CN207128886U - 列车的输出控制系统以及具有其的列车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种列车的输出控制系统以及具有其的列车，输出控制系统，包括主控逻辑单元、第一输出控制单元、第二输出控制单元和输出端，主控逻辑单元发送数据包给第一输出控制单元，数据包包括第一数据段和第二数据段，第一输出控制单元对数据包中的第一数据段进行解析以生成第一控制命令；第一输出控制单元发送数据包给第二输出控制单元，第二输出控制单元对数据包中的第二数据段进行解析以生成第二控制命令；第一输出控制单元和第二输出控制单元在第一控制命令与第二控制命令相符时分别输出第一控制命令和第二控制命令至输出端；输出端对第一控制命令和第二控制命令进行逻辑处理后输出，从而能够有效防止通信干扰或端口故障造成的误动作。

Description

列车的输出控制系统以及具有其的列车

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种列车的输出控制系统以及一种具有其的列车。

背景技术

在轨道交通中，部分关键信息的输出动作是不能够出现故障的，例如高速行驶的列车，如果传输信号在通讯过程中受到干扰或输出端口故障，则可能会造成车门忽然打开，从而存在安全隐患。相关技术中，列车的输出控制系统大多采用如下方式，即主控逻辑单元发送控制信号之后，控制信号通过中间级放大电路放大后直接控制被控设备。

但是，相关技术存在以下问题：一是，主控逻辑单元与被控设备之间的距离较远，因此，通讯容易受到干扰，特别是电平状态输出的方式更容易造成输出的误动作；二是，被控设备的接收端口单一，即只有一个端口接收控制信号，如果接收控制信号的端口出现故障，则很容易造成误动作。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种列车的输出控制系统，能够有效防止通信干扰或端口故障造成的误动作。

本实用新型的另一个目的在于提出一种列车。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种列车的输出控制系统，包括主控逻辑单元、第一输出控制单元、第二输出控制单元和输出端，其中，所述主控逻辑单元与所述第一输出控制单元进行通信，以发送数据包给所述第一输出控制单元，所述数据包包括第一数据段和第二数据段，所述第一输出控制单元用于对所述数据包中的第一数据段进行解析以生成第一控制命令；所述第一输出控制单元与所述第二输出控制单元进行通信，以发送所述数据包给所述第二输出控制单元，所述第二输出控制单元用于对所述数据包中的第二数据段进行解析以生成第二控制命令；所述第一输出控制单元和所述第二输出控制单元在所述第一控制命令与所述第二控制命令相符时分别输出所述第一控制命令和所述第二控制命令至所述输出端；所述输出端对所述第一控制命令和所述第二控制命令进行逻辑处理后输出。

根据本实用新型提出的列车的输出控制系统，主控逻辑单元将包括第一数据段和第二数据段的数据包发送给第一输出控制单元，第一输出控制单元对第一数据段进行解析以生成第一控制命令，并将数据包发送给第二输出控制单元，第二输出控制单元对数据包中的第二数据段进行解析以生成第二控制命令，在第一控制命令和第二控制命令相符时第一输出控制单元和第二控制单元分别输出第一控制命令和第二控制命令至输出端，输出端对第一控制命令和第二控制命令进行逻辑处理后输出。由此，本实用新型的输出控制系统通过两个分别独立的输出控制单元进行通信传输，从而提高了通信错误核对能力，有效防止通信干扰或端口故障造成的误动作，提高了列车的安全性。

进一步地，所述第一输出控制单元在对所述数据包中的第一数据段进行解析之前还对所述数据包进行时间戳验证。

进一步地，所述第二输出控制单元在对所述数据包中的第二数据段进行解析之前还对所述数据包进行CRC校验。

进一步地，所述主控逻辑单元包括信息采集子单元和通信子单元，其中，所述信息采集子单元用于采集控制命令；所述信息采集子单元通过与所述通信子单元进行通信，以发送所述控制命令给所述通信子单元；所述通信子单元通过对所述控制命令分别进行第一次加密和第二次加密以生成所述数据包，其中，所述第一数据段通过对所述控制命令进行所述第一次加密生成，所述第二数据段通过对所述控制命令进行所述第二次加密生成；所述通信子单元通过所述第一输出控制单元进行通信以发送数据包给所述第一输出控制单元。

