CN113665630A - 一种vobc和tcms一体化列车控制设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，包括：主控单元和RIOM单元；所述主控单元，设置为实现车载ATP、车载ATO以及TCMS的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。通过该实施例方案，减少了设备数量和通信传输延时，提高了设备可靠性和可维护性，减少了设备安装空间。
Description
技术领域
本申请实施例涉及列车控制技术，尤指一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备。
背景技术
列车控制系统包括TCU（Traction Control Unit牵引控制单元）、BCU（BrakeControl Unit制动控制单元）、CCU（Central Control Unit，中央控制单元）（有些厂家也称之VCU，Vehicle Control unit车辆控制单元）在内的八大控制系统，这些控制系统都是以CCU为核心，通过实时以太网或MVB总线连接在一起，实现列车的运行控制。CCU与实时以太网（或MVB总线）一起实现列车控制管理，称为TCMS（Train Control and MonitoringSystem列车监控系统）。
随着铁路信号技术的不断发展，信号控制从以地面为主逐渐往车上转移，同时自动化程度也越来越高，逐渐出现了信号车载ATP（Automatic Train Protection列车自动防护系统）、车载ATO（Automatic Train Operation列车自动驾驶）以及车载AOM（AssistOperation Module，辅助驾驶模块）设备，统称为车载VOBC（Vehicle on-board controller车载控制器），其最终控制对象仍然是列车，包括牵引、制动、车门、PIS（PassengerInformation System乘客信息系统）、空调、照明等设备。传统的车载VOBC设备与TCMS设备的硬件结构图如图1所示（其中，实线为硬线信号，虚线为实时以太网，点划线为其他通信方式）。
从图1可以看出，车载VOBC和车辆的TCMS是完全独立的两套设备，分别由信号供货商和车辆供货商提供。车载VOBC与被控对象的命令传输几乎都要通过以太网接口或通过RIOM（Remote Input / Output Module，远程输入输出单元）单元传给CCU，然后CCU再转发到各被控对象。由于整个命令传输过程节点多增加了命令的传输时间、故障节点、设备维护工作量以及设备空间占用，对于后续具备高可靠性和实时性要求的GOA3/4（Grades ofAutomation，自动化等级）级列车控制系统来讲是不利的。
发明内容
本申请实施例提供了一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，能够减少设备数量和通信传输延时，提高设备可靠性和可维护性，减少设备安装空间。
本申请实施例提供了一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，可以包括：主控单元和RIOM（远程输入输出单元）单元；
所述主控单元，设置为实现车载ATP（列车自动防护系统）、车载ATO（列车自动驾驶）以及TCMS（列车监控系统）的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；
所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元可以包括：主控机笼、辅助驾驶模块AOM单元、交换机单元和应答器传输模块BTM单元；所述主控机笼可以包括：主控模块；
所述主控模块，可以设置为接收速度信号、轨道电路信号和无线信息；完成ATP、ATO和TCMS的应用逻辑计算；发出具有所述第一实时性要求的输入继电器指令和输出继电器指令；
所述AOM单元，可以与所述主控模块相连，设置为执行休眠唤醒功能；
所述BTM单元，可以与所述主控模块相连，设置为解析BTM天线收到的应答器信息；
所述交换机单元，可以与所述主控模块相连，设置为实现车载控制器VOBC与无线设备进行通信。
在本申请的示例性实施例中，所述主控机笼可以为2乘2取2结构；所述主控机笼可以包括：A系机笼和B系机笼；所述A系机笼和所述B系机笼分别包含一个主控模块、交换机单元和BTM单元；
所述A系机笼和所述B系机笼共用辅助驾驶模块AOM单元；
所述交换机单元，还可以设置为实现所述A系机笼内的VOBC和所述B系机笼内的VOBC进行通信。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元还可以包括：第一电源单元和第一风扇单元；
所述第一电源单元，设置为将车体电源转化为所述VOBC和TCMS一体化列车控制设备的电源；
所述第一风扇单元，设置为实现散热功能。
在本申请的示例性实施例中，所述RIOM单元可以包括：CPU单元、输入单元和输出单元；
