本發(fā)明涉及軌道交通，具體而言，涉及一種全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)包括聯(lián)鎖主控(i系、ii系邏輯部)、i/0執(zhí)行單元(i系、ii系的道岔模塊、信號機模塊、輸入/輸出模塊等)、控顯計算機、監(jiān)測計算機，其連接示意圖如附圖1所示。通常在軌道交通線路上，在每個設(shè)備集中站中布置聯(lián)鎖主控和i/0執(zhí)行單元、控顯計算機、監(jiān)測計算機，在非設(shè)備集中站中布置i/0執(zhí)行單元，布置方式如附圖2所示。

2、傳統(tǒng)的全電子聯(lián)鎖的系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)連接布置存在較多缺點：

3、(1)需要在每個設(shè)備集中站中設(shè)置一套聯(lián)鎖主控系統(tǒng)和i/o執(zhí)行單元系統(tǒng)，該種設(shè)置方案會帶來幾大問題；首先，空間占用問題，特別針對地下站建設(shè)設(shè)備用房，按每3公里設(shè)置一個設(shè)備集中站的方式，一條30公里的線路需要設(shè)置10個設(shè)備集中站，每個設(shè)備集中站建設(shè)一套聯(lián)鎖主控系統(tǒng)和i/o執(zhí)行單元系統(tǒng)需要較大的設(shè)備用房空間和重復(fù)硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，導(dǎo)致項目建設(shè)成本高；其次，i/0執(zhí)行單元需要連接外部軌旁端的信號機、道岔轉(zhuǎn)轍機、軌道電路等，需要較長的連接線纜，且需要較長的實施周期和線纜成本；最后，主控系統(tǒng)分散不利于系統(tǒng)維護(hù)。

4、(2)分散布置的聯(lián)鎖主控系統(tǒng)與相鄰主控系統(tǒng)需要數(shù)據(jù)通信，且該種通信為周期性通信(通常為400ms一個周期)，該種通信方式會增大骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。

5、(3)道岔的正常轉(zhuǎn)動到位(定位和反位)和位置反饋是運營正常開展的重要基礎(chǔ)，道岔轉(zhuǎn)轍機表示采集電路采用單個脈沖計數(shù)方式，因為電路中器件容易不穩(wěn)定和失效，從而導(dǎo)致異常的采集，如本該是定位或反位錯誤的采集為四開狀態(tài)，將導(dǎo)致運營的中斷，帶來整體系統(tǒng)安全性降低。

6、針對相關(guān)技術(shù)中存在的上述問題，暫未發(fā)現(xiàn)有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)。

2、根據(jù)本技術(shù)實施例的一個方面，提供了一種全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)，包括：二乘二取二架構(gòu)的安全云平臺，二乘二取二架構(gòu)的安全云平臺包括兩組二取二安全架構(gòu)，每組二取二安全架構(gòu)均有兩個安全設(shè)備組成；安全設(shè)備包括：安全云管理平臺，安全云管理平臺包括多個虛擬化環(huán)境，用于實現(xiàn)全電子聯(lián)鎖主控，其中，全電子聯(lián)鎖主控之間采用安全云管理平臺內(nèi)的通信鏈路進(jìn)行通信；安全云管理平臺還對硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一納管，用于實現(xiàn)全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)的輸入輸出控制。

3、進(jìn)一步地，用于實現(xiàn)全電子聯(lián)鎖主控的虛擬化環(huán)境至少包括：安全操作系統(tǒng)、安全云計算平臺軟件、全電子聯(lián)鎖應(yīng)用軟件；安全云管理平臺的虛擬化環(huán)境還用于實現(xiàn)全電子聯(lián)鎖維護(hù)系統(tǒng)，用于實現(xiàn)全電子聯(lián)鎖維護(hù)系統(tǒng)的虛擬化環(huán)境至少包括：非安全操作系統(tǒng)。

