本發(fā)明屬于鐵路信息技術領域，提供一種列控系統(tǒng)行車許可運營指令存儲的領域。
背景技術：
隨著我國鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代電子技術和計算機技術的發(fā)展運用，高速鐵路列控系統(tǒng)的行車許可運營的指令正在向自動化、智能化方向發(fā)展，從原來的繼電聯(lián)鎖，到目前已經(jīng)廣泛應用的計算機聯(lián)鎖、微機監(jiān)測、tdcs系統(tǒng)等，鐵路信號正經(jīng)歷著前所未有的變化，高速鐵路列控系統(tǒng)是一個混雜的系統(tǒng)，但均沒能很好地執(zhí)行列控系統(tǒng)中子系統(tǒng)之間的離散事件指令執(zhí)行的過程。本發(fā)明針對列控系統(tǒng)混雜性的研究，要精確的形式化方法描述列控系統(tǒng)的行為，不僅要考慮物理實體的連續(xù)演變過程(如列車的速度、位置等)，還要考慮子系統(tǒng)之間離散指令事件的交互過程。控制器根據(jù)ctcs-3級列控系統(tǒng)的要求，將抽象的行車許可指令分為接發(fā)車進路、通過進路和區(qū)間閉塞分區(qū)3種許可指令，本發(fā)明要解決的問題是區(qū)間閉塞分區(qū)行車許可指令指令交互過程的信息流處理合理性問題。線路由共n個閉塞分區(qū)組成，假設閉塞分區(qū)的長度均相同，每個閉塞分區(qū)均有相應的限速。列車運行過程中傳感器的測速測距存在誤差，因此在每個閉塞分區(qū)都布有1個應答器，用來矯正測得的列車位置和列車速度。因此，本發(fā)明具有很大的實際價值。
技術實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種列控系統(tǒng)行車許可運營指令流存儲方法，用于解決指令的以極小的代價進行執(zhí)行問題；包括控制器、指令轉(zhuǎn)換裝置、指令執(zhí)行裝置、流處理集群組、服務器組；
控制器和指令轉(zhuǎn)換裝置通過定義離散指令事件到精確指令的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將抽象指令轉(zhuǎn)換成批量執(zhí)行的專用指令群；
流處理集群組包括流處理集群0、流處理集群1、流處理集群2、流處理集群3；服務器組包括服務器0、服務器1、服務器2、服務器3；
控制器通過虛擬機對流處理集群組中所有的流處理集群組虛擬出一塊處理器，虛擬機通過sr-iov直接訪問這塊處理器，原本控制的指令數(shù)據(jù)包的執(zhí)行功能通過虛擬機平均分給不同的流處理集群組中所有的流處理集群里面，并采用流動性執(zhí)行，虛擬機收發(fā)指令數(shù)據(jù)包只需要流處理集群組進行執(zhí)行，節(jié)約了指令執(zhí)行裝置資源，提高虛擬機的性能(25gbps)，把控制器之間的網(wǎng)絡延遲降低；
服務器組和控制器大規(guī)模部署所采用的架構(gòu)為：把控制器之間的網(wǎng)絡連接擴展到整個地面設備無線閉塞中心的數(shù)據(jù)規(guī)模，控制器之間的網(wǎng)絡連接不局限于同一個層級以內(nèi)，控制器之間專網(wǎng)互聯(lián)的方式可以擴大規(guī)模，通過指令執(zhí)行裝置來轉(zhuǎn)發(fā)執(zhí)行來降低系統(tǒng)開銷；
控制器之間專網(wǎng)互聯(lián)的方式為：控制器之間通過輕量級傳送層(lightweighttransportlayer)通信；輕量級傳送層采用的是支持pfc流控協(xié)議和dcqcn擁塞控制協(xié)議的傳輸網(wǎng)絡；同一層級以內(nèi)延遲在3微秒以內(nèi)；8微秒以內(nèi)可達1000塊控制器；20微秒可達所有控制器；
為了支持大范圍的控制器間通信，控制器內(nèi)的邏輯模塊關系為：每個用戶邏輯(dnn加速、網(wǎng)絡功能加速、加密)，外面的部分負責各個用戶邏輯之間的通信及用戶邏輯與外設之間的通信；