所述CPU单元，设置为将所述输入单元采集的硬线信号通过实时以太网接口发送给VOBC，并通过所述输出单元转发接收的车载VOBC发出的硬线信号。
在本申请的示例性实施例中，所述第一安全等级为SIL4等级；所述第二安全等级为SIL2等级；
所述主控单元实现SIL4等级的硬线输入和输出接口功能；所述RIOM单元实现SIL2等级的硬线输入和输出接口功能。
在本申请的示例性实施例中，车载VOBC和TCMS都需要的电气接口由所述主控单元提供；
仅TCMS需要的电气接口由所述RIOM单元提供。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元与车辆中除所述主控单元以外的其他设备的接口用实时以太网接口；所述实时以太网接口采用SDTP（安全数据传输协议）接口协议；
支持旁路功能的交换机采用链路聚合的方式组成线性网络；其中，车厢内终端设备链接到ETB（列车级以太网设备）交换机，车厢间交换机通过旁路端口链接，形成支持旁路功能的冗余网络；
列车通信网络可以包括：列车控制级、车辆控制级和子系统控制级三级网络结构。
在本申请的示例性实施例中，所述ATP、所述ATO和所述TCMS设置于同一个板卡上。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元的应用线程可以包括：测速测距线程、ATP应用线程、ATO应用线程和TCMS应用线程。
在本申请的示例性实施例中，所述测速测距线程，可以设置为实现测速测距应用功能；
所述ATP应用线程，可以设置为实现ATP应用功能、紧急制动控制功能以及牵引切除控制功能；
所述ATO应用线程，可以设置为实现ATO应用功能、牵引系统功能和制动系统功能；
所述TCMS应用线程，可以设置为实现辅助系统功能、门控系统功能、空调系统功能、PIS（乘客信息系统）系统功能、时钟同步功能、里程计数功能、MMI（人机接口）接口功能以及数据记录功能。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元的应用线程之间采用共享内存方式实现双向通信；和/或，
所述主控单元的应用线程之间的优先级关系可以包括：
所述测速测距线程大于所述TCMS应用线程；
所述TCMS应用线程大于所述ATO应用线程；
所述ATO应用线程大于所述ATP应用线程；
在本申请的示例性实施例中，所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备还可以包括：数据记录单元DRU设备；
所述DRU设备，可以设置为实现数据记录功能，为TCMS线程提供数据记录。
与相关技术相比，本申请实施例包括：主控单元和RIOM（远程输入输出单元）单元；所述主控单元，设置为实现车载ATP（列车自动防护系统）、车载ATO（列车自动驾驶）以及TCMS（列车监控系统）的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。通过该实施例方案，减少了设备数量和通信传输延时，提高了设备可靠性和可维护性，减少了设备安装空间。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为传统的车载VOBC与TCMS设备的硬件结构图；
图2为本申请实施例的VOBC和TCMS一体化列车控制设备的硬件结构图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
本申请实施例提供了一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，如图2所示（其中，实线为硬线信号，虚线为实时以太网，点划线为其他通信方式），可以包括：主控单元和RIOM（远程输入输出单元）单元；
所述主控单元，设置为实现车载ATP（列车自动防护系统）、车载ATO（列车自动驾驶）以及TCMS（列车监控系统）的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；
所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。
在本申请的示例性实施例中，所述第一安全等级为SIL4等级；所述第二安全等级为SIL2等级。
在本申请的示例性实施例中，所述ATP、所述ATO和所述TCMS设置于同一个板卡上。
在本申请的示例性实施例中，首先对VOBC和TCMS一体化列车控制设备的硬件组成结构进行详细介绍。
在本申请的示例性实施例中，VOBC和TCMS一体化列车控制设备采用满足SIL4级的一体化设计的车载VOBC安全平台（即主控单元），并且为了满足TCMS硬线驱采需求，设计硬线驱采RIOM单元。主控单元与RIOM单元采用实时以太网通信的方式进行数据交互。
在本申请的示例性实施例中，一体化的主控单元的功能可以包括：
（1）车载ATP、车载ATO以及TCMS的应用逻辑计算功能；
（2）安全硬线信号（SIL4级信号）的驱采功能；
（3）实时性需求较高的非安全硬线信号（SIL2级信号）的驱采功能。
