一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙機(jī)熱備方法，尤其是涉及一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車載控制器(CC)是列車安全監(jiān)控和運(yùn)營管理的核心控制器。對于正常運(yùn)營列車，兩端會各安裝一套車載控制器(CCl和CC2)，兩端采用硬件冗余，軟件熱備。整個車載控制器的架構(gòu)設(shè)計可用圖1表示。
[0003]對于雙機(jī)熱備的CC來說，一端CC為從(Slaver)，另一端CC為主(Master)，這是一種期望實現(xiàn)的目標(biāo)。而傳統(tǒng)冗余管理方法均存在以下四類難題亟待解決，主要包括以下:
[0004]1.兩端CC均為主CC的情況，參考圖2。
[0005]2.兩端CC均為從CC的情況，參考圖3。
[0006]3.主CC宕機(jī)的情況，參考圖4。
[0007]4.兩端CC通信斷開的情況，參考圖5。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種響應(yīng)性快、可靠性高的基于健康度的車載控制器冗余管理方法，根據(jù)該方法的判斷結(jié)果能夠及時進(jìn)行冗余管理，確保列車在行駛過程中車載控制器能夠正常工作，提高系統(tǒng)可靠性。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0010]一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0011]步驟A:解析遠(yuǎn)端車載控制器的冗余管理信息；
[0012]步驟B:計算本端車載控制器的健康度參數(shù)；
[0013]步驟C:計算本端車載控制器的健康度；
[0014]步驟D:判斷本端車載控制器是否延遲切換；
[0015]步驟E:計算本端車載控制器的主從狀態(tài)，根據(jù)設(shè)計的切換場景，若健康度高，則升級為主，否則降級為從；
[0016]步驟F:發(fā)送本端車載控制器的冗余管理信息。
[0017]所述的步驟A:解析遠(yuǎn)端車載控制器的冗余管理信息，該信息包括:
[0018]遠(yuǎn)端車載控制器的主從狀態(tài)信息；遠(yuǎn)端車載控制器的健康度信息；遠(yuǎn)端車載控制器的切換鑰匙信息；以及遠(yuǎn)端車載控制器的切換次數(shù)。
[0019]其中主從狀態(tài)、健康度和切換鑰匙用于切換策略的邏輯判斷；切換次數(shù)用于統(tǒng)計，反映冗余管理方法的有效性。
[0020]所述的步驟B:計算本端車載控制器的健康度參數(shù)，該參數(shù)包括:定位信息、駕駛模式、以及通信狀態(tài)。
[0021]所述的定位信息包括運(yùn)動學(xué)有效性、是否經(jīng)過信標(biāo)、安全定位和功能定位，所述的駕駛模式包括駕駛模式可用、駕駛模式是否建立，所述的通信狀態(tài)包括設(shè)備連接狀態(tài)。
[0022]所述的步驟C:計算本端車載控制器的健康度具體為:
[0023]將已經(jīng)獲取的健康度參數(shù)按照優(yōu)先級高低進(jìn)行排序，得到健康度值。
[0024]具體優(yōu)先級排序參考如下:
[0025]I)駕駛模式建立；
[0026]2)駕駛模式可用；
[0027]3)運(yùn)動學(xué)有效性；
[0028]4)安全定位；
[0029]5)功能定位；
[0030]6)是否經(jīng)過信標(biāo)；
[0031]7)設(shè)備連接狀態(tài)。
[0032]所述的步驟D中延遲切換，包括:
[0033]I)及時切換，以達(dá)到快速響應(yīng)的效果；
[0034]2)有效切換，以達(dá)到避免不必要的切換。
[0035]所述的步驟E中的切換場景包括:
[0036]I)兩端通信良好，保證健康度高的為主控制器；
[0037]2)兩端通信失敗，降級模式，自身升級為主控制器。
[0038]所述的通信失敗是指在設(shè)定的容忍時間內(nèi)沒有收到遠(yuǎn)端控制器的任何消息。
[0039]所述的步驟F:發(fā)送本端車載控制器的冗余管理信息，該信息包括:
