机的输出量包括I/O端口输出量和通讯端口输出量。本发明通过对计算机的I/O端口和通讯端口的输出量进行仲裁，保障了安全计算机的输出量的正确性和安全性。

Description

列控车载设备的仲裁系统
技术领域
本发明涉及一种列控车载设备的仲裁系统，属于铁路安全控制技术领域。
背景技术
冗余安全计算机系统的仲裁模块是列控车载设备的核心模块之一，具有对可靠性、实时性和安全性要求极高的特点，对冗余安全计算机起至关重要作用，并且还对其关键技术的消化吸收再创新意义重大。
在2×2取2冗余系统中，两个计算机之间的切换至关重要，由于两个计算机互为备份，当工作系统发生故障，需要将外围输出切换到备份系统时，对于串口通讯，如果切换时刻正好为一帧数据的中间点，即串口发送到半帧数据时发生系间切换，则容易造成系统的不稳定性，系统中的接受数据方会接收到半帧数据，对系统的安全性和稳定性都会造成较大的影响。
在目前现有的冗余安全计算机系统结构框图如图1所示，只是对CPU的输出量进行仲裁，而不对系统的整体输出结果(例如串口通讯)进行仲裁。
因此，在现有的冗余安全计算机系统中，存在只对计算结果进行仲裁，而没有对计算机的各个通道的输出量进行仲裁，且不能保障安全计算机的输出量的正确性和安全性的问题。
发明内容
本发明为解决在现有的冗余安全计算机系统中，存在只对计算结果进行仲裁，而没有对计算机的各个通道的输出量进行仲裁，且不能保障安全计算机的输出量的正确性和安全性的问题，提出了一种列控车载设备的仲裁系统，包括：
仲裁模块，用于对冗余安全计算机系统中的两个计算机的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出，所述两个计算机的输出量包括I/O端口输出量和通讯端口输出量。
本发明通过对计算机的I/O端口和通讯端口的输出量进行仲裁，保障了安全计算机的输出量的正确性和安全性。
附图说明
图1是现有技术的一种冗余安全计算机系统仲裁系统的结构示意图；
图2是本发明提供的一种列控车载设备的仲裁系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式提供了一种列控车载设备的仲裁系统，具体可以包括仲裁模块，用于对冗余安全计算机系统中的两个计算机的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出，所述两个计算机的输出量包括I/O端口输出量和通讯端口输出量。
进一步地，所述仲裁模块还可以包括用于若所述两个计算机故障，则将故障编码发送给冗余系统中的冗余计算机。另外，相应的仲裁模块具体可以包括时间差值判断模块和输出量输出模块，时间差值判断模块用于判断所述两个计算机的输出量之间的时间差值是否超过阈值，输出量输出模块用于当所述两个计算机的输出量之间的时间差值不超过阈值且当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出；或者，相应的仲裁模块具体可以包括故障判断模块、数据发送模块和仲裁执行模块，故障判断模块用于判断是否所述两个计算机其中之一或全部发生故障，数据发送模块用于当所述两个计算机其中之一或全部发生故障且串口数据已经被放入发送缓存区且已经发送完整帧数据中的部分数据时，首先将未发送完的数据继续发送完，然后将串口切换到备份计算机，再将所述两个计算机的输出量输出，仲裁执行模块用于对所述两个计算机的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出。
为了更清楚的说明本具体实施方式提供的一种列控车载设备的仲裁系统，现以一种2×2取2冗余结构的安全计算机说明本具体实施方式，如图2所示，该系统具体可以包括仲裁模块21和两个计算机22。
仲裁模块21，用于对冗余安全计算机系统中的两个计算机22的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机22的输出量相同时，将所述输出量输出，所述两个计算机22的输出量包括I/O端口输出量和通讯端口输出量。
在本具体实施方式中，仲裁模块21为整个冗余安全计算机系统的两个计算机22的输出量进行仲裁，并对输出量进行隔离，即两个计算机22分别将输出量输出给仲裁模块21并由仲裁模块21进行仲裁。两个计算机22的结构如图2所示，可以包括电源、中央处理器、8串口控制器、高速双串口控制器、I/O控制器和同步控制器，8串口控制器和高速双串口控制器为仲裁模块21提供通讯端口输出量，I/O控制器为仲裁模块21提供I/O端口输出量。
进一步地，相应的仲裁模块21具体可以包括时间差值判断模块和输出量输出模块，时间差值判断模块用于判断所述两个计算机22的输出量之间的时间差值是否超过阈值，输出量输出模块用于当所述两个计算机22的输出量之间的时间差值不超过阈值且当所述两个计算机22的输出量相同时，将所述输出量输出。由于两个计算机22的输出量之间可能存在的时间差值，会造成仲裁结果的准确性降低，但如果相应的时间差值在系统允许的范围之内，例如不超过2毫秒，不会影响仲裁结果的准确性，则可以认为两个计算机22的输出量的时间差为零，对于两个计算机的输出量相同的情况，可以将相应的输出量输出，提高了输出量的有效率。
另外，相应的仲裁模块21具体还可以包括故障判断模块、数据发送模块和仲裁执行模块，故障判断模块用于判断是否所述两个计算机22其中之一或全部发生故障，数据发送模块用于当所述两个计算机22其中之一或全部发生故障且串口数据已经被放入发送缓存区且已经发送完整帧数据中的部分数据时，首先将未发送完的数据继续发送完，然后将串口切换到备份计算机，再将所述两个计算机22的输出量输出，仲裁执行模块用于对所述两个计算机22的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机22的输出量相同时，将所述输出量输出。仲裁模块21可以采用双机无缝切换技术，即当两个计算机22其中之一或全部发生故障时，而此时串口数据已经被放入发送缓存区，并且已经发出整帧数据中的部分数据时，备份计算机机依然切换工作，但是串口输出并不及时被切换过来，而是继续将未发完的数据继续发完，然后再将串口切换到备份计算机，保证了两个计算机22的所有输出量(包括离散量和数据)的完整性和可靠性。仲裁模块21还可以监视两个计算机22是否正常，如果故障则会将故障编码发送给2×2取2冗余系统中的其它计算机，由其它计算机分别对故障进行记录，提高了系统的可维修性。
