CN202006812U - 三取二结构计算机联锁控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种三取二结构计算机联锁控制系统，它包括基于龙芯系列中央处理器的两组控显机、电务维修机、三组联锁单元、两组输入/输出单元，以及控显机倒机单元，室外设备，分别组成独立局域网的以太网1和以太网2，两组CAN总线；两组控显机、电务维修机、三组联锁单元分别连接以太网1和以太网2，三组联锁单元、两组输入/输出单元分别连接两组CAN总线，两组输入/输出单元分别连接室外设备，两组控显机分别连接控显机倒机单元。该系统具有实时性好、安全性好、可靠性高、可扩展、多任务处理的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铁路车站信号计算机联锁控制系统，具体的说，涉及一种三取二结构计算机联锁控制系统。
背景技术
铁路车站信号计算机联锁控制系统是一个实时、多任务、安全苛求的计算机控制系统，是实现以进路控制为主要内容的联锁功能控制系统，它包括人机会话层、联锁逻辑层和执行层，其中，人机会话层由操作表示设备和电务维修设备组成，联锁逻辑层由联锁单元和输入/输出单元组成，执行层包括由轨道、道岔、信号机等构成的室外设备。
在信息化程度高度发达和铁路行业信息化变革加剧的今天，信息安全的重要性日益突出，铁路行业产品的信息安全也受到越来越高的关注；然而，中国铁路车站的计算机联锁控制系统都是采用国外芯片生产的硬件设备或直接使用国外生产的硬件，核心硬件的不可控必然导致整个中国铁路车站的核心控制系统存在安全隐患。
为了解决上述存在的问题，人们一直在寻找一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种实时性好、安全性好、可靠性高、可扩展性、多任务处理的三取二结构计算机联锁控制系统。
本实用新型的目的是通过下面的技术方案来实现的：一种三取二结构计算机联锁控制系统，它包括基于龙芯系列中央处理器的控显机A、控显机B、电务维修机、联锁单元1、联锁单元2、联锁单元3、输入/输出单元1和输入/输出单元2，以及控显机倒机单元，室外设备，以太网1，以太网2，CAN总线1和CAN总线2；其中，所述以太网1和所述以太网2分别通过不同的网络交换机组成独立的局域网，所述控显机A、所述控显机B、所述电务维修机、所述联锁单元1、所述联锁单元2、所述联锁单元3分别连接所述以太网1和所述以太网2，所述联锁单元1、所述联锁单元2、所述联锁单元3、所述输入/输出单元1和所述输入/输出单元2分别连接所述CAN总线1和所述CAN总线2，所述输入/输出单元1和所述输入/输出单元2分别连接所述室外设备，所述控显机A、所述控显机B分别连接所述控显机倒机单元。
本实用新型相对于现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，该系统以中国科学院计算机研究所研制的龙芯系列中央处理器为核心，使用开源的Linux操作系统，在保证系统的实时性、安全性、可靠性、可扩展性、多任务处理和节能环保的同时，也避免了在计算机联锁控制系统中使用国外的处理器可能存在的安全隐患。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细描述：
如图1所示，一种三取二结构计算机联锁控制系统，它包括基于龙芯系列中央处理器的控显机A、控显机B、电务维修机、联锁单元1、联锁单元2、联锁单元3、输入/输出单元1和输入/输出单元2，以及控显机倒机单元，室外设备，以太网1，以太网2，CAN总线1和CAN总线2；其中，所述以太网1和所述以太网2分别通过不同的网络交换机组成独立的局域网，所述控显机A、所述控显机B、所述电务维修机、所述联锁单元1、所述联锁单元2、所述联锁单元3分别连接所述以太网1和所述以太网2，所述联锁单元1、所述联锁单元2、所述联锁单元3、所述输入/输出单元1和所述输入/输出单元2分别连接所述CAN总线1和所述CAN总线2，所述输入/输出单元1和所述输入/输出单元2分别连接所述室外设备，所述控显机A、所述控显机B分别连接所述控显机倒机单元。
控显机倒机单元的功能是在控显机A或控显机B出现故障或维护时，可以采用自动或手动方式使显示器的视频通道、音响设备的音频通道和输入设备的信号通道切换到正常工作的控显机。
联锁逻辑层的联锁单元1、联锁单元2和联锁单元3是相同的联锁单元，三个联锁单元组成三模松散耦合式故障-安全计算机系统，这个三个联锁单元错开数微秒工作，以降低环境因素影响出现相同错误的危险，这个三个联锁单元通过以太网、高速串口或CAN总线中断进行校时，实现时钟同步；三个联锁单元通过软件实现三取二模式，即三个联锁单元通过CAN总线同时采集执行层室外设备的状态和接收控显机发来的操作命令等信息，三个联锁单元通过以太网互相比较接收到的信息和处理的结果，当三个联锁单元中有两个以上联锁单元信息和结果一致时，才通过CAN总线发送驱动命令给输入/输出单元，输入/输出单元中的驱动模块接收到驱动命令后，发出驱动信息，驱动执行层的室外设备完成相应动作。
所述以太网1和所述以太网2分别通过不同的网络交换机组成独立的局域网，CAN总线1和CAN总线2可以根据需要灵活配置成热备总线和并行总线等形式，以确保通信线路的可靠性和安全性。
