CN212031962U - 一种轨道交通安全计算机联锁系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道交通安全计算机联锁系统，包括：软件初始化及启动模块、配置数据初始化功能模块、软件功能调度功能模块、系内同步功能模块、执行单元通信接口功能模块、系间同步通信功能模块、监控机通信接口功能模块、软件硬件状态检测功能模块、软件工作状态管理自动机功能模块、联锁逻辑功能模块。本实用新型一种轨道交通安全计算机联锁系统的优点是本计算机联锁系统做为轨道交通信号联锁系统的运算控制平台，具有高可靠、高安全和高实时性，操作系统的安全性和实时性，对于系统应用软件的安全、可靠、实时稳定运行具有非常高的影响作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自拍美颜时的补光灯技术，具体涉及一种轨道交通安全计算机联锁系统。
背景技术
应用于轨道交通信号控制系统的安全计算机首先要解决的问题是可靠性和安全性问题，也就是出现了故障时要使计算机系统继续工作，保证用户对计算机的不间断使用，同时保证控制输出故障-安全。随着技术的发展，安全技术已经从过去多采用冗余功能部件切换或双机系统发展到主要采用处理器的多处理器系统，进一步降低成本，提高系统的可靠性和安全性。由于全电子化计算机联锁系统应用于轨道交通信号控制，因此，在全电子计算机联锁系统的联锁安全计算机（以下简称联锁主机）的安全设计过程中，需要根据系统的具体功能确定联锁主机的整体安全设计原则，并根据设计原则从系统到局部的逐步安全设计，实现系统的故障-安全控制。
铁路信号车站计算机联锁系统和高速列车车载系统是保证列车安全运行的关键控制系统，对系统的安全性、可靠性、可用性的要求很高，因此控制系统必须基于安全型计算机平台。由于我国在高可靠安全计算机系统方面起步较晚，技术薄弱，关键核心技术严重受制于国外，现有的联锁计算机做为轨道交通信号联锁系统的运算控制平台，存在可靠度较低、安全存在隐患和实时性低的问题，现有系统软件的安全设计策略、组成、结构、接口，对系统软件的运行、调度处理、定时处理等关键功能的流程处理效果差，安全防护措施低，以使系统发生危险侧输出的风险。
实用新型内容
实用新型目的：在于克服的现有的联锁计算机做为轨道交通信号联锁系统的运算控制系统，存在可靠度较低、安全存在隐患和实时性低的问题，系统软件的安全设计策略、组成、结构、接口，对系统软件的运行、调度处理、定时处理等关键功能的流程处理效果差，安全防护措施低，以使系统发生危险侧输出的风险的技术问题，本实用新型提供一种轨道交通安全计算机联锁系统。
技术方案：一种轨道交通安全计算机联锁系统，包括：软件初始化及启动模块、配置数据初始化功能模块、软件功能调度功能模块、系内同步功能模块、执行单元通信接口功能模块、系间同步通信功能模块、监控机通信接口功能模块、软件硬件状态检测功能模块、软件工作状态管理自动机功能模块、联锁逻辑功能模块，所述软件功能调度功能模块与软件初始化及启动模块、配置数据初始化功能模块、系内同步功能模块、执行单元通信接口功能模块、系间同步通信功能模块、监控机通信接口功能模块、软件硬件状态检测功能模块、软件工作状态管理自动机功能模块和联锁逻辑功能模块相连接，所述软件初始化及启动模块与配置数据初始化功能模块、系内同步功能模块、系间同步通信功能模块和监控机通信接口功能模块相连接。
优选的，所述软件初始化及启动模块是软件运行的初始入口，主要完成软件运行环境的检测和初始化、调用配置数据初始化的启动数据初始化接口进行数据的初始化、通信接口的初始化，并启动软件功能的调度和管理；
优选的，所述配置数据初始化功能模块通过读取配置文件，实现配置数据、执行单元数据的初始化；提供接口被初始化及启动功能模块调用启动数据的初始化；
优选的，所述软件功能调度功能模块是软件持续运行的主控制模块，通过各个功能模块提供的接口，实现对各个后续功能模块的运行调度和控制；提供接口供启动功能模块初始化调用启动；该功能模块定时被系统软件调度运行，以实现应用软件的逻辑运算和处理功能；
优选的，所述系内同步功能模块实现与系内另一个 CPU 处理器进行时间点同步和进行命令、状态、运算结果的同步比较和同步数据通信，实现系统中“二取二”的功能，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，进行任务时间点同步和同步通信的数据接收和发送；
优选的，所述执行单元通信接口功能模块实现与全电子执行单元之间的安全通信，主要向全电子执行单元下发安全控制命令和接收来自全电子执行单元的安全状态，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收全电子执行单元安全状态和向全电子执行单元发送控制命令，提供接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
