本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于執(zhí)行模塊冗余的全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，鐵路信號(hào)領(lǐng)域使用的全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)通常是在聯(lián)鎖機(jī)層和通信機(jī)層采用主備系冗余方案，而在執(zhí)行模塊層中不采用主備系冗余方案，并且聯(lián)鎖機(jī)層和通信機(jī)層之間沒有交叉冗余，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了節(jié)省成本，降低計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度。

但是現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式具有較為嚴(yán)重的缺陷：一是，降低了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可用性，因?yàn)槿绻辉趫?zhí)行模塊采用主備系冗余方案，一旦執(zhí)行模塊發(fā)生故障，就無法操作室外設(shè)備。二是，聯(lián)鎖機(jī)層和通信機(jī)層沒有采用交叉冗余，一旦一系的聯(lián)鎖機(jī)和另外一系的通信機(jī)出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致此通信機(jī)所在的通信與執(zhí)行子系統(tǒng)無法使用，降低了系統(tǒng)的可用性。為了提高計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可用性，本發(fā)明提供了一種新的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于執(zhí)行模塊冗余的全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可用性低的問題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提供一種基于執(zhí)行模塊冗余的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括聯(lián)鎖機(jī)層和至少一個(gè)通信與執(zhí)行子系統(tǒng)，通信與執(zhí)行子系統(tǒng)包括構(gòu)成主備關(guān)系的兩臺(tái)通信機(jī)，兩臺(tái)通信機(jī)下分別掛接一系執(zhí)行模塊且兩臺(tái)通信機(jī)下分別掛接的一系執(zhí)行模塊并聯(lián)后連接到室外設(shè)備。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：本發(fā)明中通過設(shè)置兩系執(zhí)行模塊，主備兩臺(tái)通信機(jī)與兩系執(zhí)行模塊連接構(gòu)成通信與執(zhí)行子系統(tǒng)，通信與執(zhí)行子系統(tǒng)中的通信機(jī)及其下面掛接的執(zhí)行模塊構(gòu)成了主備系的冗余關(guān)系。在正常情況下，只有主系執(zhí)行模塊向外輸出控制室外設(shè)備，備系執(zhí)行模塊不輸出。當(dāng)通信機(jī)或者執(zhí)行模塊出現(xiàn)故障時(shí)，通信與執(zhí)行子系統(tǒng)內(nèi)部都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行主備系切換，以保證此通信與執(zhí)行子系統(tǒng)的正常工作，提高了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中的一種基于執(zhí)行模塊冗余的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中具有兩個(gè)通信與執(zhí)行子系統(tǒng)的基于執(zhí)行模塊冗余的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中的通信與執(zhí)行子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中的聯(lián)鎖機(jī)與通信機(jī)之間的交叉冗余的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1至圖4所示，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。

如圖1至圖2所示，本實(shí)施例公開了一種基于執(zhí)行模塊冗余的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括聯(lián)鎖機(jī)層10和至少一個(gè)通信與執(zhí)行子系統(tǒng)20，通信與執(zhí)行子系統(tǒng)20包括構(gòu)成主備關(guān)系的兩臺(tái)通信機(jī)，兩臺(tái)通信機(jī)下分別掛接一系執(zhí)行模塊且兩臺(tái)通信機(jī)下分別掛接的一系執(zhí)行模塊并聯(lián)后連接到室外設(shè)備30。

需要說明的是，該系統(tǒng)中的聯(lián)鎖機(jī)層10、通信與執(zhí)行子系統(tǒng)20內(nèi)部均采用冗余設(shè)計(jì)，且聯(lián)鎖機(jī)層10、通信機(jī)以及執(zhí)行模塊都采用二取二的實(shí)現(xiàn)方式，因此，本實(shí)施例中的基于執(zhí)行模塊冗余的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是一個(gè)完全意義上的二乘二取二系統(tǒng)。

其中，本實(shí)施例中的基于執(zhí)行模塊冗余的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中可以包括1至n個(gè)通信與執(zhí)行子系統(tǒng)。

具體地，圖2中給出了兩個(gè)通信與執(zhí)行子系統(tǒng)的情況，即第一、第二通信與執(zhí)行子系統(tǒng)30、40；

第一通信與執(zhí)行子系統(tǒng)30包括第一、第二通信機(jī)31、32，第一、第二通信機(jī)31、32下分別掛接第一系執(zhí)行模塊51、第二系執(zhí)行模塊52且第一系執(zhí)行模塊51、第二系執(zhí)行模塊52并聯(lián)后連接到第一室外設(shè)備21；

第二通信與執(zhí)行子系統(tǒng)40包括第三、第四通信機(jī)41、42，第三、第四通信機(jī)41、42下分別掛接第三系執(zhí)行模塊53、第四系執(zhí)行模塊54且第三系執(zhí)行模塊53、第四系執(zhí)行模塊54并聯(lián)后連接到第二室外設(shè)備22。

具體地，通信機(jī)與執(zhí)行子系統(tǒng)中的兩臺(tái)通信機(jī)之間均設(shè)置主備系切換電路，兩臺(tái)通信機(jī)下掛接的一系執(zhí)行模塊分別與切換電路連接。具體如圖3所示，以第一通信與執(zhí)行子系統(tǒng)30為例進(jìn)行說明，第一、第二通信機(jī)31、32之間設(shè)置主備系切換電路60，第一、第二通信機(jī)31、32下分別掛接第一系執(zhí)行模塊51、第二系執(zhí)行模塊52分別與切換電路60連接。