操作表示设备的主要作用是给车站值班人员提供向联锁逻辑层输入操作信息和接收显示联锁逻辑层输出的反映执行层室外设备工作状态和行车作业情况的表示信息，同时，通过通信线路把操作表示设备的信息送给电务维修机进行存储和显示；操作表示设备一般由工控机、显示器和输入设备组成；显示器和输入设备主要作用是显示车站站场信息、计算机联锁系统状态信息、输入操作信息和行车作业信息，其放置在车站值班室供车站值班人员使用；工控机采用以龙芯系列中央处理器为核心的计算机；该工控机采用固态硬盘取代以电机带动磁盘进行读写的传统硬盘；由于固态硬盘不需要机电装置，具有功耗低、无噪声、存储数据时间长和不易损坏等优点；由于采用被动散热方式，没有散热风扇和滤网，不用经常清洗滤网；因此，采用龙芯系列中央处理器和固态硬盘设计的工控机比传统的工控机具有功耗低、无噪声、体积小、发热小、寿命长和稳定性高等优点；工控机采用采用开源的Linux操作系统；工控机中运行计算机联锁系统的控显机程序；由于该工控机中安装控显机程序，因此，习惯上称用于操作表示设备的工控机为控显机；
控显机的作用是通过通信线路接收联锁单元送来的站场信息、行车作业情况、联锁逻辑单元状态、输入/输出单元状态和执行层室外设备状态等信息，并把这些信息通过视频通道送给显示器进行实时显示；接收输入设备的操作信息，并通过通信线路把输入操作信息送给联锁单元；控显机把接收到的信息送给电务维修机进行存储和显示。
电务维修机的主要作用是从操作表示设备获取和显示车站值班人员的操作、联锁逻辑层设备状态、执行层室外设备状态和行车作业情况等信息，为电务维护人员提供计算机联锁系统的状态、维护和管理信息；电务维修机由工控机、显示器和输入设备组成；电务维修机的工控机配置同控显机一致，采用以龙芯系列中央处理器为核心和固态硬盘设计的计算机；该计算机的操作系统采用Linux操作系统，运行计算机联锁控制系统的电务维修机软件。
联锁单元的主要作用是通过通信线路接收控显机送来的操作命令、行车作业信息和输入/输出单元的采集模块送来的执行层室外设备信号状态等信息，通过接收到的信息和车站联锁逻辑表进行联锁逻辑运算，生成驱动命令，通过通信线路把驱动命令送给输入/输出单元驱动模块，由驱动板驱动执行层室外设备完成相关动作；联锁单元是计算机联锁控制系统的核心设备，它采用以龙芯系列处理器为核心，配合使用固态存储器、通信接口电路和相关电路设计而成；联锁单元内采用实时多任务操作系统内核，运行联锁程序和驱采程序。
输入/输出单元主要由采集模块和驱动模块组成，其主要作用是采集执行层室外设备的状态信息通过通信线路送给联锁单元，并通过通信线路接收联锁单元送来的驱动命令，驱动执行层室外设备完成相关动作；输入/输出单元的采集模块和驱动模块采用以基于龙芯1号系列及其IP核生产的嵌入式芯片为核心控制单元进行设计，采用实时多任务操作系统，运行采集程序和驱动程序。
执行层主要由轨道、道岔和信号机等构成的室外设备及其执行电路组成，其主要作用是执行输入/输出单元的驱动模块送来的驱动信息，并给输入/输出单元采集模块提供各个设备的采集接口。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (1)
1.一种三取二结构计算机联锁控制系统，其特征在于：该系统包括基于龙芯系列中央处理器的控显机A、控显机B、电务维修机、联锁单元1、联锁单元2、联锁单元3、输入/输出单元1和输入/输出单元2，以及控显机倒机单元，室外设备，以太网1，以太网2，CAN总线1和CAN总线2；其中，所述以太网1和所述以太网2分别通过不同的网络交换机组成独立的局域网，所述控显机A、所述控显机B、所述电务维修机、所述联锁单元1、所述联锁单元2、所述联锁单元3分别连接所述以太网1和所述以太网2，所述联锁单元1、所述联锁单元2、所述联锁单元3、所述输入/输出单元1和所述输入/输出单元2分别连接所述CAN总线1和所述CAN总线2，所述输入/输出单元1和所述输入/输出单元2分别连接所述室外设备，所述控显机A、所述控显机B分别连接所述控显机倒机单元。
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| CN 201120010834 CN202006812U (zh) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | 三取二结构计算机联锁控制系统 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104176094A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-12-03 | 北京思维鑫科信息技术有限公司 | 列车运行监控车载系统控制单元 |
| CN109649446A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-19 | 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 | 一种多重冗余网络化的计算机联锁人机交互系统 |
| CN111169506A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 比亚迪股份有限公司 | 道岔控制系统及道岔逻辑控制模块 |
| CN109649446B (zh) * | 2018-12-21 | 2024-05-31 | 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 | 一种多重冗余网络化的计算机联锁人机交互系统 |
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2011
- 2011-01-14 CN CN 201120010834 patent/CN202006812U/zh not_active Expired - Lifetime
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