优选的，所述系间同步通信功能模块实现系间安全通信，主要向另一系发送运算结果同步信息和接收运算结果同步信息，在主/备系之间进行状态同步时的交互信息，非主用系时发送同步请求、接收来自主用系的逻辑同步状态；主用系时接收同步请求、向非主用系发送逻辑同步状态，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收另一系数据和向另一系发送数据，同时提供启动接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
优选的，所述监控机通信接口功能模块实现与监控机之间的安全通信，完成向监控机发送状态信息、提示信息和报警信息；接收来自监控机的操作命令，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收操作命令和向监控机发送数据，提供接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
优选的，所述软件硬件状态检测功能模块实现对 CPU 主板、各种功能电路、内存和各种软件模块的检测并提供检测数据，该模块提供接口供任务调度管理功能模块调用进行检测结果的读取；
优选的，所述软件工作状态管理自动机功能模块主要根据各种运算结果、检测状态和主备切换电路状态、软件工作模式状态进行综合处理，确定软件在后续运行时所处的工作模式，该模块提供接口供任务调度管理功能模块调用来启动工作模式转换；
优选的，所述联锁逻辑功能模块是进行逻辑运算的主控模块，主要根据接收到的操作命令轨道交通安全计算机系统及其安全控制机制关键技术研究 安全计算机研究及实现和外部设备的状态信息，依据控制运算关系实现系统的逻辑运算，并生成对外部设备的控制命令和向监控机的状态信息，提供接口供任务调度管理功能模块调用启动控制逻辑运算，该模块提供接口供软件调度管理功能模块调用进行逻辑运算，提供接口进行全电子执行单元控制命令的读取和执行单元状态的写入。
有益效果
本实用新型一种轨道交通安全计算机联锁系统的优点是本计算机联锁系统做为轨道交通信号联锁系统的运算控制平台，具有高可靠、高安全和高实时性，应用软件是运行于和底层嵌入式硬件平台紧密结合的操作系统之上，操作系统的安全性和实时性，对于系统应用软件的安全、可靠、实时稳定运行具有非常高的影响作用，系统软件的安全设计策略、组成、结构、接口，对系统软件的运行、调度处理、定时处理等关键功能的流程的高效运行起到稳定作用，以使系统发生危险侧输出的风险得到有效的控制，系统安全完善度等级达到了最高的SIL4 级，能 够满足联锁系统对其的安全功能需求，从而打破国外在该方面的技术垄断，促进我国轨道交通信号行业的技术进步。
附图说明
图1为本实用新型一种轨道交通安全计算机联锁系统的总体结构示意图。
图2为本实用新型一种轨道交通安全计算机联锁系统的运行流程图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例对本实用新型做进一步阐述，应当指出：对于本工艺领域的普通工艺人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1-2所示，一种轨道交通安全计算机联锁系统，包括：软件初始化及启动模块、配置数据初始化功能模块、软件功能调度功能模块、系内同步功能模块、执行单元通信接口功能模块、系间同步通信功能模块、监控机通信接口功能模块、软件硬件状态检测功能模块、软件工作状态管理自动机功能模块、联锁逻辑功能模块，所述软件功能调度功能模块与软件初始化及启动模块、配置数据初始化功能模块、系内同步功能模块、执行单元通信接口功能模块、系间同步通信功能模块、监控机通信接口功能模块、软件硬件状态检测功能模块、软件工作状态管理自动机功能模块和联锁逻辑功能模块相连接，所述软件初始化及启动模块与配置数据初始化功能模块、系内同步功能模块、系间同步通信功能模块和监控机通信接口功能模块相连接。
进一步，所述软件初始化及启动模块是软件运行的初始入口，主要完成软件运行环境的检测和初始化、调用配置数据初始化的启动数据初始化接口进行数据的初始化、通信接口的初始化，并启动软件功能的调度和管理；
进一步，所述配置数据初始化功能模块通过读取配置文件，实现配置数据、执行单元数据的初始化；提供接口被初始化及启动功能模块调用启动数据的初始化；
进一步，所述软件功能调度功能模块是软件持续运行的主控制模块，通过各个功能模块提供的接口，实现对各个后续功能模块的运行调度和控制；提供接口供启动功能模块初始化调用启动；该功能模块定时被系统软件调度运行，以实现应用软件的逻辑运算和处理功能；
进一步，所述系内同步功能模块实现与系内另一个 CPU 处理器进行时间点同步和进行命令、状态、运算结果的同步比较和同步数据通信，实现系统中“二取二”的功能，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，进行任务时间点同步和同步通信的数据接收和发送；
