CN116001860A - 一种有轨电车的联锁系统及其实现方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有轨电车的联锁系统及其实现方法、设备及介质，所述联锁系统包括初始化模块、系统运行模块、轨旁信号处理模块、调度管理处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块、路口优先控制处理模块、逻辑处理模块和维护诊断模块；所述初始化模块、系统运行模块、轨旁信号处理模块、调度管理处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块、路口优先控制处理模块和维护诊断模块依次连接，所述逻辑处理模块分别与计轴处理模块和维护诊断模块连接。与现有技术相比，本发明具有扩展性强、安全性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种有轨电车的联锁系统及其实现方法、设备及介质。
背景技术
在有轨电车信号系统中，联锁处理系统是所有功能处理的安全核心。
根据目前有轨电车联锁处理系统的应用，一般是对外部设备采集和驱动，实现信号逻辑处理，通过一定的协议与外部设备通信，负责维护诊断信息。主要存在以下问题和特点：
1、有轨电车系统众多轨旁设备交互，接口丰富，包括车辆段联锁、道岔控制器、路口优先控制子系统、信号机、信标、计轴等；
2、需要管理信号输入输出，处理联锁逻辑，以及安全检查；
3、要处理调度管理系统指令，反馈显示信息和命令执行情况；
4、要提供维护诊断功能给用户；
5、需要一个系统与外设实现冗余网络通信；
6、需要一个系统通过配置支持众多外设应用数据内容变化。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种扩展性强、安全性高的有轨电车的联锁系统及其实现方法、设备及介质。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供了一种有轨电车的联锁系统，包括初始化模块、系统运行模块、轨旁信号处理模块、调度管理处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块、路口优先控制处理模块、逻辑处理模块和维护诊断模块；
所述初始化模块、系统运行模块、轨旁信号处理模块、调度管理处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块、路口优先控制处理模块和维护诊断模块依次连接，所述逻辑处理模块分别与计轴处理模块和维护诊断模块连接。
作为优选的技术方案，所述的初始化模块，用于对设备进行安全检查，初始化各个模块信息，并刷新内存，系统保持无安全输出。
作为优选的技术方案，所述的系统运行模块，用于监测系统运行状态，包括：检查运行状态，判断是否为双系运行，判决一主一备状态，判决是否符合双系同步要求。
作为优选的技术方案，所述的轨旁信号处理模块通过安全协议与轨旁设备通信，用于处理信号采集信息，如果通信信息异常，则进行安全范围内宽恕处理，否则断开该通信，等待下一次有效信息进入，并发送控制信息。
作为优选的技术方案，所述的调度管理处理模块通过安全协议与调度管理设备交互，获取调度管理设备的控制命令并执行，向调度管理设备发送站场表示以及报警信息。
作为优选的技术方案，所述的计轴处理模块与计轴接口交互，用于采集计轴系统列车位置的监测信息，并向计轴系统发送计轴区段的复位或预复位请求。
作为优选的技术方案，所述的车辆段联锁处理模块与车辆段联锁系统交互，用于获取来自车辆段联锁系统的应用信息，并向车辆段联锁系统发送本系统的联锁应用信息。
作为优选的技术方案，所述的路口优先控制处理模块与路口优先控制子系统交互，获取来自路口优先控制子系统的进路请求，并向路口优先控制子系统发送进路状态和信号机状态。
作为优选的技术方案，所述的逻辑处理模块处理系统与联锁逻辑有关的输入，进行联锁逻辑运算，并输出。
作为优选的技术方案，所述的维护诊断模块与维护子系统交互，获取维护请求，发送维护诊断信息。
作为优选的技术方案，所述的联锁系统2乘2oo2架构，基于项目特点可单系工作。
根据本发明的第二方面，提供了一种所述有轨电车的联锁系统的实现方法，具体包括以下步骤：
步骤S1，系统初始化启动，进行安全检查，包括硬件检查、内存刷新、配置和数据检查，顺利启动后进入步骤S2，检查失败则进入宕机状态；