对于仲裁模块21的供电可采用电源平衡技术，即仲裁模块21由两个计算机中的电源共同供电，这样当一个计算机有故障，或者仲裁模块21的电源故障时仲裁都能正常进行，并且能够准确报告故障原因，使得整个系统的维修性和可靠性有了进一步的提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种列控车载设备的仲裁系统，其特征在于，包括：
仲裁模块，用于对冗余安全计算机系统中的两个计算机的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出，所述两个计算机的输出量包括I/O端口输出量和通讯端口输出量。
2.根据权利要求1所述的仲裁系统，其特征在于，所述仲裁模块还包括：
用于若所述两个计算机故障，则将故障编码发送给冗余系统中的冗余计算机。
3.根据权利要求1或2所述的仲裁系统，其特征在于，所述仲裁模块具体包括：
时间差值判断模块，用于判断所述两个计算机的输出量之间的时间差值是否超过阈值；
输出量输出模块，用于当所述两个计算机的输出量之间的时间差值不超过阈值且当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出。
4.根据权利要求1或2所述的仲裁系统，其特征在于，所述仲裁模块具体包括：
故障判断模块，用于判断是否所述两个计算机其中之一或全部发生故障；
数据发送模块，用于当所述两个计算机其中之一或全部发生故障且串口数据已经被放入发送缓存区且已经发送完整帧数据中的部分数据时，首先将未发送完的数据继续发送完，然后将串口切换到备份计算机，再将所述两个计算机的输出量输出；
仲裁执行模块，用于对所述两个计算机的输出量分别进行仲裁，当所述两个计算机的输出量相同时，将所述输出量输出。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103176870A (zh) * 2013-03-21 2013-06-26 中国铁道科学研究院 一种多模式信息交互的冗余安全计算机平台
CN103645715A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 中国铁道科学研究院 一种双机热备的列车自动驾驶系统
CN107092211A (zh) * 2017-05-27 2017-08-25 浙江大学 一种基于arm的双冗余无人船船载控制系统和方法
CN113325689A (zh) * 2021-08-02 2021-08-31 中国人民解放军海军工程大学 一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201321058Y (zh) * 2008-12-19 2009-10-07 中国铁道科学研究院通信信号研究所 列控车载设备的人机界面装置及列控车载设备
CN201592724U (zh) * 2010-01-20 2010-09-29 中国铁道科学研究院通信信号研究所 一种列控车载设备的时间同步系统
CN101941452A (zh) * 2010-09-03 2011-01-12 北京全路通信信号研究设计院 列车运行控制方法、装置、车载设备及列控系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201321058Y (zh) * 2008-12-19 2009-10-07 中国铁道科学研究院通信信号研究所 列控车载设备的人机界面装置及列控车载设备
CN201592724U (zh) * 2010-01-20 2010-09-29 中国铁道科学研究院通信信号研究所 一种列控车载设备的时间同步系统
CN101941452A (zh) * 2010-09-03 2011-01-12 北京全路通信信号研究设计院 列车运行控制方法、装置、车载设备及列控系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
北京捷世伟业电子科技有限公司: "2乘2取2型安全冗余计算机系统，<http://cn.diytrade.com/china/pd/7369974/2乘2取2型安全冗余计算机系统.html>", 《自助贸易中国站》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103176870A (zh) * 2013-03-21 2013-06-26 中国铁道科学研究院 一种多模式信息交互的冗余安全计算机平台
CN103176870B (zh) * 2013-03-21 2014-12-03 中国铁道科学研究院 一种多模式信息交互的冗余安全计算机平台
CN103645715A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 中国铁道科学研究院 一种双机热备的列车自动驾驶系统
CN107092211A (zh) * 2017-05-27 2017-08-25 浙江大学 一种基于arm的双冗余无人船船载控制系统和方法
CN113325689A (zh) * 2021-08-02 2021-08-31 中国人民解放军海军工程大学 一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法
CN113325689B (zh) * 2021-08-02 2021-12-28 中国人民解放军海军工程大学 一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法

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