在本申请的示例性实施例中，RIOM单元的功能可以包括：实时性需求较低的非安全硬线信号（SIL2级信号）的驱采功能。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元可以包括：主控机笼、辅助驾驶模块AOM单元、交换机单元和应答器传输模块BTM单元；所述主控机笼可以包括：主控模块；
所述主控模块，可以设置为接收速度信号、轨道电路信号和无线信息；完成ATP、ATO和TCMS的应用逻辑计算；发出具有所述第一实时性要求的输入继电器指令和输出继电器指令；
所述AOM单元，可以与所述主控模块相连，设置为执行休眠唤醒功能；
所述BTM单元，可以与所述主控模块相连，设置为解析BTM天线收到的应答器信息；
所述交换机单元，可以与所述主控模块相连，设置为实现车载控制器VOBC与无线设备进行通信。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元还可以包括：第一电源单元和第一风扇单元；
所述第一电源单元，设置为将车体电源转化为所述VOBC和TCMS一体化列车控制设备的电源；
所述第一风扇单元，设置为实现散热功能。
在本申请的示例性实施例中，所述主控机笼可以为2乘2取2结构；所述主控机笼可以包括：A系机笼和B系机笼；所述A系机笼和所述B系机笼分别包含一个主控模块、交换机单元和BTM单元；
所述A系机笼和所述B系机笼共用所述AOM单元；
所述交换机单元，还可以设置为实现所述A系机笼内的VOBC和所述B系机笼内的VOBC进行通信。
在本申请的示例性实施例中，一体化的主控单元可以包括：第一电源单元、AOM单元（GOA3、GOA4配置）、交换机单元、BTM单元、主控机笼和第一风扇单元（可以为两个）等。主控机笼是车载VOBC安全平台的核心功能单元，是基于2乘2取2结构的故障安全结构。主控机笼可以分为两系：A系和B系，即所述A系机笼和所述B系机笼。每一系包括一个主控模块（ATCM）。两系共用AOM单元（GOA3、GOA4配置）。车载VOBC安全平台各个单元的功能可以如表1所示。
表1
在本申请的示例性实施例中，一体化的主控单元能够提供的对外接口可以包括：
1、冗余以太网接口3组；其中2组连接信号交换机实现VOBC与无线设备通信和与对端VOBC通信；其中1组连接车辆交换机实现与车辆其他设备通信；
2、安全AI信号（Analog Input模拟量输入）输入4路；
3、安全DI（Digital Input数字量输入）信号输入16路；
4、非安全DI信号输入32路；
5、非安全AO（Analog Output模拟量输出）信号输出4路；
6、安全DO（Digital Output数字量输出）信号输出8路；
7、非安全DO信号输出32路。
在本申请的示例性实施例中，所述RIOM单元可以包括：CPU（Center ComputingUnit，中央处理单元）单元、输入单元和输出单元；
所述CPU单元，设置为将所述输入单元采集的硬线信号通过实时以太网接口发送给VOBC，并通过所述输出单元转发接收的车载VOBC发出的硬线信号。
在本申请的示例性实施例中，所述RIOM单元还可以包括：用于为所述CPU单元提供电源的第二电源单元和用于散热的第二风扇单元。
在本申请的示例性实施例中，RIOM单元能够提供的对外接口可以包括：
1、冗余以太网接口1组，用于连接车辆交换机实现与车载VOBC和车辆其他设备的通信；
2、非安全AI信号输入8路；
3、非安全DI信号输入72路；
4、非安全AO信号输出8路；
5、非安全DO信号输出72路。
在本申请的示例性实施例中，下面对VOBC和TCMS一体化列车控制设备对外接口设计进行详细介绍。
1、一体化设备对外接口设计原则：
1）接口的安全性等级：
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元实现SIL4等级的硬线输入和输出接口功能；所述RIOM单元实现SIL2等级的硬线输入和输出接口功能。
2）接口的实时性需求
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元实现实时性较高的输入和输出接口，例如原VOBC的输入和输出、司控器、牵引制动指令等；RIOM单元实现实时性较低的输入和输出接口。
3）实时以太网与硬线接口
在本申请的示例性实施例中，VOBC和TCMS一体化列车控制设备与车辆的其他设备的接口尽量采用实时以太网接口，减少硬线接口。
4）实时以太网接口设计
在本申请的示例性实施例中，VOBC和TCMS一体化列车控制设备的实时以太网接口采用SDTP（Safe Data Transfer Protocol，安全数据传输协议）接口协议，保证数据通信安全等级达到SIL2级。
5）接口共用
在本申请的示例性实施例中，车载VOBC与TCMS都需要的电气接口由所述主控单元提供；仅TCMS需要的电气接口由所述RIOM单元提供。
2、VOBC和TCMS一体化列车控制设备与外部设备电气接口定义
VOBC和TCMS一体化列车控制设备与外部设备的电气接口定义可以如表2所示。
表2
3、一体化设备与外部设备实时以太网接口
在本申请的示例性实施例中，列车网络控制系统按照IEC-61375标准规定的列车通信网络组建，可以分为列车控制级、车辆控制级和子系统控制级三级网络结构。