控制器采用stratixvd5，有172k個alm，2014個m20k片上內(nèi)存，1590個dsp；指令轉(zhuǎn)換裝置使用一個8gbddr3-1333內(nèi)存，一個pciegen3x8接口，兩個10gbps網(wǎng)絡接口；流處理集群組之間、服務器組之間采用輕量級傳送層連接，一組10g網(wǎng)口8個一組連成環(huán)，另一組10g網(wǎng)口6個一組連成環(huán)，不使用交換機；車載設備和地面設備無線閉塞中心之間的指令由控制器發(fā)出并發(fā)進程指令組成控制流程進行控制；
控制器通過輕量級傳送層將列車速度周期性地發(fā)送給車載設備；并且當列車通過應答器發(fā)送同步許可指令，當列車初始位置占用股道為合法指令時，向地面設備無線閉塞中心發(fā)送同步信息進程，并更新本列車的位置和速度；當列車收到更高優(yōu)先級指令時，則指令執(zhí)行裝置則立即更新，然后執(zhí)行新的指令；指令轉(zhuǎn)換裝置周期性地對從車載設備接收到的列車速度信息進行判斷，如果實際速度小于最大允許速度，則選擇加速度，并通過輕量級傳送層發(fā)送給指令執(zhí)行裝置；反之，選擇減速度，并通過輕量級傳送層發(fā)送給指令執(zhí)行裝置；
控制流程為：當列車接收到指令執(zhí)行裝置的信息并同步，通過指令執(zhí)行裝置向車載設備發(fā)送列車位置信息；并且地面設備無線閉塞中心收到指令執(zhí)行裝置的同步信息，并通過指令執(zhí)行裝置將狀態(tài)信息發(fā)送給地面設備無線閉塞中心然后復位；地面設備無線閉塞中心通過指令執(zhí)行裝置收到車載設備的位置信息，列車從指令執(zhí)行裝置收到地面設備無線閉塞中心的區(qū)段狀態(tài)信息、控制器從地面設備無線閉塞中心和指令執(zhí)行裝置收到移動授權信息后，計算列車目標速度、移動授權終點、允許速度；當列車速度大于最大限速與速度差之和，或者列車位置在正常指令且實際速度超過規(guī)定數(shù)值時，則向指令執(zhí)行裝置發(fā)送緊急制動許可指令，同時通過指令執(zhí)行裝置向列車發(fā)送實際速度和允許速度指令；一旦列車收到實際速度和允許速度指令，則通過發(fā)送的移動授權信息則調(diào)用新的指令；一旦列車收到地面設備無線閉塞中心發(fā)送無條件緊急停車消息信息，則調(diào)用執(zhí)行新的指令；
流處理集群0處理的信息是：處理負責將閉塞分區(qū)的占用狀態(tài)及區(qū)段的臨時限速發(fā)送給地面設備無線閉塞中心；流處理集群1處理的信息是：處理負責車載設備將列車的位置發(fā)送給地面設備無線閉塞中心；流處理集群2處理的信息是：負責處理地面設備無線閉塞中心發(fā)送的根據(jù)線路的靜態(tài)限速信息、臨時限速信息，以及列車的連續(xù)計算信息當前位置、應答器的位置發(fā)送信息、行駛方向、進路、軌道電路占用的相關指令，通過相關指令授權每趟列車可以運行的路徑和距離；流處理集群3處理的信息是：負責處理車載設備根據(jù)地面設備無線閉塞中心不同的信息：包括有移動授權、短移動授權、無條件緊急停車消息、緊急停車消息，并通過對移動授權進行監(jiān)督，并生成制動模式曲線對列車運行進行控制，以保證列車運行的安全；
當處于正常移動授權監(jiān)控安全需求時：服務器0負責保證列車的位置永遠小于移動授權終點；服務器1負責進行頂棚速度監(jiān)控時，保證列車的速度小于當前限速；服務器2負責當對列車進行目標點移動授權終點監(jiān)督的時候，如果超過緊急制動觸發(fā)線，則實施緊急制動；
當處于移動授權監(jiān)控安全需求時：服務器0處理的信息是：如果列車位置越過移動授權的移動授權終點，則立即實施緊急制動；服務器1處理的信息是：如果移動授權的移動授權終點超過當前的移動授權終點，則拒絕接收移動授權信息；
當無條件緊急停車消息監(jiān)控安全需求時：服務器0處理的信息是：如果列車收到無條件緊急停車消息，則立即實施緊急制動；