步骤S2，系统检查运行状态，若系统运行正常则进入步骤3)，检查异常进入宕机或离线状态；
步骤S3，轨旁信号处理模块通过安全协议与轨旁设备通信，处理信号采集信息，包括来自轨旁安全信号输入，如果通信信息异常，则进行安全范围内宽恕处理，否则断开该通信，等待下一次有效信息进入，发送控制信息；
步骤S4，调度管理处理模块通过安全协议与调度管理设备交互，获取调度管理设备控制命令并执行，向调度管理设发送站场表示以及报警信息；
步骤S5，计轴处理模块与计轴接口交互，采集计轴系统列车位置的监测信息，向计轴系统发送计轴区段的复位或预复位请求；
步骤S6，车辆段联锁处理模块与车辆段联锁系统交互，获取来自车辆段联锁系统的应用信息，并向车辆段联锁系统发送本系统的联锁应用信息；
步骤S7，路口优先控制处理模块与路口优先控制子系统交互，获取来自路口优先控制子系统的进路请求，并向路口优先控制子系统发送进路状态和信号机状态；
步骤S8，逻辑处理模块处理系统与联锁逻辑有关的输入，进行联锁逻辑运算，并输出；
步骤S9，维护诊断模块与维护子系统交互，获取维护请求，发送维护诊断信息。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明集成了丰富接口，而且模块扩展能力强，确保了有轨电车系统中业务扩展；
2)本发明支持网络方式，可与外设接口冗余通信，通过模块化管理业务，管理信号的输入输出，处理联锁规则设计的逻辑，与调度管理、路口优先控制子系统、计轴、车辆段联锁等通信，实现自动化进路，优化进路；
3)本发明基于安全平台实现了安全检查和安全通信，确保系统的安全性；
4)本发明与外部接口内容通过配置数据变化，实现了产品通用；
5)本发明实现网络冗余，增强网络可靠性。
附图说明
图1为本发明的具体流程图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一种有轨电车的联锁系统的实现方法，该方法包括以下步骤：
1)系统初始化启动，进行安全检查，包括硬件检查、内存刷新、配置和数据检查，顺利启动后进入步骤2)，检查失败则进入宕机状态；
2)系统检查运行状态，是否是双系运行，判决一主一备状态，判决是否符合双系同步要求，系统运行正常则进入步骤3)，检查异常如果出现严重问题进入宕机，一般问题进入离线状态；
3)轨旁信号处理模块，通过安全协议与轨旁设备通信，处理信号采集信息，包括来自轨旁安全信号输入(信号机、道岔控制器输入、信标等)，如果通信信息异常，则进行安全范围内宽恕处理，否则断开该通信，等待下一次有效信息进入，发送控制信息；
4)调度管理处理模块，系统通过安全协议与调度管理交互，获取调度管理控制命令并执行，向调度管理发送站场表示以及报警信息；
5)计轴处理模块，系统与计轴接口交互，采集计轴系统列车位置的监测信息，向计轴系统发送计轴区段的复位/预复位请求；
6)车辆段联锁处理模块，系统与车辆段联锁系统交互，获取来自车辆段联锁的应用信息，并向车辆段联锁发送本系统的联锁应用信息；
7)路口优先控制处理模块，系统与路口优先控制子系统交互，获取来自路口优先控制子系统的进路请求，并向路口优先控制子系统发送进路状态和信号机状态；
8)逻辑处理模块，处理系统与联锁逻辑有关的输入，进行联锁逻辑运算，设置逻辑状态，用于输出；
9)维护诊断模块，系统与维护子系统交互，获取维护请求，发送维护诊断信息。
联锁处理子系统是2乘2oo2架构，基于项目特点可以单系工作，本系统实现了多个模块与众多接口交互，扩展性强，支持网络方式，可与外设接口冗余通信，通过模块化管理业务，管理信号的输入输出，处理联锁规则设计的逻辑，与调度管理、路口优先控制子系统、计轴、车辆段联锁等通信，实现自动化进路，优化进路，本发明包含的安全平台负责系统的安全检查，提供用户所需以及系统本身的维护诊断信息给维护子系统。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过系统实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
本发明一种有轨电车的联锁系统包括初始化模块、系统运行模块、轨旁信号处理模块、调度管理处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块、路口优先控制处理模块、逻辑处理模块、维护诊断模块。
对各个模块进行阐述：
1、初始化模块：
系统初始化时，首先对设备进行安全检查，初始化各个模块信息，并刷新内存，系统保持无安全输出。
