CN108011848B - 基于铁路安全计算机的数据交换系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种基于铁路安全计算机的数据交换系统，包括主控单元、维护单元；还包括与主控单元、维护单元连接，用于给主控单元、维护单元供电的电源模块；主控单元包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元、分别与第一数据交换单元连接的第一以太网通信接口单元、第一配置存储单元，第一以太网通信接口单元提供系统内部以及与其他系统通信接口；维护单元包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元、分别与第二数据交换单元连接的第二以太网通信接口单元、第二配置存储单元，第二以太网通信接口单元提供系统内部以及与其他系统通信接口。本申请的提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统可以满足与其他系统数据交换的要求。

Description

基于铁路安全计算机的数据交换系统

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别是涉及一种基于铁路安全计算机的数据交换系统。

背景技术

CTCS(Chinese Train Control System；中国列车运行控制系统)。该系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM-R)、列车控制中心(Train Control Center；TCC)/无线闭塞中心(RBC；Radio Blocking Center)。其中，列车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证列车控制中心管辖内列车的运行安全。车载子系统至少包括：CTCS车载设备、无线系统车载模块。CTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制列车运行。无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换。安全计算机是以计算机、通信为基础的列车控制系统，其具体实现列车运行的实时控制和安全防护，确保列车按照设计路线和期望速度在允许的范围内运行。

当前在铁路地面设备领域，通常要求安全计算机具有较高的运算、传输、控制能力，在全生命周期10-15年内具有良好通用性，可升级维护性。

但是目前，随着高速铁路的通信技术升级，传统的安全计算机设备很难满足与其他系统数据交换的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种，以解决传统的安全计算机设备不能满足大数据、短延时要求的技术问题。

技术方案如下：

一种基于铁路安全计算机的数据交换系统，所述系统包括主控单元、维护单元；还包括用于给所述主控单元、维护单元供电的电源模块；

所述主控单元包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元、分别与所述第一数据交换单元连接的第一以太网通信接口单元、第一配置存储单元，所述第一以太网通信接口单元提供系统内部以及与其他系统通信接口；

所述维护单元包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元、分别与所述第二数据交换单元连接的第二以太网通信接口单元、第二配置存储单元，所述第二以太网通信接口单元提供系统内部以及与其他系统通信接口。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述第一以太网通信接口单元，包括：

通过以太网与所述第一数据交换单元连接的第一接口防护单元。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述第一接口防护单元的个数大于等于2。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述第二以太网通信接口单元，包括：

通过以太网与所述第二数据交换单元连接的第二接口防护单元。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述第二接口防护单元的个数大于等于2。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述第一数据交换单元、所述第二数据交换单元还包括提供通用定义接口的板载接口。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述数据交换单元包括switch处理器。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述电源模块包括直流变直流DCDC模块。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述系统包括两个维护单元；

所述两个维护单元内的第二数据交换单元之间采用高速通信通道连通。

优选的，在上述的基于铁路安全计算机的数据交换系统中，所述安全计算机为无线闭塞中心RBC、临时速度限制服务器TSRS、通信控制服务器CCS、区域控制中心ZC、列车控制中心TCC、计算机联锁系统CBI中的安全计算机。

本申请提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统包括主控单元、维护单元，主控单元包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第一以太网通信接口单元，维护单元包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第二以太网通信接口单元，本申请的系统中的第一数据交换单元、第二数据交换单元用于与其他系统交换数据，第一以太网通信接口单元、第二以太网通信接口单元提供了系统内部以及与其他系统通信接口，所以本申请的提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统可以满足与其他系统数据交换的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统的另一结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

安全计算机是以计算机、通信为基础的列车控制系统，其具体实现列车运行的实时控制和安全防护，确保列车按照设计路线和期望速度在允许的范围内运行。当前在铁路地面设备领域，通常要求安全计算机具有较高的运算、传输、控制能力，在全生命周期10-15年内具有良好通用性，可升级维护性。但是目前，随着高速铁路的通信技术升级，传统的安全计算机设备很难满足与其他系统数据交换的要求。

为了解决解决传统的安全计算机设备不能满足大数据、短延时要求的技术问题，本发明实施例提供了一种基于铁路安全计算机的数据交换系统。

下面对本发明实施例所提供的一种基于铁路安全计算机的数据交换系统进行介绍。

参考图1，图1示出了基于铁路安全计算机的数据交换系统的一种结构示意图。

基于铁路安全计算机的数据交换系统包括主控单元1、维护单元2、电源模块3。

电源模块3与主控单元1、维护单元2连接，用于给主控单元1、维护单元2供电。

主控单元1包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元11、分别与第一数据交换单元11连接的第一以太网通信接口单元12、第一配置存储单元 13，第一以太网通信接口单元12提供系统内部以及与其他系统通信接口.

