CN114024655B - 一种基于状态机的高铁双系参数同步方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于状态机的高铁双系参数同步方法和装置，该方法包括：通过659总线，在高铁列控系统上按总线时钟的周期进行左右两系的参数同步；根据两系的主备关系，分别初始化不同的状态；根据双系同步的过程，划分为连接发起、等待连接、建立连接，同步完成，连接超时五种状态；在同步过程中，记录本系和对系的参数同步成功标志，并根据同步状态在五种状态之间进行切换；根据传输的状态标志位，决定参数同步的策略。解决了在高铁列控系统中，主备双系的参数同步问题。

Description

一种基于状态机的高铁双系参数同步方法和装置

技术领域

本发明属于嵌入式软件技术，具体涉及一种基于状态机的高铁双系参数同步方法和装置。

背景技术

高铁列控具体涉及两个计算机，采用二乘二取二安全冗余架构。两个计算机需区分为主备，高铁列控计算机需要将其运行参数存储在非易失存储器中，在计算机上电初期完成主备两系的参数的同步，参数同步是确保主备两系具备相同工作状态的必要条件。

目前，高铁列控中的主备双系同步，传输介质采用的是以太网或串口，参数同步是基于点对点通信协议进行数据传输，因此同步性差，灵活性和差错处理欠佳。

发明内容

本发明提供一种基于状态机的高铁双系参数同步方法和装置，解决现有高铁列控中的主备双系同步性差，灵活性和差错处理欠佳的问题。

本发明第一方面提供一种基于状态机的高铁双系参数同步方法，应用于主系计算机；所述方法包括：

主系计算机上电后，主系计算机进入连接发起状态；

主系计算机在每个总线周期的起始时刻，确定所处的状态；

在主系计算机处于连接发起状态时，主系计算机向备系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录主系计算机的发送状态，主系计算机进入传输状态；

在主系计算机处于传输状态时，主系计算机等待接收备系计算机发送的握手包和参数帧，若等待超时或者存在接收错误，主系计算机进入连接超时状态；否则，主系计算机向备系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录备系计算机和主系计算机的发送状态，判断主系计算机本次发送的握手包的帧序号是否达到最大，若是，则主系计算机进入发送完成状态；

在主系计算机处于发送完成状态时，主系计算机判断备系计算机和主系计算机的发送状态是否正确；若均不正确，则主系计算机进入同步错误状态；若主系计算机正确，则主系计算机进入同步完成状态；若仅备系计算机的发送状态正确，则将备系计算机的参数覆盖到主系计算机，则主系计算机进入同步完成状态；

在主系计算机处于连接超时状态时，主系计算机向用户告警同步超时；

在主系计算机处于同步错误状态时，主系计算机向用户告警同步错误；

在主系计算机处于同步完成状态时，主系计算机向用户提示同步完成。

可选的，所述方法还包括：

根据主系计算机和备系计算的参数区的大小和参数帧的大小，确定主系计算机和备系计算参数同步所需的帧个数。

可选的，所述方法还包括：

主系计算机在检测到接收到的握手包的帧序号不等于上一次接收到的帧序号加一时，确定存在接收错误。

可选的，主系计算机与备系计算机通过659总线通信连接；所述方法还包括：

主系计算机从659总线接收数据时，若总线状态字报告数据未更新或数据存在错误，则记录备系计算机本次发送状态为错误，否则记录备系计算机本次发送状态为正确；

主系计算机从参数区读取参数时，若读取范围超限或非易失存储器正忙，则记录主系计算机本次发送状态为错误，否则记录主系计算机本次发送状态正确。

本发明第二方面提供一种基于状态机的高铁双系参数同步方法，应用于备系计算机，所述方法包括：

备系计算机上电后，进入传输状态；

备系计算机在每个总线周期的起始时刻，确定所处的状态；

在备系计算机处于传输状态时，备系计算机等待接收主系计算机发送的握手包和参数帧，若等待超时或者存在接收错误，备系计算机进入连接超时状态；否则，备系计算机向主系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录主系计算机和备系计算机的发送状态，备系计算机判断本次发送的握手包的帧序号是否达到最大，若是，备系计算机进入发送完成状态；