在本申请的示例性实施例中，整体列车将采用链路聚合的方式，将支持旁路功能的交换机组成线性网络。车厢内终端设备链接到 ETB （Ethernet Train Backbone，列车级以太网设备）交换机，车厢间交换机通过旁路端口链接，形成支持旁路功能的冗余网络，避免单点故障造成整车通信的中断。
在本申请的示例性实施例中，列车控制级网络可以采用 2 条百兆以太网线，在Mc1、Mc2（Motor unit with Cab带驾驶室的电动机组）车辆内采用具备路由功能、 NAT（Network Address Translation，网络地址转换）功能的三层 ETB交换机，负责实现列车重联和解编后，网络的重新配置。中间车采用二层 ETB交换机。
在本申请的示例性实施例中，车辆控制级网络同样采用以太网双绞线，与列车中央控制单元间的通信，可通过ETB交换机进行；当单元内以太网设备较多时，可在车辆级网络中添加ECN（Ethernet Consist Network，以太网组网网络）交换机实现设备的通信。车辆级网络可以使用环形网络组网。
在本申请的示例性实施例中，下面对VOBC和TCMS一体化列车控制设备的软件系统平台层设计进行详细介绍。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元的应用线程可以包括：测速测距线程、ATP应用线程、ATO应用线程和TCMS应用线程。
在本申请的示例性实施例中，所述主控单元的应用线程之间的优先级关系可以包括：
所述测速测距线程大于所述TCMS应用线程；
所述TCMS应用线程大于所述ATO应用线程；
所述ATO应用线程大于所述ATP应用线程。
在本申请的示例性实施例中，应用线程间的接口：
所述主控单元的应用线程之间采用共享内存方式实现双向通信。
在本申请的示例性实施例中，TCMS数据记录和在线监测功能：
所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备还可以包括：数据记录单元DRU设备；
所述DRU设备，可以设置为实现数据记录功能，为TCMS线程提供数据记录。
在本申请的示例性实施例中，TCMS为整个车辆的心脏，所有的列车数据均需要完成数据记录，因此需要为TCMS提供数据记录功能。因此，可以设计DRU（Data Record Unit，数据记录单元）设备实现数据记录功能。所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备与DRU设备间可以通过RS-485进行通信。
在本申请的示例性实施例中，VOBC和TCMS一体化列车控制设备的故障冗余设计：VOBC和TCMS一体化列车控制设备内部任何设备故障后，将整体从主系（如A系）无缝切换到备系（如B系），保证系统运行的可用性和稳定性。
在本申请的示例性实施例中，下面对VOBC和TCMS一体化列车控制设备的软件系统平台层中各个应用线程的功能进行详细介绍。
在本申请的示例性实施例中，所述测速测距线程，可以设置为实现测速测距应用功能；
所述ATP应用线程，可以设置为实现ATP应用功能、紧急制动控制功能以及牵引切除控制功能；
所述ATO应用线程，可以设置为实现ATO应用功能、牵引系统功能和制动系统功能；
所述TCMS应用线程，可以设置为实现辅助系统功能、门控系统功能、空调系统功能、PIS（乘客信息系统）系统功能、时钟同步功能、里程计数功能、MMI（人机接口）接口功能以及数据记录功能。
在本申请的示例性实施例中，VOBC和TCMS一体化列车控制设备的应用软件线程功能可以包括ATP、ATO和TCMS三部分。其中，ATP软件为SIL4软件，应保持其独立性。但是，对于牵引切除、紧急制动两个安全环路，由于ATP和TCMS使用共同的接口，因此需要将TCMS的紧急制动输出和牵引切除输出功能集成到ATP应用线程中。如前面所属，为了减少TCMS应用线程打断ATP和ATO应用线程的时间，要尽量缩短TCMS线程的运行时间，因此可以将部分TCMS应用线程的功能移到ATO应用线程中。
在本申请的示例性实施例中，通过应用需求分析可知，实时性较低的TCMS功能可以包括：
（1）辅助系统功能；
（2）门控系统功能；
（3）空调系统功能；
（4）PIS系统功能；
（5）时钟同步功能；
（6）里程计数功能；
（7）MMI接口功能；
（8）数据记录功能。
在本申请的示例性实施例中，以上TCMS功能由于实时性较低，合并到ATO功能中，从而降低TCMS应用线程的运行时间，减少TCMS应用线程打断ATP和ATO应用线程的影响。VOBC和TCMS一体化列车控制设备的应用功能划分可以如表3所示。
表3
注1：优先级数字越小，优先级越高。
注2：各线程的运行周期可根据实际需求进行调整。
在本申请的示例性实施例中，本申请实施例的将VOBC与TCMS集成于一体的列车控制设备至少包括以下优势：
1、省掉了TCMS机笼，减少了列车设备安装空间；
2、ATO与牵引、制动控制集成，减少了牵引、制动控制的通信传输时间，提高了列车运行控制的实时性；
3、ATP与TCMS的紧急制动控制和牵引切除控制功能集成，使得TCMS在这两个关键功能上的安全等级达到了SIL4级；
4、将ATP、ATO和TCMS集成在一个CPU板上，提高了系统的可靠性；
5、将ATP、ATO和TCMS集成在一个CPU板上，提高了系统的可维护性；