维护单元2包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元21、分别与第二数据交换单元21连接的第二以太网通信接口单元22、第二配置存储单元 23，第二以太网通信接口单元22提供系统内部以及与其他系统通信接口。

进一步的，电源模块3与主控单元1中的第一数据交换单元11、维护单元 2中的第二数据交换单元21连接，用于给主控单元1、维护单元2供电。

其中，主控单元1与维护单元2独立工作，主控单元1用于传递对系统进行控制的数据信息；维护单元用于传递系统各个单元的状态等日志类的数据信息。第一数据交换单元11、第二数据交换单元21的主要功能为进行数据存储和转发。整个系统从第一配置存储单元13以及第二配置存储单元23读取配置信息，通过第一以太网通信接口单元12以及第二以太网通信接口单元22将系统和其他系统进行通讯。

本申请提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统包括主控单元、维护单元，主控单元包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第一以太网通信接口单元，维护单元包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第二以太网通信接口单元，本申请的系统中的第一数据交换单元、第二数据交换单元用于与其他系统交换数据，第一以太网通信接口单元、第二以太网通信接口单元提供了系统内部以及与其他系统通信接口，所以本申请的提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统可以满足与其他系统数据交换的要求。

参考图2，图2示出了基于铁路安全计算机的数据交换系统的另一结构示意图。

基于铁路安全计算机的数据交换系统包括主控单元1、维护单元2、电源模块3。

电源模块3与主控单元1、维护单元2连接，用于给主控单元1、维护单元2供电。

主控单元1包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元11、分别与第一数据交换单元11连接的第一以太网通信接口单元12、第一配置存储单元 13，第一以太网通信接口单元12提供系统内部以及与其他系统通信接口.

维护单元2包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元21、分别与第二数据交换单元21连接的第二以太网通信接口单元22、第二配置存储单元 23，第二以太网通信接口单元22提供系统内部以及与其他系统通信接口。

进一步的，电源模块3与主控单元1中的第一数据交换单元11、维护单元 2中的第二数据交换单元21连接，用于给主控单元1、维护单元2供电。

第一以太网通信接口单元12包括：通过以太网与第一数据交换单元11连接的第一接口防护单元121。第一接口防护单元121可以包括浪涌防护单元、静电防护。浪涌防护单元采用Littelfuse公司的SEP系列器件，静电防护单元采用Littelfuse公司的SLVU2.8-4系列器件。第一以太网通信接口单元12 还包括：协议转换模块、以太网变压器。

第二以太网通信接口单元22包括：通过以太网与第二数据交换单元21连接的第二接口防护单元221。第二接口防护单元221可以包括浪涌防护单元、静电防护。浪涌防护单元采用Littelfuse公司的SEP系列器件，静电防护单元采用Littelfuse公司的SLVU2.8-4系列器件。第二以太网通信接口单元22 还包括：协议转换模块、以太网变压器。

本申请实施例提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统包括主控单元、维护单元，主控单元包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第一以太网通信接口单元，维护单元包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第二以太网通信接口单元，本申请的系统中的第一数据交换单元、第二数据交换单元用于与其他系统交换数据，第一以太网通信接口单元、第二以太网通信接口单元提供了系统内部以及与其他系统通信接口，所以本申请的提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统可以满足与其他系统数据交换的要求。

与上述实施例不同的是，本实施例的第一以太网通信接口单元包括通过以太网与第一数据交换单元连接的第一接口防护单元；第二以太网通信接口单元包括通过以太网与第二数据交换单元连接的第二接口防护单元。第一接口防护单元用于保护第一数据交换单元免受静电和浪涌的冲击，目的是保障系统在静电和浪涌的外部环境中可以正常工作。第二接口防护单元用于保护第二数据交换单元免受静电和浪涌的冲击，目的是保障系统在静电和浪涌的外部环境中可以正常工作。

参考图3，图3示出了基于铁路安全计算机的数据交换系统的一种结构示意图。

基于铁路安全计算机的数据交换系统包括主控单元1、维护单元2、电源模块3。

电源模块3与主控单元1、维护单元2连接，用于给主控单元1、维护单元2供电。

主控单元1包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元11、分别与第一数据交换单元11连接的第一以太网通信接口单元12、第一配置存储单元 13，第一以太网通信接口单元12提供系统内部以及与其他系统通信接口.