在备系计算机处于发送完成状态时，备系计算机判断主系计算机和备系计算机的发送状态是否正确；若均不正确，则备系计算机进入同步错误状态；若主系计算机的发送状态正确，则将主系计算机的参数覆盖到备系计算机，则备系计算机进入同步完成状态；若备系计算机的发送状态正确，则备系计算机进入同步完成状态；

在备系计算机处于连接超时状态时，备系计算机向用户告警同步超时；

在备系计算机处于同步错误状态时，备系计算机向用户告警同步错误；

在备系计算机处于同步完成状态时，备系计算机向用户提示同步完成。

可选的，所述方法还包括：

根据主系计算机和备系计算的参数区的大小和参数帧的大小，确定主系计算机和备系计算参数同步所需的帧个数。

可选的，所述方法还包括：

备系计算机在检测到接收到的握手包的帧序号不等于上一次接收到的帧序号加一时，确定存在接收错误。

可选的，备系计算机与主系计算机通过659总线通信连接；所述方法还包括：

备主系计算机从659总线接收数据时，若总线状态字报告数据未更新或数据存在错误，则记录主系计算机本次发送状态为错误，否则记录主系计算机本次发送状态为正确；

备系计算机从参数区读取参数时，若读取范围超限或非易失存储器正忙，则记录备系计算机本次发送状态为错误，否则记录备系计算机本次发送状态正确。

本发明第三方面提供一种基于状态机的高铁双系参数同步装置，作为主系计算机用于：

主系计算机上电后，主系计算机进入连接发起状态；

主系计算机在每个总线周期的起始时刻，确定所处的状态；

在主系计算机处于连接发起状态时，主系计算机向备系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录主系计算机的发送状态，主系计算机进入传输状态；

在主系计算机处于传输状态时，主系计算机等待接收备系计算机发送的握手包和参数帧，若等待超时或者存在接收错误，主系计算机进入连接超时状态；否则，主系计算机向备系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录备系计算机和主系计算机的发送状态，判断主系计算机本次发送的握手包的帧序号是否达到最大，若是，则主系计算机进入发送完成状态；

在主系计算机处于发送完成状态时，主系计算机判断备系计算机和主系计算机的发送状态是否正确；若均不正确，则主系计算机进入同步错误状态；若主系计算机正确，则主系计算机进入同步完成状态；若仅备系计算机的发送状态正确，则将备系计算机的参数覆盖到主系计算机，则主系计算机进入同步完成状态；

在主系计算机处于连接超时状态时，主系计算机向用户告警同步超时；

在主系计算机处于同步错误状态时，主系计算机向用户告警同步错误；

在主系计算机处于同步完成状态时，主系计算机向用户提示同步完成。

本发明第四方面提供一种基于状态机的高铁双系参数同步装置，作为备系计算机用于：

备系计算机上电后，进入传输状态；

备系计算机在每个总线周期的起始时刻，确定所处的状态；

在备系计算机处于传输状态时，备系计算机等待接收主系计算机发送的握手包和参数帧，若等待超时或者存在接收错误，备系计算机进入连接超时状态；否则，备系计算机向主系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录主系计算机和备系计算机的发送状态，备系计算机判断本次发送的握手包的帧序号是否达到最大，若是，备系计算机进入发送完成状态；

在备系计算机处于发送完成状态时，备系计算机判断主系计算机和备系计算机的发送状态是否正确；若均不正确，则备系计算机进入同步错误状态；若主系计算机的发送状态正确，则将主系计算机的参数覆盖到备系计算机，则备系计算机进入同步完成状态；若备系计算机的发送状态正确，则备系计算机进入同步完成状态；