进一步地，所述信息采集子单元为现场可编程门阵列FPGA，所述通信子单元为所述硬核处理系统HPS。

进一步地，所述输出端与被控设备进行通信，以将逻辑处理后的所述第一控制命令和所述第二控制命令发送所述被控设备。

进一步地，所述输出端对所述第一控制命令和所述第二控制命令进行与逻辑处理。

进一步地，所述主控逻辑单元与所述第一输出控制单元按照第一通信协议进行通信，所述第一输出控制单元与所述第二输出控制单元按照第二通信协议进行通信。

进一步地，所述第一通信协议可为CAN协议。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出的一种列车，包括所述的列车的输出控制系统。

根据本实用新型的列车，提高了通信错误核对能力，有效防止通信干扰或端口故障造成的误动作，提高了列车的安全性。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的列车的输出控制系统的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的列车的输出控制系统的方框示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的列车的输出控制系统的方框示意图；

图4是根据本实用新型一个具体实施例的输出控制系统的原理图；以及

图5是根据本实用新型实施例的列车的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述本实用新型实施例的列车的输出控制系统和具有其的列车。

图1是根据本实用新型实施例的列车的输出控制系统的方框示意图。如图1所示，该列车的输出控制系统包括：主控逻辑单元10、第一输出控制单元21、第二输出控制单元22和输出端30。

其中，主控逻辑单元10与第一输出控制单元21进行通信，以发送数据包给第一输出控制单元21，数据包包括第一数据段和第二数据段，第一输出控制单元21用于对数据包中的第一数据段进行解析以生成第一控制命令；第一输出控制单元21和第二输出控制单元22进行通信，以发送数据包给第二输出控制单元22，第二输出控制单元22用于对数据包中的第二数据段进行解析以生成第二控制命令。换言之，主控逻辑单元10可只与第一输出控制单元21进行通信，主控逻辑单元10将数据包发送给第一输出控制单元21，再由第一输出控制单元21将数据包发送给第二输出控制单元22。

也就是说，主控逻辑单元10可通过算法加密封装将要传输的控制命令，以生成数据包，数据包包括第一数据段和第二数据段，第一输出控制单元21能够对第一数据段进行解析，第二输出控制单元22能够对第二数据段进行解析。其中，应当理解的是，第一输出控制单元21和第二输出控制单元22可采用不同的解密算法进行解析。

具体而言，主控逻辑单元10发送数据包给第一输出控制单元21，第一输出控制单元21对数据包中的第一数据段进行解析生成第一控制命令，并将数据包发送给第二输出控制单元22，第二输出控制单元22对数据包中的第二数据段进行解析生成第二控制命令，例如数据包中的第1字节至第5字节为第一数据段，且第6字节至第10字节为第二数据段，第一输出控制单元21可解析第1字节至第5字节并将数据包发送给第二输出控制单元22，第二输出控制单元22接收到数据包并解析第6字节至第10字节，也就是说，第一输出控制单元21与第二输出控制单元22解析的数据段并不相同。

需要说明的是，第一输出控制单元21可先将数据包进行解析再将数据包发送给第二输出控制单元22，也可先将数据包发送给第二输出控制单元22再进行解析，还可在数据包解析过程中将数据包发送给第二输出控制单元22，也就是说，第一输出控制单元21解析数据包与发送数据包可不具有先后顺序。

第一输出控制单元21和第二输出控制单元22在第一控制命令与第二控制命令相符即一致时分别输出第一控制命令和第二控制命令至输出端30。

具体地，在判断第一控制命令与第二控制命令是否相符时，可由第一输出控制单元21将解析第一数据段生成的第一控制命令发送给第二输出控制单元22，再由第二输出控制单元22将接收到的第一控制命令和解析第二数据段生成的第二控制命令进行对比，判断第一控制命令与第二控制命令是否相符；或者，也可由第二输出控制单元22将解析第二数据段生成的第二控制命令发送给第一输出控制单元21，再由第一输出控制单元21将接收到的第二控制命令和解析第一数据段生成的第一控制命令进行对比，判断第一控制命令与第二控制命令是否相符；或者，还可在第一输出控制单元21解析第一数据段生成第一控制命令和第二输出控制单元22解析第二数据段生成第二控制命令后，由第一输出控制单元21和第二输出控制单元22分别向对方发送解析生成的控制命令，即言，由第一输出控制单元21和第二输出控制单元22均对第一控制命令和第二控制命令进行对比，判断第一控制命令与第二控制命令是否相符，在第一控制命令与第二控制命令相符时，分别由第一输出控制单元21和第二输出控制单元22输出第一控制命令和第二控制命令至输出端。