维护单元2包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元21、分别与第二数据交换单元21连接的第二以太网通信接口单元22、第二配置存储单元 23，第二以太网通信接口单元22提供系统内部以及与其他系统通信接口。

进一步的，电源模块3与主控单元1中的第一数据交换单元11、维护单元 2中的第二数据交换单元21连接，用于给主控单元1、维护单元2供电。

第一以太网通信接口单元12包括：通过以太网与第一数据交换单元11连接的第一接口防护单元121。第一接口防护单元121的个数大于等于2。

第二以太网通信接口单元22包括：通过以太网与第二数据交换单元21连接的第二接口防护单元221。第二接口防护单221的个数大于等于2。

可以理解的是，图3中第一接口防护单元121的个数为5，第二接口防护单221的个数为6，仅仅为示意，本领域技术人员可以根据实际需求设计第一接口防护单元121、第二接口防护单221的个数，在此不做限定。

本申请实施例提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统包括主控单元、维护单元，主控单元包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第一以太网通信接口单元，维护单元包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元、用于提供系统内部以及与其他系统通信接口的第二以太网通信接口单元，本申请的系统中的第一数据交换单元、第二数据交换单元用于与其他系统交换数据，第一以太网通信接口单元、第二以太网通信接口单元提供了系统内部以及与其他系统通信接口，所以本申请的提供的基于铁路安全计算机的数据交换系统可以满足与其他系统数据交换的要求。

与上述实施例不同的是，本申请实施例中，主控单元中的第一以太网通信接口单元、维护单元中的第二接口防护单元内均包含多路接口，为系统提供了足够的高速接口，以满足与其他系统大数据交换的要求。

在本申请的其他实施例中，上述的第一数据交换单元、第二数据交换单元还包括提供通用定义接口的板载接口。本其他实施例中设置的通用高速板载接口，能够便于系统的升级维护。

在本申请的其他实施例中，上述的第一数据交换单元、第二数据交换单元中还包括switch处理器。switch处理器上的资源有很多种工作模式，配置存储芯片中有switch处理器需要的信息，switch处理器通过读取这些信息确定工作模式。switch处理器可以为千兆switch处理器，使用千兆switch处理器可以使基于铁路安全计算机的数据交换系统具有强大的数据交换能力。

在本申请的其他实施例中，与主控单元、维护单元连接，用于给主控单元、维护单元供电的电源模块包括直流变直流DCDC模块。DCDC模块可以是直接贴装在印刷电路板上的电源供应器。

在本申请的其他实施例中，基于铁路安全计算机的数据交换系统包括两个维护单元，该两个维护单元内的第二数据交换单元之间采用高速通信通道连通。由于系统需要维护的数据量大，采用两个维护单元可以更加均衡稳定。高速通道使得数据在两个单元之间交互的延时短，同时提高了通信的效率，从外部看这两个维护单元更接近一个整体的维护单元。

在本申请的上述所有实施例中，上述的安全计算机为RBC(无线闭塞中心； RadioBlocking Center)、TSRS(临时速度限制服务器；Temporary Speed Restriction Server)、CCS(通信控制服务器；Communication Control Server)、 ZC(区域控制中心；ZoneController)、TCC(列车控制中心；Train Control Centre)、CBI(计算机联锁系统；Computer Based Interlock)中的安全计算机。

需要说明的是：

提到的通信协议采用的通信总线可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

进一步需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于铁路安全计算机的数据交换系统，其特征在于，所述系统包括主控单元、维护单元；还包括用于给所述主控单元、维护单元供电的电源模块；所述主控单元包括用于与其他系统交换数据的第一数据交换单元、分别与所述第一数据交换单元连接的第一以太网通信接口单元、第一配置存储单元，所述第一以太网通信接口单元提供系统内部以及与其他系统通信接口；所述维护单元包括用于与其他系统交换数据的第二数据交换单元、分别与所述第二数据交换单元连接的第二以太网通信接口单元、第二配置存储单元，所述第二以太网通信接口单元提供系统内部以及与其他系统通信接口；所述第一数据交换单元、所述第二数据交换单元均用于进行数据存储和转发；

所述第一以太网通信接口单元，包括： 通过以太网与所述第一数据交换单元连接的第一接口防护单元;

所述第一接口防护单元的个数大于等于2;

所述第二以太网通信接口单元，包括： 通过以太网与所述第二数据交换单元连接的第二接口防护单元;

所述第二接口防护单元的个数大于等于2;

所述第一数据交换单元、所述第二数据交换单元还包括提供通用定义接口的板载接口；

第一以太网通信接口单元还包括：协议转换模块；第二以太网通信接口单元还包括：协议转换模块；

数据交换单元包括switch处理器。

2.根据权利要求1所述的基于铁路安全计算机的数据交换系统，其特征在于，所述电源模块包括直流变直流DCDC模块。

3.根据权利要求1所述的基于铁路安全计算机的数据交换系统，其特征在于，所述系统包括两个维护单元； 所述两个维护单元内的第二数据交换单元之间采用高速通信通道连通。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于铁路安全计算机的数据交换系统，其特征在于，所述安全计算机为无线闭塞中心RBC、临时速度限制服务器TSRS、通信控制服务器CCS、区域控制中心ZC、列车控制中心TCC、计算机联锁系统CBI中的安全计算机。

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