进一步，所述执行单元通信接口功能模块实现与全电子执行单元之间的安全通信，主要向全电子执行单元下发安全控制命令和接收来自全电子执行单元的安全状态，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收全电子执行单元安全状态和向全电子执行单元发送控制命令，提供接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
进一步，所述系间同步通信功能模块实现系间安全通信，主要向另一系发送运算结果同步信息和接收运算结果同步信息，在主/备系之间进行状态同步时的交互信息，非主用系时发送同步请求、接收来自主用系的逻辑同步状态；主用系时接收同步请求、向非主用系发送逻辑同步状态，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收另一系数据和向另一系发送数据，同时提供启动接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
进一步，所述监控机通信接口功能模块实现与监控机之间的安全通信，完成向监控机发送状态信息、提示信息和报警信息；接收来自监控机的操作命令，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收操作命令和向监控机发送数据，提供接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
进一步，所述软件硬件状态检测功能模块实现对 CPU 主板、各种功能电路、内存和各种软件模块的检测并提供检测数据，该模块提供接口供任务调度管理功能模块调用进行检测结果的读取；
进一步，所述软件工作状态管理自动机功能模块主要根据各种运算结果、检测状态和主备切换电路状态、软件工作模式状态进行综合处理，确定软件在后续运行时所处的工作模式，该模块提供接口供任务调度管理功能模块调用来启动工作模式转换；
进一步，所述联锁逻辑功能模块是进行逻辑运算的主控模块，主要根据接收到的操作命令轨道交通安全计算机系统及其安全控制机制关键技术研究 安全计算机研究及实现和外部设备的状态信息，依据控制运算关系实现系统的逻辑运算，并生成对外部设备的控制命令和向监控机的状态信息，提供接口供任务调度管理功能模块调用启动控制逻辑运算，该模块提供接口供软件调度管理功能模块调用进行逻辑运算，提供接口进行全电子执行单元控制命令的读取和执行单元状态的写入。
本实用新型一种轨道交通安全计算机联锁系统，具有高可靠、高安全和高实时性，应用软件是运行于和底层嵌入式硬件平台紧密结合的操作系统之上，操作系统的安全性和实时性，对于系统应用软件的安全、可靠、实时稳定运行具有非常高的影响作用，系统软件的安全设计策略、组成、结构、接口，对系统软件的运行、调度处理、定时处理等关键功能的流程的高效运行起到稳定作用，以使系统发生危险侧输出的风险得到有效的控制，系统安全完善度等级达到了最高的SIL4 级，能 够满足联锁系统对其的安全功能需求，从而打破国外在该方面的技术垄断，促进我国轨道交通信号行业的技术进步。
Claims (2)
1.一种轨道交通安全计算机联锁系统，其特征在于，包括：软件初始化及启动模块（1）、配置数据初始化功能模块（2）、软件功能调度功能模块（3）、系内同步功能模块（4）、执行单元通信接口功能模块（5）、系间同步通信功能模块（6）、监控机通信接口功能模块（7）、软件硬件状态检测功能模块（8）、软件工作状态管理自动机功能模块（9）、联锁逻辑功能模块（10），所述软件功能调度功能模块（3）与软件初始化及启动模块（1）、配置数据初始化功能模块（2）、系内同步功能模块（4）、执行单元通信接口功能模块（5）、系间同步通信功能模块（6）、监控机通信接口功能模块（7）、软件硬件状态检测功能模块（8）、软件工作状态管理自动机功能模块（9）和联锁逻辑功能模块（10）相连接，所述软件初始化及启动模块（1）与配置数据初始化功能模块（2）、系内同步功能模块（4）、系间同步通信功能模块（6）和监控机通信接口功能模块（7）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通安全计算机联锁系统，其特征在于，所述软件初始化及启动模块（1）是软件运行的初始入口，主要完成软件运行环境的检测和初始化、调用配置数据初始化的启动数据初始化接口进行数据的初始化、通信接口的初始化，并启动软件功能的调度和管理；
所述配置数据初始化功能模块（2）通过读取配置文件，实现配置数据、执行单元数据的初始化；提供接口被初始化及启动功能模块调用启动数据的初始化；
所述软件功能调度功能模块（3）是软件持续运行的主控制模块，通过各个功能模块提
供的接口，实现对各个后续功能模块的运行调度和控制；提供接口供启动功能模块初始化调用启动；该功能模块定时被系统软件调度运行，以实现应用软件的逻辑运算和处理功能；
所述系内同步功能模块（4）实现与系内另一个 CPU 处理器进行时间点同步和进行命