在實(shí)際應(yīng)用中，同一個(gè)通信與執(zhí)行子系統(tǒng)中的兩系通信機(jī)之間有主備系切換電路，實(shí)現(xiàn)兩通信機(jī)之間的主備系切換。當(dāng)主系的通信機(jī)故障之后將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行主備系切換，通信機(jī)的主備系狀態(tài)直接影響到執(zhí)行模塊的主備系狀態(tài)，當(dāng)通信機(jī)發(fā)生主備系切換之后，執(zhí)行模塊將會(huì)跟隨通信機(jī)進(jìn)行主備系切換。因此，同一個(gè)通信與執(zhí)行子系統(tǒng)內(nèi)部的兩系執(zhí)行模塊之間是冗余的，執(zhí)行模塊的主備系狀態(tài)始終與其相連的通信機(jī)的主備系狀態(tài)保持一致。在同一時(shí)刻，只有主系的執(zhí)行模塊是對(duì)外輸出的，但是主系和備系的執(zhí)行模塊是同時(shí)對(duì)室外設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的，只有主系的執(zhí)行模塊能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)上傳至聯(lián)鎖機(jī)。

具體地，聯(lián)鎖機(jī)層10包括通過主備系切換器11連接的第一、第二聯(lián)鎖機(jī)12、13。

需要說明的是，本實(shí)施例中的第一聯(lián)鎖機(jī)12與第二聯(lián)鎖機(jī)13為主備系的關(guān)系，同一時(shí)刻只有一個(gè)聯(lián)鎖機(jī)作為主系工作。主備系切換器11上設(shè)置有強(qiáng)制切換的鑰匙開關(guān)，當(dāng)鑰匙開關(guān)處于自由競爭模式時(shí)，上電后第一聯(lián)鎖機(jī)12與第二聯(lián)鎖機(jī)13通過自由競爭的方式確定主備系。在上電時(shí)，如果鑰匙開關(guān)處于強(qiáng)制第一聯(lián)鎖機(jī)12為主系的位置，則上電后第一聯(lián)鎖機(jī)12將成為主系，第二聯(lián)鎖機(jī)13成為備系。另外，在上電確定聯(lián)鎖機(jī)的主備系狀態(tài)后，也可以通過旋轉(zhuǎn)鑰匙開關(guān)達(dá)到強(qiáng)制切換聯(lián)鎖機(jī)主備系的目的。當(dāng)鑰匙開關(guān)處于自由競爭模式下時(shí)，如果主系聯(lián)鎖機(jī)出現(xiàn)故障，則將自動(dòng)切換到備系運(yùn)行。

具體地，第一、第二聯(lián)鎖機(jī)12、13與通信與執(zhí)行子系統(tǒng)中的兩臺(tái)通信機(jī)采用交叉冗余連接方式。以聯(lián)鎖機(jī)層10與第一、第二通信與執(zhí)行子系統(tǒng)30、40連接為例進(jìn)行說明如下：

第一聯(lián)鎖機(jī)12通過總線A1分別與第一通信機(jī)31、第三通信機(jī)41連接進(jìn)行通信、通過總線A2分別與第二通信機(jī)32、第四通信機(jī)42連接進(jìn)行通信；

所述的第二聯(lián)鎖機(jī)13通過總線B1分別與第一通信機(jī)31、第三通信機(jī)41連接進(jìn)行通信、通過總線B2分別與第二通信機(jī)32、第四通信機(jī)42連接進(jìn)行通信。

需要說明的是，本實(shí)施例中的聯(lián)鎖機(jī)與通信機(jī)不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而是采用交叉冗余的連接方式，這種連接方式極大的提高了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可用性。因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，在聯(lián)鎖機(jī)層10中只要有一個(gè)聯(lián)鎖機(jī)能夠作為主系正常工作，在通信與執(zhí)行子系統(tǒng)中只要有一個(gè)通信機(jī)能夠作為主系正常工作，此通信與執(zhí)行子系統(tǒng)就能夠正?？刂剖彝庠O(shè)備。

具體地，每一系執(zhí)行模塊中包括1至30個(gè)執(zhí)行模塊，執(zhí)行模塊包括道岔模塊、信號(hào)機(jī)模塊、軌道模塊以及站聯(lián)模塊；

道岔模塊與室外設(shè)備20中的道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)連接以控制道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；

信號(hào)機(jī)模塊與室外設(shè)備20中的信號(hào)機(jī)連接以控制信號(hào)機(jī)進(jìn)行顯示；

軌道模塊與室外設(shè)備20中的軌道電路連接以讀取軌道電路的占用信息；

站聯(lián)模塊與室外設(shè)備20中的站間聯(lián)系電路連接以實(shí)現(xiàn)站間聯(lián)系，另外還可以連接一些零散輸入輸出。

這里還需要說明的是，在實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例中的系統(tǒng)時(shí)，采用CPU控制的電子化方案，采用PCB安裝型的小型安全繼電器，同時(shí)利用電子電路實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)、通信機(jī)以及執(zhí)行模塊。使計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)達(dá)到全電子化、小型化以及模塊化。

本發(fā)明的思想是，在通信機(jī)層設(shè)計(jì)主備系切換電路，保證同一時(shí)刻只有一個(gè)主系，聯(lián)鎖機(jī)與通信機(jī)之間采用交叉冗余的連接方式，通信機(jī)的主備系狀態(tài)與聯(lián)鎖機(jī)的主備系狀態(tài)是沒有必然聯(lián)系的，可以進(jìn)行任意組合，有效的提高了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性和可用性。同時(shí)，通信機(jī)的主備系狀態(tài)控制著執(zhí)行模塊的輸出，只有與主系通信機(jī)相連的執(zhí)行模塊才能對(duì)外輸出，從而避免了雙系輸出發(fā)生錯(cuò)亂的現(xiàn)象。