2、系统运行模块：
系统初始化过后，开始进行运行状态判决，双系运行时，仅有一系为主系，并检查系统是否符合同步要求，符合同步时，一系为主系，一系为备系，单系运行时，直接为主系，此模块一直监测系统运行状态。
3、轨旁信号处理模块：
系统通过FSFB2协议与轨旁设备通信，每周期从外设获取轨旁信号信息，包括信号机、道岔控制器输入、信标等，如果消息检查不通过，则进行安全范围内宽恕处理处理，超过宽恕则清空消息，检查通过的消息则去刷新联锁逻辑的输入变量，无有效消息时，该模块对应的联锁逻辑输入变量应刷新为安全侧，刷新后，联锁输入变量进入逻辑模块参与运算，联锁输出变量在计算后更新，最终通过该模块转换为安全协议的应用消息发送到轨旁设备。
4、调度管理处理模块：
系统使用FSFB2作为与调度管理系统的网络通信安全层协议，联锁处理子系统处理调度管理系统的计轴复位命令，调度中心首先发起计轴复位区段请求(包含区段ID和密码)，联锁子系统反馈安全随机码，在规定时间内收到调度管理系统的确认信息，校验通过后，执行区段复位命令，如果超时或校验不通过时，反馈复位不成功的原因。联锁子系统通过时间戳和完整性校验保证了计轴复位的有效性。联锁处理子系统每周期向调度管理系统发送所有信号设备状态，也发送板卡故障、系统运行状态以及外部通信状态给调度管理系统，便于操作员知悉系统目前状态。
5、计轴处理模块：
系统使用FSFB2作为与计轴设备的网络通信安全层协议，联锁子系统每周期处理计轴系统发来的区段信息，并刷新计轴区段联锁输入变量，用于参加逻辑运算，当超过一定时间没有收到计轴信息认为通信断开，区段信息变为安全侧，联锁处理子系统每周期发送区段信息给计轴系统。
6、车辆段联锁处理模块：
系统使用FSFB2作为与车辆段联锁的网络通信安全层协议，联锁处理子系统每周期接收车辆段消息，检查通过的消息则去刷新联锁逻辑的输入变量，刷新后，联锁输入变量进入车辆段模块参与运算，联锁输出变量在计算后更新，最终通过该模块转换为安全协议的应用消息发送到车辆段设备，检查不通过的消息同轨旁信号模块处理。
7、路口优先控制处理模块：
系统通过UDP协议与路口优先控制系统通信，联锁处理子系统每周期接收路口优先控制系统的进路请求信息并解析，并反馈接收状态，按照项目要求的应用消息每周期发送给路口优先控制系统进路状态和信号机状态。
8、逻辑处理模块：
系统根据轨旁信号输入、计轴系统输入、车辆段联锁输入更加联锁输入变量，输入变量进入到逻辑处理模块后，参与联锁规则设定的计算，得到输出变量，输出变量最终进入到轨旁处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块，通过系统组包处理发送给外设。
9、维护诊断信息模块：
系统各个模块产生的维护诊断信息，都将经过维护诊断模块发送到维护诊断系统，该模块需处理用户请求，如文件信息、版本信息、联锁变量请求等，其他如系统运行状态、板卡故障信息、外设通信状态都经过该模块发送到维护诊断系统。
本发明已经被应用于有轨电车系统中，与轨旁信号系统、调度管理系统、计轴系统、车辆段联锁、路口优先控制系统的消息，可根据项目定义应用消息。该系统用于深圳龙华线、成都蓉2号线等有轨电车项目中，与整条线大量轨旁设备、调度管理系统、计轴系统、路口优先控制、车辆段联锁通信，展现联锁处理子系统强大的交互能力，在项目中通过安全检查以及网络冗余通信，保证了系统安全平稳的运行。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如本发明方法。例如，在一些实施例中，本发明方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的本发明方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行本发明方法。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，包括初始化模块、系统运行模块、轨旁信号处理模块、调度管理处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块、路口优先控制处理模块、逻辑处理模块和维护诊断模块；
所述初始化模块、系统运行模块、轨旁信号处理模块、调度管理处理模块、计轴处理模块、车辆段联锁处理模块、路口优先控制处理模块和维护诊断模块依次连接，所述逻辑处理模块分别与计轴处理模块和维护诊断模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的初始化模块，用于对设备进行安全检查，初始化各个模块信息，并刷新内存，系统保持无安全输出。