在备系计算机处于连接超时状态时，备系计算机向用户告警同步超时；

在备系计算机处于同步错误状态时，备系计算机向用户告警同步错误；

在备系计算机处于同步完成状态时，备系计算机向用户提示同步完成。

本发明提供一种基于状态机的高铁双系参数同步方法和装置，具有以下有益技术效果：针对高铁列控中的双系参数同步问题，采用了基于状态机的参数同步方法，通过659总线传输和状态转换机制，提升了主备双系同步的灵活性和差错处理能力。

附图说明

图1是本发明提供的基于状态机的高铁双系参数同步方法流程示意图；

图2是主系计算机的状态转换示意图；

图3是备系计算机的状态转换示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的基于状态机的高铁双系参数同步方法进行详细解释说明。

本发明的高铁双系参数同步方法中，高铁列控安全计算机通过区分主备两系，将两系设置为不同的初始状态，并通过659总线提供的时钟固定周期调用参数同步方法，在参数同步方法内实现同步状态的动态转换，并通过传输状态标识选择参数同步策略，解决高铁列控主备两系参数同步的可靠性，并降低同步的复杂度。

采用659总线为主备两系提供全局时钟以及数据传输总线，保证了时钟同源，提高了参数同步的稳定性。

通过659总线，每周期发送握手包和参数数据包。握手包中包含序号，参数数据包中包含待同步的参数。

主系初始化为连接发起状态，备系初始化为等待连接状态。由主系首先发送握手包，备系等待主系发送的握手包。

周期性调用参数同步方法，若握手包和参数数据包超时、握手包序号不正确，将参数同步状态切换至连接超时。否则就保持连接建立状态，周期性发送握手包和参数包。

当包序号达到需要传输数据的最大值，则将参数同步状态切换至同步完成。

在连接建立状态中，若本系参数区读取错误，置本系该次传输结果标识错误；若659总线数据报参数包数据未更新，置对系该次传输结果标识错误，否则置该次传输结果标识正确。

同步完成后，根据传输的状态标志位，决定参数同步的策略。若传输均正确，则以主系为准，若传输有一方不正确，则以正确的一方为准，若都不正确，则报错。

下面举例高铁列控双系同步过程，结合图1、图2和图3对本发明提供的基于状态机的高铁双系参数同步方法流程示意图进行说明。

图1是本发明提供的基于状态机的高铁双系参数同步方法流程示意图，图2是主系状态转换图，图3是备系状态转换图。如图所示，方法包括：

步骤1)系统上电，主系主动发送第一握手包和本系第一帧参数，记录主系同步状态，备系接收第一握手包，进入步骤2)；

步骤2)备系等待收握手包，收对系参数，如果没收到进入步骤4，记录对系同步状态，发握手包，发本系参数，记录本系同步状态，备系判断包数是否到最大，如果达到最大，进入步骤3,否则重复步骤2；

主系等待收握手包，收对系参数，如果没收到进入步骤4，若收到，则记录对系同步状态，发握手包，发本系参数，记录本系同步状态，主系判断包数是否到最大，如果达到最大，进入步骤3,否则重复步骤2。

步骤3)备系进入同步完成状态，并置同步完成标，备系判断若两系同步状态标均正确，则将主系的参数覆盖到本系,结束同步过程。备系判断若两系都不正确，则进入步骤5。备系判断若主系正确，则将主系的参数覆盖到本系，结束同步过程；

主系进入同步完成状态，主系判断若两系都不正确，则进入步骤5。主系判断若两系同步状态标均正确，则结束同步过程，若备系正确，则将备系的参数覆盖到本系。

步骤4)主系和备系进入连接超时状态，上报同步超时，同步结束。

步骤5)上报同步错误，同步结束。

Claims (8)