當有條件緊急停車消息處理安全需求時：服務器0處理的信息是：如果列車位置介于有條件緊急停車消息停車點與最小緊急制動點之間，將輸出緊急制動許可指令；服務器1處理的信息是：如果列車位置介于最小緊急制動點與最大常用制動點之間，列車將使用常用制動；服務器2處理的信息是：如果列車越過有條件緊急停車消息停車點，則忽略有條件緊急停車消息消息。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行詳細的說明。應當說明的是，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，能實現(xiàn)同樣功能的產(chǎn)品屬于等同替換和改進，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。具體方法如下：
本發(fā)明涉及一種列控系統(tǒng)行車許可運營指令流存儲裝置，包括控制器、指令轉(zhuǎn)換裝置、指令執(zhí)行裝置、流處理集群組、服務器組；
本發(fā)明通過定義離散指令事件到精確指令的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將抽象指令轉(zhuǎn)換成批量執(zhí)行的專用指令群。流處理集群組包括流處理集群0、流處理集群1、流處理集群2、流處理集群3；服務器組包括服務器0、服務器1、服務器2、服務器3；
控制器通過虛擬機對每個流處理集群組虛擬出一塊處理器，虛擬機通過sr-iov直接訪問這塊處理器，原本在虛擬機里面的指令平均給不同的指令塊的執(zhí)行功能被移到了流處理集群組里面，并采用流動性執(zhí)行，虛擬機收發(fā)指令數(shù)據(jù)包均不需要指令執(zhí)行裝置參與，只需要流處理集群組進行執(zhí)行，節(jié)約了指令執(zhí)行裝置資源，還提高了虛擬機的性能(25gbps)，把控制器之間的網(wǎng)絡延遲降低了10倍。
服務器組和控制器大規(guī)模部署所采用的架構(gòu)為：控制器復用主機網(wǎng)絡的初衷是加速網(wǎng)絡和存儲，更深遠的影響則是把控制器之間的網(wǎng)絡連接擴展到了整個數(shù)據(jù)中心的規(guī)模，做成真正cloud-scale的超級計算機?？刂破髦g的網(wǎng)絡連接不會局限于同一個層級以內(nèi)，控制器之間專網(wǎng)互聯(lián)的方式可以擴大規(guī)模，通過指令執(zhí)行裝置來轉(zhuǎn)發(fā)則開銷可以降低。
控制器之間通過輕量級傳送層(lightweighttransportlayer)通信。同一層級內(nèi)延遲在3微秒以內(nèi)；8微秒以內(nèi)可達1000塊控制器；20微秒可達同一數(shù)據(jù)中心的所有控制器。為了支持大范圍的控制器間通信，輕量級傳送層是采用的是支持pfc流控協(xié)議和dcqcn擁塞控制協(xié)議的傳輸網(wǎng)絡?？刂破鲀?nèi)的邏輯模塊關系為：每個用戶邏輯(如dnn加速、網(wǎng)絡功能加速、加密)，外面的部分負責各個用戶邏輯之間的通信及用戶邏輯與外設之間的通信。
控制器采用stratixvd5，有172k個alm，2014個m20k片上內(nèi)存，1590個dsp。指令轉(zhuǎn)換裝置使用一個8gbddr3-1333內(nèi)存，一個pciegen3x8接口，兩個10gbps網(wǎng)絡接口。流處理集群組之間、服務器之間采用輕量級傳送層連接，一組10g網(wǎng)口8個一組連成環(huán)，另一組10g網(wǎng)口6個一組連成環(huán)，不使用交換機。