專(zhuān)利名稱(chēng):列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng),屬于鐵路安全控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的仲裁模塊是列控車(chē)載設(shè)備的核心模塊之一,具有對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性和安全性要求極高的特點(diǎn),對(duì)冗余安全計(jì)算機(jī)起至關(guān)重要作用,并且還對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)的消化吸收再創(chuàng)新意義重大。在2X2取2冗余系統(tǒng)中,兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間的切換至關(guān)重要,由于兩個(gè)計(jì)算機(jī)互為備份,當(dāng)工作系統(tǒng)發(fā)生故障,需要將外圍輸出切換到備份系統(tǒng)時(shí),對(duì)于串口通訊,如果切換時(shí)刻正好為一幀數(shù)據(jù)的中間點(diǎn),即串口發(fā)送到半幀數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生系間切換,則容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,系統(tǒng)中的接受數(shù)據(jù)方會(huì)接收到半幀數(shù)據(jù),對(duì)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性都會(huì)造成較大的影響。在目前現(xiàn)有的冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,只是對(duì)CPU的輸出量進(jìn)行仲裁,而不對(duì)系統(tǒng)的整體輸出結(jié)果(例如串口通訊)進(jìn)行仲裁。因此,在現(xiàn)有的冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,存在只對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行仲裁,而沒(méi)有對(duì)計(jì)算機(jī)的各個(gè)通道的輸出量進(jìn)行仲裁,且不能保障安全計(jì)算機(jī)的輸出量的正確性和安全性的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決在現(xiàn)有的冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,存在只對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行仲裁,而沒(méi)有對(duì)計(jì)算機(jī)的各個(gè)通道的輸出量進(jìn)行仲裁,且不能保障安全計(jì)算機(jī)的輸出量的正確性和安全性的問(wèn)題,提出了一種列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng),包括仲裁模塊,用于對(duì)冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量分別進(jìn)行仲裁, 當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出,所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量包括I/O 端口輸出量和通訊端口輸出量。本發(fā)明通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)的I/O端口和通訊端口的輸出量進(jìn)行仲裁,保障了安全計(jì)算機(jī)的輸出量的正確性和安全性。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仲裁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明提供的一種列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供了一種列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng),具體可以包括仲裁模塊,用于對(duì)冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量分別進(jìn)行仲裁,當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出,所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量包括I/O端口輸出量和通訊端口輸出量。進(jìn)一步地,所述仲裁模塊還可以包括用于若所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)故障,則將故障編碼發(fā)送給冗余系統(tǒng)中的冗余計(jì)算機(jī)。另外,相應(yīng)的仲裁模塊具體可以包括時(shí)間差值判斷模塊和輸出量輸出模塊,時(shí)間差值判斷模塊用于判斷所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量之間的時(shí)間差值是否超過(guò)閾值,輸出量輸出模塊用于當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量之間的時(shí)間差值不超過(guò)閾值且當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出;或者,相應(yīng)的仲裁模塊具體可以包括故障判斷模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和仲裁執(zhí)行模塊,故障判斷模塊用于判斷是否所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)其中之一或全部發(fā)生故障,數(shù)據(jù)發(fā)送模塊用于當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)其中之一或全部發(fā)生故障且串口數(shù)據(jù)已經(jīng)被放入發(fā)送緩存區(qū)且已經(jīng)發(fā)送完整幀數(shù)據(jù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí),首先將未發(fā)送完的數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送完,然后將串口切換到備份計(jì)算機(jī),再將所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量輸出,仲裁執(zhí)行模塊用于對(duì)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量分別進(jìn)行仲裁,當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出。為了更清楚的說(shuō)明本具體實(shí)施方式