[0040]本端車載控制器的主從狀態(tài)信息；本端車載控制器的健康度信息；本端車載控制器的切換鑰匙信息；以及本端車載控制器的切換次數(shù)。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0042]1、響應(yīng)性快，通過兩端的良好通信，及時獲取遠(yuǎn)端車載控制器的冗余管理信息，根據(jù)冗余切換場景能夠快速計算CC的主從狀態(tài)，保證在一端CC故障的情況下快速切換到另一端CC工作。
[0043]2、可靠性高，通過有效管理兩端CC的主從狀態(tài)，保證在同一個物理時刻，對于軌旁設(shè)備來說，只有一個主CC與其通信；另外，在一端CC故障的情況下，另一端正常工作的CC能夠自動升級為主CC，提高了整個車載控制器的可靠性。
【附圖說明】
[0044]圖1為車載控制器架構(gòu)圖；
[0045]圖2為兩端控制器均為主的場景圖；
[0046]圖3為兩端控制器均為從的場景圖；
[0047]圖4為主控制器宕機(jī)的場景圖；
[0048]圖5為兩端控制器連接斷開的場景圖；
[0049]圖6為切換策略I執(zhí)行前的主從狀態(tài)；
[0050]圖7為切換策略I執(zhí)行后的主從狀態(tài)；
[0051]圖8為切換策略2執(zhí)行后的主從狀態(tài)；
[0052]圖9為切換策略2執(zhí)行后的主從狀態(tài)；
[0053]圖10為切換鑰匙的管理流程圖；
[0054]圖11為本發(fā)明的具體流程圖。
【具體實施方式】
[0055]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0056]實施例
[0057]如圖11所示，一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，包括以下步驟:
[0058]步驟A:解析遠(yuǎn)端車載控制器的冗余管理信息；
[0059]步驟B:計算本端車載控制器的健康度參數(shù)；
[0060]步驟C:計算本端車載控制器的健康度；
[0061]步驟D:判斷本端車載控制器是否延遲切換；
[0062]步驟E:計算本端車載控制器的主從狀態(tài)，根據(jù)設(shè)計的切換場景，若健康度高，則升級為主，否則降級為從；
[0063]步驟F:發(fā)送本端車載控制器的冗余管理信息。
[0064]1.切換策略一
[0065]兩端CC通信正常的情況下，可以交互各自的冗余管理信息，根據(jù)健康度進(jìn)行切換，健康度低的CC為從，健康度高的CC為主。如果健康度相等，只有一端為主CC，則不進(jìn)行主從切換。否則，如果健康度相等，則指定一端為主CC。圖6和圖7是冗余切換前后兩端控制器的主從狀態(tài)。
[0066]2.切換策略二
[0067]兩端通信異常的情況下，不能獲取遠(yuǎn)端CC的健康度信息，此時如果與V1M連接良好，則升級為主Ce。在此種情況下，存在兩種情況:
[0068]I)有一端CC宕機(jī)了，剩下一端為主CC，此時CC不再熱備，參考圖8 ;
[0069]2)兩端CC之間的連接斷開，CC均工作正常，此時兩端CC均為主CC，此為降級模式，參考圖9。
[0070]3.切換策略三
[0071]兩端通信正常的情況下，可以交互各自的健康度信息，如果由于冗余管理異常，導(dǎo)致兩端均為從Ce，此時將選擇健康度高的為主CC。如果健康度相等，則指定一端為主CC。
[0072]4.延遲切換
[0073]對于兩端CC，相對于保持不變的主從狀態(tài)，進(jìn)行主從切換會引入變動，理論上則存在不確定的因素，因此對于冗余管理的一個指導(dǎo)方針就是正常情況下，盡量不進(jìn)行主從切換。
[0074]同時，為了解決以下問題:
[0075]I)兩端CC之間通信存在延遲；
[0076]2)狀態(tài)與設(shè)備連接發(fā)生波動。
[0077]需要引入延遲切換管理，避免不必要的切換?？紤]延遲切換后，如果出現(xiàn)上述情況，則在延遲切換失效時，健康度可能已經(jīng)恢復(fù)，不再需要主從切換。
[0078]此外，在諸如主CC宕機(jī)的情況下，需要屏蔽延遲切換，即立馬進(jìn)行主從切換管理。
[0079]5.切換鑰匙
[0080]為了解決切換并發(fā)的問題，引入切換鑰匙的概念。即主CC在降從時，將自己管理的切換鑰匙置為真，發(fā)送給另一個CC ;從CC在收到鑰匙后，如果健康度滿足，則會升級為主CC，這樣就可以很大程度上避免降級模式的出現(xiàn)。