3.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的系统运行模块，用于监测系统运行状态，包括：检查运行状态，判断是否为双系运行，判决一主一备状态，判决是否符合双系同步要求。
4.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的轨旁信号处理模块通过安全协议与轨旁设备通信，用于处理信号采集信息，如果通信信息异常，则进行安全范围内宽恕处理，否则断开该通信，等待下一次有效信息进入，并发送控制信息。
5.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的调度管理处理模块通过安全协议与调度管理设备交互，获取调度管理设备的控制命令并执行，向调度管理设备发送站场表示以及报警信息。
6.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的计轴处理模块与计轴接口交互，用于采集计轴系统列车位置的监测信息，并向计轴系统发送计轴区段的复位或预复位请求。
7.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的车辆段联锁处理模块与车辆段联锁系统交互，用于获取来自车辆段联锁系统的应用信息，并向车辆段联锁系统发送本系统的联锁应用信息。
8.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的路口优先控制处理模块与路口优先控制子系统交互，获取来自路口优先控制子系统的进路请求，并向路口优先控制子系统发送进路状态和信号机状态。
9.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的逻辑处理模块处理系统与联锁逻辑有关的输入，进行联锁逻辑运算，并输出。
10.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的维护诊断模块与维护子系统交互，获取维护请求，发送维护诊断信息。
11.根据权利要求1所述的一种有轨电车的联锁系统，其特征在于，所述的联锁系统2乘2oo2架构，基于项目特点可单系工作。
12.一种权利要求1所述有轨电车的联锁系统的实现方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1，系统初始化启动，进行安全检查，包括硬件检查、内存刷新、配置和数据检查，顺利启动后进入步骤S2，检查失败则进入宕机状态；
步骤S2，系统检查运行状态，若系统运行正常则进入步骤3)，检查异常进入宕机或离线状态；
步骤S3，轨旁信号处理模块通过安全协议与轨旁设备通信，处理信号采集信息，包括来自轨旁安全信号输入，如果通信信息异常，则进行安全范围内宽恕处理，否则断开该通信，等待下一次有效信息进入，发送控制信息；
步骤S4，调度管理处理模块通过安全协议与调度管理设备交互，获取调度管理设备控制命令并执行，向调度管理设发送站场表示以及报警信息；
步骤S5，计轴处理模块与计轴接口交互，采集计轴系统列车位置的监测信息，向计轴系统发送计轴区段的复位或预复位请求；
步骤S6，车辆段联锁处理模块与车辆段联锁系统交互，获取来自车辆段联锁系统的应用信息，并向车辆段联锁系统发送本系统的联锁应用信息；
步骤S7，路口优先控制处理模块与路口优先控制子系统交互，获取来自路口优先控制子系统的进路请求，并向路口优先控制子系统发送进路状态和信号机状态；
步骤S8，逻辑处理模块处理系统与联锁逻辑有关的输入，进行联锁逻辑运算，并输出；
步骤S9，维护诊断模块与维护子系统交互，获取维护请求，发送维护诊断信息。
13.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求12所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求12所述的方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| REG | Reference to a national code |
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