6、将TCMS集成在车载VOBC安全平台上，为未来TCMS单元实现SIL4提供了基础，具备提高系统安全性的条件；
7、将ATP、ATO和TCMS集成在一个CPU板上，可以应对未来更多的应用需求，提高了系统的可用性；
8、VOBC与TCMS集成在一个CPU板上，减少了TCMS网络上信息传输量和传输时间；
9、VOBC与TCMS集成在一个CPU板上，减少了灵活编组功能的复杂性。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于 RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
Claims (10)
1.一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，包括：主控单元和远程输入输出单元RIOM单元；
所述主控单元，设置为实现车载列车自动防护系统ATP、车载列车自动驾驶ATO以及列车监控系统TCMS的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；
所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。
2.根据权利要求1所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述主控单元包括：主控机笼；所述主控机笼包括：主控模块；
所述主控机笼为2乘2取2结构；所述主控机笼包括：A系机笼和B系机笼；所述A系机笼和所述B系机笼分别包含一个主控模块、交换机单元和BTM单元；
所述A系机笼和所述B系机笼共用辅助驾驶模块AOM单元；
所述交换机单元，还设置为实现所述A系机笼内的VOBC和所述B系机笼内的VOBC进行通信。
3.根据权利要求2所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述主控单元还包括：第一电源单元和第一风扇单元；
所述第一电源单元，设置为将车体电源转化为所述VOBC和TCMS一体化列车控制设备的电源；
所述第一风扇单元，设置为实现散热功能。
4.根据权利要求1所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述RIOM单元包括：CPU单元、输入单元和输出单元；
所述CPU单元，设置为将所述输入单元采集的硬线信号通过实时以太网接口发送给VOBC，并通过所述输出单元转发接收的车载VOBC发出的硬线信号。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述第一安全等级为SIL4等级；所述第二安全等级为SIL2等级；
所述主控单元实现SIL4等级的硬线输入和输出接口功能；所述RIOM单元实现SIL2等级的硬线输入和输出接口功能。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，
车载VOBC和TCMS都需要的电气接口由所述主控单元提供；
仅TCMS需要的电气接口由所述RIOM单元提供。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，
所述主控单元与车辆中除所述主控单元以外的其他设备的接口用实时以太网接口；所述实时以太网接口采用安全数据传输协议SDTP接口协议；
支持旁路功能的交换机采用链路聚合的方式组成线性网络；其中，车厢内终端设备链接到列车级以太网设备ETB交换机，车厢间交换机通过旁路端口链接，形成支持旁路功能的冗余网络；
列车通信网络包括：列车控制级网络、车辆控制级网络和子系统控制级网络三级网络结构。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述ATP、所述ATO和所述TCMS设置于同一个板卡上。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述主控单元的应用线程包括：测速测距线程、ATP应用线程、ATO应用线程和TCMS应用线程；
所述测速测距线程，设置为实现测速测距应用功能；
所述ATP应用线程，设置为实现ATP应用功能、紧急制动控制功能以及牵引切除控制功能；
所述ATO应用线程，设置为实现ATO应用功能、牵引系统功能和制动系统功能；
所述TCMS应用线程，设置为实现辅助系统功能、门控系统功能、空调系统功能、乘客信息系统PIS系统功能、时钟同步功能、里程计数功能、人机接口MMI接口功能以及数据记录功能。
10.根据权利要求9所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述主控单元的应用线程之间采用共享内存方式实现双向通信；和/或，
所述主控单元的应用线程之间的优先级关系包括：
所述测速测距线程大于所述TCMS应用线程；
所述TCMS应用线程大于所述ATO应用线程；
所述ATO应用线程大于所述ATP应用线程。
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