令、状态、运算结果的同步比较和同步数据通信，实现系统中“二取二”的功能，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，进行任务时间点同步和同步通信的数据接收和发送；
所述执行单元通信接口功能模块（5）实现与全电子执行单元之间的安全通信，主要向全电子执行单元下发安全控制命令和接收来自全电子执行单元的安全状态，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收全电子执行单元安全状态和向全电子执行单元发送控制命令，提供接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
所述系间同步通信功能模块（6）实现系间安全通信，主要向另一系发送运算结果同步
信息和接收运算结果同步信息，在主/备系之间进行状态同步时的交互信息，非主用系时发送同步请求、接收来自主用系的逻辑同步状态；主用系时接收同步请求、向非主用系发送逻辑同步状态，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收另一系数据和向另一系发送数据，同时提供启动接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
所述监控机通信接口功能模块（7）实现与监控机之间的安全通信，完成向监控机发送
状态信息、提示信息和报警信息；接收来自监控机的操作命令，该模块提供接口供任务调度管理功能模块使用，用来接收操作命令和向监控机发送数据，提供接口供软件初始化功能模块进行通信接口的初始化；
所述软件硬件状态检测功能模块（8）实现对 CPU 主板、各种功能电路、内存和各种软件模块的检测并提供检测数据，该模块提供接口供任务调度管理功能模块调用进行检测结
果的读取；
所述软件工作状态管理自动机功能模块（9）主要根据各种运算结果、检测状态和主备切换电路状态、软件工作模式状态进行综合处理，确定软件在后续运行时所处的工作模式，该模块提供接口供任务调度管理功能模块调用来启动工作模式转换；
所述联锁逻辑功能模块（10）是进行逻辑运算的主控模块，主要根据接收到的操作命令轨道交通安全计算机系统及其安全控制机制关键技术研究安全计算机研究及实现和外部设备的状态信息，依据控制运算关系实现系统的逻辑运算，并生成对外部设备的控制命令和向监控机的状态信息，提供接口供任务调度管理功能模块调用启动控制逻辑运算，该模块提供接口供软件调度管理功能模块调用进行逻辑运算，提供接口进行全电子执行单元控制命令的读取和执行单元状态的写入。
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| CN202020236645.6U CN212031962U (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 一种轨道交通安全计算机联锁系统 |
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| CN202020236645.6U CN212031962U (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 一种轨道交通安全计算机联锁系统 |
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| CN212031962U true CN212031962U (zh) | 2020-11-27 |
Family
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| CN (1) | CN212031962U (zh) |
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|---|---|---|---|---|
| CN113602327A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-05 | 交控科技股份有限公司 | 远程重启装置及系统 |
| CN113665631A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-19 | 交控科技股份有限公司 | 一种联锁主机设备远程重启方法及装置 |
| CN113665639A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-19 | 交控科技股份有限公司 | 全电子计算机联锁设备重启方法及系统 |
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- 2020-03-02 CN CN202020236645.6U patent/CN212031962U/zh active Active
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