車載設備和地面設備無線閉塞中心之間的指令由控制器進行并發(fā)進程指令組成控制流程，其組成的控制流程可以描述為指令進程的相關指令的傳遞具體為：列車的速度、位置和加速度均初始化為零；控制器通過輕量級傳送層將列車速度周期性地發(fā)送給車載設備；并且當列車通過應答器發(fā)送同步許可指令戶，當列車初始位置占用股道為合法指令時，向地面設備無線閉塞中心發(fā)送同步信息進程，并更新本列車的位置和速度；當進程收到高優(yōu)先級指令時，則指令執(zhí)行裝置則立即更新，然后執(zhí)行新的指令；指令轉(zhuǎn)換裝置周期性地對從車載設備接收到的列車速度信息進行判斷，如果實際速度小于最大允許速度，則選擇加速度，并通過輕量級傳送層發(fā)送給指令執(zhí)行裝置；反之，選擇減速度，通過輕量級傳送層,發(fā)送給指令執(zhí)行裝置?？刂破鞯膱?zhí)行的控制流程為：當接收到指令執(zhí)行裝置的信息，并同步，通過指令執(zhí)行裝置向車載設備發(fā)送列車位置信息；并且地面設備無線閉塞中心收到指令執(zhí)行裝置的同步信息，同時將布爾判斷變量置為true，并通過指令執(zhí)行裝置將狀態(tài)信息、發(fā)送給地面設備無線閉塞中心然后復位。地面設備無線閉塞中心通過指令執(zhí)行裝置收到車載設備進程的位置信息，列車從指令執(zhí)行裝置收到地面設備無線閉塞中心的區(qū)段狀態(tài)信息、控制器從地面設備無線閉塞中心指令執(zhí)行裝置收到移動授權信息后，計算列車目標速度、移動授權終點、允許速度；當列車速度大于最大限速與速度差之和，或者列車位置在正常指令且實際速度超過規(guī)定數(shù)值時，則向指令執(zhí)行裝置發(fā)送緊急制動許可指令，同時通過指令執(zhí)行裝置向列車發(fā)送實際速度和允許速度指令；一旦列車收到實際速度和允許速度指令，則通過發(fā)送的移動授權信息則調(diào)用新的指令；一旦列車收到地面設備無線閉塞中心發(fā)送無條件緊急停車消息信息，則調(diào)用執(zhí)行新的指令。
流處理集群組包括有流處理集群0、流處理集群1、流處理集群2、流處理集群3；服務器包括有服務器0、服務器1、服務器2、服務器3；
流處理集群0處理的信息是：處理負責將閉塞分區(qū)的占用狀態(tài)及區(qū)段的臨時限速發(fā)送給地面設備無線閉塞中心；流處理集群1處理的信息是：處理負責車載設備將列車的位置發(fā)送給地面設備無線閉塞中心；流處理集群2處理的信息是：負責處理地面設備無線閉塞中心根據(jù)線路的靜態(tài)限速信息、臨時限速信息，以及列車的連續(xù)計算信息當前位置、應答器的位置發(fā)送信息、行駛方向、進路、軌道電路占用指令，通過指令授權每趟列車可以運行的路徑和距離。流處理集群3處理的信息是：負責處理車載設備根據(jù)不同的地面設備無線閉塞中心信息：移動授權、短移動授權、無條件緊急停車消息、緊急停車消息，并通過對移動授權進行監(jiān)督，并生成制動模式曲線對列車運行進行控制，以保證列車運行的安全。
服務器包括有服務器0、服務器1、服務器2、服務器3；
當處于正常移動授權監(jiān)控安全需求時：服務器0負責處理①列車的位置永遠小于移動授權終點；服務器1負責進行頂棚速度監(jiān)控時，列車的速度小于當前限速；服務器2負責當對列車進行目標點移動授權終點監(jiān)督的時候，如果超過緊急制動觸發(fā)線，則實施緊急制動。
當處于移動授權監(jiān)控安全需求時：服務器0處理的信息是：如果列車位置越過移動授權的移動授權終點，則立即實施緊急制動；服務器1處理的信息是：如果移動授權的移動授權終點超過當前的移動授權終點，則拒絕接收移動授權信息。
當無條件緊急停車消息監(jiān)控安全需求時：服務器0處理的信息是：如果列車收到無條件緊急停車消息，則立即實施緊急制動。
當有條件緊急停車消息處理安全需求時：服務器0處理的信息是：如果列車位置介于有條件緊急停車消息停車點與最小緊急制動點之間，將輸出緊急制動許可指令；服務器1處理的信息是：如果列車位置介于最小緊急制動點與最大常用制動點之間，列車將使用常用制動；服務器2處理的信息是：如果列車越過有條件緊急停車消息停車點，則忽略有條件緊急停車消息消息。
有益效果：本發(fā)明結(jié)合高速鐵路列控系統(tǒng)的行車許可指令中混雜性執(zhí)行問題，建立了行車許可指令的流存儲裝置；從而能夠大大提高指令的可操作性與擴展性。