4、進(jìn)一步地，硬件資源至少包括：多核cpu的邏輯計算板卡，用于進(jìn)行全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)的邏輯計算，輸出邏輯計算數(shù)據(jù)；fpga多路消息安全表決處理板卡，用于對每組二取二安全架構(gòu)內(nèi)兩個安全設(shè)備的全電子聯(lián)鎖主控的數(shù)據(jù)進(jìn)行表決；數(shù)據(jù)至少包括：輸入數(shù)據(jù)、邏輯計算數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，其中，輸入數(shù)據(jù)在表決通過后才允許使用，否則丟棄輸入數(shù)據(jù)；邏輯計算數(shù)據(jù)在表決通過后控制全電子聯(lián)鎖主控繼續(xù)運行，否則控制全電子聯(lián)鎖主控宕機；輸出數(shù)據(jù)在表決通過后進(jìn)行輸出，否則，丟棄輸出數(shù)據(jù)。

5、進(jìn)一步地，二乘二取二架構(gòu)的安全云平臺包括第一系二取二安全架構(gòu)和第二系二取二安全架構(gòu)；硬件資源至少還包括：網(wǎng)絡(luò)通信板卡，網(wǎng)絡(luò)通信板卡至少包括第一網(wǎng)絡(luò)通信板卡、第二網(wǎng)絡(luò)通信板卡和第三網(wǎng)絡(luò)通信板卡，第一系二取二安全架構(gòu)或第二系二取二安全架構(gòu)內(nèi)兩個安全設(shè)備之間通過第一網(wǎng)絡(luò)通信板卡進(jìn)行通信，第一系二取二安全架構(gòu)和第二系二取二安全架構(gòu)通過第二網(wǎng)絡(luò)通信板卡與安全云管理平臺的主干通信網(wǎng)絡(luò)連接，第一系二取二安全架構(gòu)和第二系二取二安全架構(gòu)之間通過第三網(wǎng)絡(luò)通信板卡進(jìn)行通信；切換管理板卡，用于實現(xiàn)第一系二取二安全架構(gòu)和第二系二取二安全架構(gòu)之間主系和備系的切換，用于在主系故障時，將備系切換為新的主系。

6、進(jìn)一步地，還包括：軌旁終端執(zhí)行單元，位于軌道旁，一端與安全云管理平臺連接，另一端與軌旁設(shè)備連接，用于實現(xiàn)全電子聯(lián)鎖主控對軌旁設(shè)備的控制。

7、進(jìn)一步地，軌旁設(shè)備至少包括：信號機、道岔轉(zhuǎn)轍機、軌道電路；軌旁終端執(zhí)行單元至少包括：無線通信模塊，與安全云管理平臺連接，用于與安全云管理平臺進(jìn)行通信；邏輯計算模塊，與無線通信模塊連接，用于對采集的軌旁設(shè)備的信息和全電子聯(lián)鎖主控的控制指令進(jìn)行處理，得到軌旁設(shè)備的控制信號；輸入輸出控制模塊，與邏輯計算模塊連接，用于采集軌旁設(shè)備的信息并發(fā)送至邏輯計算模塊，接收邏輯計算模塊發(fā)送的軌旁設(shè)備的控制信號，并將控制信號發(fā)送至軌旁設(shè)備。

8、進(jìn)一步地，軌旁終端執(zhí)行單元在對道岔轉(zhuǎn)轍機進(jìn)行控制時，無線通信模塊用于接收全電子聯(lián)鎖主控的驅(qū)動控制指令；邏輯計算模塊包括驅(qū)動計算單元，用于根據(jù)驅(qū)動控制指令確定道岔轉(zhuǎn)轍機的驅(qū)動命令；輸入輸出控制模塊至少包括驅(qū)動電路，用于采用驅(qū)動命令對驅(qū)動電路進(jìn)行控制，以對道岔轉(zhuǎn)轍機的位置進(jìn)行控制。