1.一种基于状态机的高铁双系参数同步方法，其特征在于，应用于主系计算机；所述方法包括：

主系计算机上电后，主系计算机进入连接发起状态；

主系计算机在每个总线周期的起始时刻，确定所处的状态；

在主系计算机处于连接发起状态时，主系计算机向备系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录主系计算机的发送状态，主系计算机进入传输状态；

在主系计算机处于传输状态时，主系计算机等待接收备系计算机发送的握手包和参数帧，若等待超时或者存在接收错误，主系计算机进入连接超时状态；否则，主系计算机向备系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录备系计算机和主系计算机的发送状态，判断主系计算机本次发送的握手包的帧序号是否达到最大，若是，则主系计算机进入发送完成状态；

在主系计算机处于发送完成状态时，主系计算机判断备系计算机和主系计算机的发送状态是否正确；若均不正确，则主系计算机进入同步错误状态；若主系计算机正确，则主系计算机进入同步完成状态；若仅备系计算机的发送状态正确，则将备系计算机的参数覆盖到主系计算机，则主系计算机进入同步完成状态；

在主系计算机处于连接超时状态时，主系计算机向用户告警同步超时；

在主系计算机处于同步错误状态时，主系计算机向用户告警同步错误；

在主系计算机处于同步完成状态时，主系计算机向用户提示同步完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据主系计算机和备系计算的参数区的大小和参数帧的大小，确定主系计算机和备系计算参数同步所需的帧个数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

主系计算机在检测到接收到的握手包的帧序号不等于上一次接收到的帧序号加一时，确定存在接收错误。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，主系计算机与备系计算机通过659总线通信连接；所述方法还包括：

主系计算机从659总线接收数据时，若总线状态字报告数据未更新或数据存在错误，则记录备系计算机本次发送状态为错误，否则记录备系计算机本次发送状态为正确；

主系计算机从参数区读取参数时，若读取范围超限或非易失存储器正忙，则记录主系计算机本次发送状态为错误，否则记录主系计算机本次发送状态正确。

5.一种基于状态机的高铁双系参数同步方法，其特征在于，应用于备系计算机，所述方法包括：

备系计算机上电后，进入传输状态；

备系计算机在每个总线周期的起始时刻，确定所处的状态；

在备系计算机处于传输状态时，备系计算机等待接收主系计算机发送的握手包和参数帧，若等待超时或者存在接收错误，备系计算机进入连接超时状态；否则，备系计算机向主系计算机发送握手包和主系计算机的帧参数，记录主系计算机和备系计算机的发送状态，备系计算机判断本次发送的握手包的帧序号是否达到最大，若是，备系计算机进入发送完成状态；

在备系计算机处于发送完成状态时，备系计算机判断主系计算机和备系计算机的发送状态是否正确；若均不正确，则备系计算机进入同步错误状态；若主系计算机的发送状态正确，则将主系计算机的参数覆盖到备系计算机，则备系计算机进入同步完成状态；若备系计算机的发送状态正确，则备系计算机进入同步完成状态；

在备系计算机处于连接超时状态时，备系计算机向用户告警同步超时；

在备系计算机处于同步错误状态时，备系计算机向用户告警同步错误；

在备系计算机处于同步完成状态时，备系计算机向用户提示同步完成。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据主系计算机和备系计算的参数区的大小和参数帧的大小，确定主系计算机和备系计算参数同步所需的帧个数。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

备系计算机在检测到接收到的握手包的帧序号不等于上一次接收到的帧序号加一时，确定存在接收错误。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，备系计算机与主系计算机通过659总线通信连接；所述方法还包括：

备主系计算机从659总线接收数据时，若总线状态字报告数据未更新或数据存在错误，则记录主系计算机本次发送状态为错误，否则记录主系计算机本次发送状态为正确；

备系计算机从参数区读取参数时，若读取范围超限或非易失存储器正忙，则记录备系计算机本次发送状态为错误，否则记录备系计算机本次发送状态正确。