[0081]此外，降從的CC在收到對端CC升主后，應(yīng)將自己維護(hù)的切換鑰匙復(fù)位，以防止后續(xù)的重復(fù)切換。整個切換的控制流程參考圖10。
【主權(quán)項】
1.一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A:解析遠(yuǎn)端車載控制器的冗余管理信息； 步驟B:計算本端車載控制器的健康度參數(shù)； 步驟C:計算本端車載控制器的健康度； 步驟D:判斷本端車載控制器是否延遲切換； 步驟E:計算本端車載控制器的主從狀態(tài)，根據(jù)設(shè)計的切換場景，若健康度高，則升級為主，否則降級為從； 步驟F:發(fā)送本端車載控制器的冗余管理信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的步驟A:解析遠(yuǎn)端車載控制器的冗余管理信息，該信息包括: 遠(yuǎn)端車載控制器的主從狀態(tài)信息；遠(yuǎn)端車載控制器的健康度信息；遠(yuǎn)端車載控制器的切換鑰匙信息；以及遠(yuǎn)端車載控制器的切換次數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的步驟B:計算本端車載控制器的健康度參數(shù)，該參數(shù)包括:定位信息、駕駛模式、以及通信狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的定位信息包括運(yùn)動學(xué)有效性、是否經(jīng)過信標(biāo)、安全定位和功能定位，所述的駕駛模式包括駕駛模式可用、駕駛模式是否建立，所述的通信狀態(tài)包括設(shè)備連接狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的步驟C:計算本端車載控制器的健康度具體為: 將已經(jīng)獲取的健康度參數(shù)按照優(yōu)先級高低進(jìn)行排序，得到健康度值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的步驟D中延遲切換，包括: 1)及時切換，以達(dá)到快速響應(yīng)的效果； 2)有效切換，以達(dá)到避免不必要的切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的步驟E中的切換場景包括: 1)兩端通信良好，保證健康度高的為主控制器； 2)兩端通信失敗，降級模式，自身升級為主控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的通信失敗是指在設(shè)定的容忍時間內(nèi)沒有收到遠(yuǎn)端控制器的任何消息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，其特征在于，所述的步驟F:發(fā)送本端車載控制器的冗余管理信息，該信息包括: 本端車載控制器的主從狀態(tài)信息；本端車載控制器的健康度信息；本端車載控制器的切換鑰匙信息；以及本端車載控制器的切換次數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于健康度的車載控制器冗余管理方法，包括以下步驟:步驟A:解析遠(yuǎn)端車載控制器的冗余管理信息；步驟B:計算本端車載控制器的健康度參數(shù)；步驟C:計算本端車載控制器的健康度；步驟D:判斷本端車載控制器是否延遲切換；步驟E：計算本端車載控制器的主從狀態(tài)，根據(jù)設(shè)計的切換場景，若健康度高，則升級為主，否則降級為從；步驟F:發(fā)送本端車載控制器的冗余管理信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有響應(yīng)快、可靠性高等優(yōu)點。
【IPC分類】G05B9-03
【公開號】CN104570720
【申請?zhí)枴緾N201410693033
【發(fā)明人】戴虎, 呂新軍, 崔科
【申請人】卡斯柯信號有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月26日