9、進(jìn)一步地，軌旁終端執(zhí)行單元在對道岔轉(zhuǎn)轍機進(jìn)行信號采集時，輸入輸出控制模塊至少包括脈沖計數(shù)采集電路和表示電壓采集電路，脈沖計數(shù)采集電路用于采集道岔轉(zhuǎn)轍機的位置信號的脈沖數(shù)據(jù)，表示電壓采集電路用于采集道岔轉(zhuǎn)轍機的位置信號的表示電壓數(shù)據(jù)；邏輯計算模塊至少包括脈沖計數(shù)計算單元、表示電壓計算單元和融合計算單元，脈沖計數(shù)計算單元用于根據(jù)脈沖計數(shù)采集電路采集的脈沖數(shù)據(jù)判斷道岔轉(zhuǎn)轍機的位置，表示電壓計算單元用于根據(jù)表示電壓采集電路采集的表示電壓數(shù)據(jù)判斷道岔轉(zhuǎn)轍機的位置，融合計算單元用于將脈沖計數(shù)計算單元和表示電壓計算單元的結(jié)果進(jìn)行融合，得出道岔轉(zhuǎn)轍機的位置。

10、進(jìn)一步地，脈沖計數(shù)計算單元用于預(yù)置定位表示、反位表示的基準(zhǔn)方波數(shù)據(jù)，并通過整流電路采集定位表示電壓差，對定位表示電壓差進(jìn)行整流和濾波后，輸出實時方波數(shù)據(jù)，對比基準(zhǔn)方波數(shù)據(jù)和實時方波數(shù)據(jù)，在實時方波數(shù)據(jù)位于基準(zhǔn)方波數(shù)據(jù)之間時，確定當(dāng)前道岔處于定位或者反位，否則確定當(dāng)前道岔處于故障四開狀態(tài)；表示電壓計算單元用于預(yù)置定位表示、反位表示的基準(zhǔn)頻率與基準(zhǔn)幅值，并通過還原電路采集定位表示電壓，將定位表示電壓進(jìn)行電壓波形還原，得到還原波形數(shù)據(jù)，將還原波形數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉計算，得到設(shè)定采集時間內(nèi)的還原波形數(shù)據(jù)的實時頻率與實時幅值，當(dāng)實時頻率與實時幅值處于基準(zhǔn)頻率與基準(zhǔn)幅值時，確定當(dāng)前道岔處于定位或者反位，否則確定當(dāng)前道岔處于故障四開狀態(tài)。

11、進(jìn)一步地，融合計算單元用于在脈沖計數(shù)計算單元和表示電壓計算單元的結(jié)果同時為定位、反位或者四開時，輸出道岔轉(zhuǎn)轍機的位置為定位、反位或者四開；當(dāng)脈沖計數(shù)計算單元和表示電壓計算單元的結(jié)果不同時，輸出道岔轉(zhuǎn)轍機的位置為四開安全態(tài)；脈沖計數(shù)計算單元或表示電壓計算單元無輸出結(jié)果時，采用已有輸出結(jié)果確定道岔轉(zhuǎn)轍機的位置。

12、通過本發(fā)明，提供了一種全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)，滿足全電子聯(lián)鎖主控部分的集中化布置，采用云計算技術(shù)和二乘二取二的安全平臺架構(gòu)方案，架構(gòu)一種基于云計算的安全云平臺設(shè)備和裝置，通過安全云管理平臺的虛擬化特征劃分多個虛擬化環(huán)境，將傳統(tǒng)分集中站設(shè)置的全電子聯(lián)鎖主控統(tǒng)一放在同一個安全云平臺上集中設(shè)置，將全電子聯(lián)鎖主控部分與安全云平臺進(jìn)行集成，聯(lián)鎖主控之間的通信可以通過安全云平臺內(nèi)部通信鏈路完成，同時安全云管理平臺還對硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一納管，用于實現(xiàn)全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)的輸入輸出控制。上述方案有效解決了傳統(tǒng)全電子聯(lián)鎖主控分散布置帶來的設(shè)備用房建設(shè)成本增加、重復(fù)硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本高、通信鏈路長、帶寬占用大和維護(hù)成本高的問題，集中化和統(tǒng)一化設(shè)置的方式滿足全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)安全運營要求的同時降低了建設(shè)和周期運營成本。