由此，通过两输出控制单元对控制命令进行核对，能够有效防止任一输出控制单元获取的信号受到干扰或任一输出控制单元故障造成的误动作。

输出端30对第一控制命令和第二控制命令进行逻辑处理后输出。也就是说，输出端30可将第一控制命令和第二控制命令通过逻辑处理生成最终的控制命令，并将最终的控制命令输出。

根据本实用新型的一个实施例，第一输出控制单元21在对数据包中的第一数据段进行解析之前还可对数据包进行时间戳验证。

也就是说，第一输出控制单元21在接收到数据包后，可先对数据包进行时间戳验证，如果时间戳有效则对数据包进行操作，即对第一数据段进行解析生成第一控制命令并将数据包发送至第二输出控制单元22；如果时间戳无效则反馈相应的错误信息至主控逻辑单元10，以使主控逻辑单元10修改错误数据包，或错误排查时进行数据记录。由此，通过第一输出控制单元21先对时间戳进行验证，可避免控制命令重复执行，造成误动作。

根据本实用新型的一个实施例，第二输出控制单元22在对数据包中的第二数据段进行解析之前还对数据包进行CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验码)校验，如果CRC校验无误则对数据包进行操作，即对第二数据段进行解析生成第二控制命令，如果CRC校验有误则反馈相应的错误信息至上一级，即反馈至第一输出控制单元21，再由第一输出控制单元21反馈至主控逻辑单元10，从而防止数据包在传输过程中受到干扰造成的修改，确保数据包的准确性。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，主控逻辑单元10包括信息采集子单元11和通信子单元12，其中，信息采集子单元11用于采集控制命令，信息采集子单元11通过与通信子单元12进行通信，以发送控制命令给通信子单元12，通信子单元12通过对控制命令分别进行第一次加密和第二次加密以生成数据包，其中，第一数据段通过对控制命令进行第一次加密生成，第二数据段通过对控制命令进行第二次加密生成；通信子单元12通过与第一输出控制单元进行通信以发送数据包给第一输出控制单元21。

根据本实用新型的一个具体实施例，信息采集子单元11可为现场可编程门阵列FPGA(Field-Programmable Gate Array)，通信子单元12可为硬核处理器系统HPS(HardProcessor System)。

具体而言，主控逻辑单元10通过信息采集子单元11采集外部控制命令，并将控制命令发送给通信子单元12，通信子单元12接收到控制命令后对控制命令进行加密，即对控制命令进行第一次加密生成第一数据段，并对同一控制命令进行第二次加密生成第二数据段，以将发送给第一输出控制单元21和第二输出控制单元22的数据段分别加密，并将第一数据段和第二数据段处理成数据包发送给第一输出控制单元21。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，输出端30与被控设备进行通信，以将逻辑处理后的第一控制命令和第二控制命令发送被控设备40，以使被控设备40执行控制命令。

具体地，根据本实用新型的一个实施例，输出端30对第一控制命令和第二控制命令进行与逻辑处理，以根据第一控制命令和第二控制命令生成最终的控制命令并发送至被控设备40。

根据本实用新型的一个实施例，主控逻辑单元10与第一输出控制单元21可按照第一通信协议进行通信，具体地，根据本实用新型的一个实施例，第一通信协议可为CAN(Controller Area Network，控制器局域网总线)协议。第一输出控制单元21与第二输出控制单元22可按照第二通信协议进行通信。其中，第一通信协议与第二通信协议可相同，也可不相同。

举例来说，如图4所示，主控逻辑单元10的信息采集子单元11采集到外部的控制命令，信息采集子单元10将采集到的控制命令发送主控逻辑单元10的通信子单元12，通信子单元12对接收到的控制命令进行两次加密，即通过第一次加密生成第一数据段例如字节1-5，通过第二次加密生成第二数据段例如字节6-10，并将第一数据段与第二数据段处理成数据包，通信子单元12将数据包发送给第一输出控制单元21，第一输出控制单元21对数据包进行时间戳验证以防止控制命令重复执行，如果时间戳验证无效，则向主控逻辑单元10提供相应错误信息，如果时间戳有效，则第一输出控制单元21解析第一数据段(例如字节1-5)生成第一控制命令，并将数据包发送给第二输出控制单元22，第二输出控制单元22接收到数据包先进行CRC校验以防止数据包传输过程中受到干扰，如果CRC校验有误，则第二输出控制单元22不进行数据包解析并反馈相应错误信息至第一输出控制单元21，如果CRC校验无误，则第二输出控制单元22解析第二数据段(例如字节6-10)生成第二控制命令。第一输出控制单元21和第二输出控制单元22相互通信并进行同步核对，如果核对出现错误即第一控制命令和第二控制命令不相符，则不输出控制命令，如果核对确认无误即第一控制命令和第二控制命令相符，则第一输出控制单元21和第二输出控制单元22分别输出第一控制命令和第二控制命令至输出端30，输出端30对第一控制命令和第二控制命令进行与逻辑处理后输出至被控设备40。

也就是说，在本实用新型实施例中，如果中间任何环节出了问题都不能进行输出操作，整个系统采用导向安全原则的原理设计，其中，不输出为安全。

综上，根据本实用新型提出的列车的输出控制系统，主控逻辑单元将包括第一数据段和第二数据段的数据包发送给第一输出控制单元，第一输出控制单元对第一数据段进行解析以生成第一控制命令，并将数据包发送给第二输出控制单元，第二输出控制单元对数据包中的第二数据段进行解析以生成第二控制命令，在第一控制命令和第二控制命令相符时第一输出控制单元和第二控制单元分别输出第一控制命令和第二控制命令至输出端，输出端对第一控制命令和第二控制命令进行逻辑处理后输出。由此，本实用新型的输出控制系统通过两个分别独立的输出控制单元进行通信传输，从而提高了通信错误核对能力，有效防止通信干扰或端口故障造成的误动作，提高了列车的安全性。

本实用新型实施例提出一种列车，如图5所示，列车200包括上述的列车的输出控制系统100。

根据本实用新型的列车，提高了通信错误核对能力，有效防止通信干扰或端口故障造成的误动作，提高了列车的安全性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种列车的输出控制系统，其特征在于，包括主控逻辑单元、第一输出控制单元、第二输出控制单元和输出端，其中，

所述主控逻辑单元与所述第一输出控制单元进行通信，以发送数据包给所述第一输出控制单元，所述数据包包括第一数据段和第二数据段，所述第一输出控制单元用于对所述数据包中的第一数据段进行解析以生成第一控制命令；

所述第一输出控制单元与所述第二输出控制单元进行通信，以发送所述数据包给所述第二输出控制单元，所述第二输出控制单元用于对所述数据包中的第二数据段进行解析以生成第二控制命令；

所述第一输出控制单元和所述第二输出控制单元在所述第一控制命令与所述第二控制命令相符时分别输出所述第一控制命令和所述第二控制命令至所述输出端；

所述输出端对所述第一控制命令和所述第二控制命令进行逻辑处理后输出。

2.根据权利要求1所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述第一输出控制单元在对所述数据包中的第一数据段进行解析之前还对所述数据包进行时间戳验证。

3.根据权利要求1所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述第二输出控制单元在对所述数据包中的第二数据段进行解析之前还对所述数据包进行CRC校验。

4.根据权利要求1所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述主控逻辑单元包括信息采集子单元和通信子单元，其中，

所述信息采集子单元用于采集控制命令；

所述信息采集子单元通过与所述通信子单元进行通信，以发送所述控制命令给所述通信子单元；

所述通信子单元通过对所述控制命令分别进行第一次加密和第二次加密以生成所述数据包，其中，所述第一数据段通过对所述控制命令进行所述第一次加密生成，所述第二数据段通过对所述控制命令进行所述第二次加密生成；

所述通信子单元通过与所述第一输出控制单元进行通信以发送数据包给所述第一输出控制单元。

5.根据权利要求4所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述信息采集子单元为现场可编程门阵列FPGA，所述通信子单元为硬核处理器系统HPS。

6.根据权利要求1所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述输出端与被控设备进行通信，以将逻辑处理后的所述第一控制命令和所述第二控制命令发送所述被控设备。

7.根据权利要求1或6所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述输出端对所述第一控制命令和所述第二控制命令进行与逻辑处理。

8.根据权利要求1所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述主控逻辑单元与所述第一输出控制单元按照第一通信协议进行通信，所述第一输出控制单元与所述第二输出控制单元按照第二通信协议进行通信。

9.根据权利要求8所述的列车的输出控制系统，其特征在于，所述第一通信协议为CAN协议。

10.一种列车，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的列车的输出控制系统。