提供的一種列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng),現(xiàn)以一種2X2取2冗余結(jié)構(gòu)的安全計(jì)算機(jī)說(shuō)明本具體實(shí)施方式
,如圖2所示,該系統(tǒng)具體可以包括仲裁模塊21和兩個(gè)計(jì)算機(jī)22。仲裁模塊21,用于對(duì)冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量分別進(jìn)行仲裁,當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出,所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量包括I/O端口輸出量和通訊端口輸出量。在本具體實(shí)施方式
中,仲裁模塊21為整個(gè)冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的兩個(gè)計(jì)算機(jī)22 的輸出量進(jìn)行仲裁,并對(duì)輸出量進(jìn)行隔離,即兩個(gè)計(jì)算機(jī)22分別將輸出量輸出給仲裁模塊 21并由仲裁模塊21進(jìn)行仲裁。兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的結(jié)構(gòu)如圖2所示,可以包括電源、中央處理器、8串口控制器、高速雙串口控制器、I/O控制器和同步控制器,8串口控制器和高速雙串口控制器為仲裁模塊21提供通訊端口輸出量,I/O控制器為仲裁模塊21提供I/O端口輸出量。進(jìn)一步地,相應(yīng)的仲裁模塊21具體可以包括時(shí)間差值判斷模塊和輸出量輸出模塊,時(shí)間差值判斷模塊用于判斷所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量之間的時(shí)間差值是否超過(guò)閾值,輸出量輸出模塊用于當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量之間的時(shí)間差值不超過(guò)閾值且當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出。由于兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量之間可能存在的時(shí)間差值,會(huì)造成仲裁結(jié)果的準(zhǔn)確性降低,但如果相應(yīng)的時(shí)間差值在系統(tǒng)允許的范圍之內(nèi),例如不超過(guò)2毫秒,不會(huì)影響仲裁結(jié)果的準(zhǔn)確性,則可以認(rèn)為兩個(gè)計(jì)算機(jī)22 的輸出量的時(shí)間差為零,對(duì)于兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同的情況,可以將相應(yīng)的輸出量輸出, 提高了輸出量的有效率。另外,相應(yīng)的仲裁模塊21具體還可以包括故障判斷模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和仲裁執(zhí)行模塊,故障判斷模塊用于判斷是否所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22其中之一或全部發(fā)生故障,數(shù)據(jù)發(fā)送模塊用于當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22其中之一或全部發(fā)生故障且串口數(shù)據(jù)已經(jīng)被放入發(fā)送緩存區(qū)且已經(jīng)發(fā)送完整幀數(shù)據(jù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí),首先將未發(fā)送完的數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送完,然后將串口切換到備份計(jì)算機(jī),再將所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量輸出,仲裁執(zhí)行模塊用于對(duì)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量分別進(jìn)行仲裁,當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出。仲裁模塊21可以采用雙機(jī)無(wú)縫切換技術(shù),即當(dāng)兩個(gè)計(jì)算機(jī)22其中之一或全部發(fā)生故障時(shí),而此時(shí)串口數(shù)據(jù)已經(jīng)被放入發(fā)送緩存區(qū),并且已經(jīng)發(fā)出整幀數(shù)據(jù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí),備份計(jì)算機(jī)機(jī)依然切換工作,但是串口輸出并不及時(shí)被切換過(guò)來(lái),而是繼續(xù)將未發(fā)完的數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)完,然后再將串口切換到備份計(jì)算機(jī),保證了兩個(gè)計(jì)算機(jī)22的所有輸出量(包括離散量和數(shù)據(jù))的完整性和可靠性。仲裁模塊21還可以監(jiān)視兩個(gè)計(jì)算機(jī)22是否正常, 如果故障則會(huì)將故障編碼發(fā)送給2 X 2取2冗余系統(tǒng)中的其它計(jì)算機(jī),由其它計(jì)算機(jī)分別對(duì)故障進(jìn)行記錄,提高了系統(tǒng)的可維修性。對(duì)于仲裁模塊21的供電可采用電源平衡技術(shù),即仲裁模塊21由兩個(gè)計(jì)算機(jī)中的電源共同供電,這樣當(dāng)一個(gè)計(jì)算機(jī)有故障,或者仲裁模塊21的電源故障時(shí)仲裁都能正常進(jìn)行,并且能夠準(zhǔn)確報(bào)告故障原因,使得整個(gè)系統(tǒng)的維修性和可靠性有了進(jìn)一步的提高。以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此, 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換, 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng),其特征在于,包括仲裁模塊,用于對(duì)冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量分別進(jìn)行仲裁,當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出,所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量包括I/O端口輸出量和通訊端口輸出量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仲裁系統(tǒng),其特征在于,所述仲裁模塊還包括 用于若所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)故障,則將故障編碼發(fā)送給冗余系統(tǒng)中的冗余計(jì)算機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的仲裁系統(tǒng),其特征在于,所述仲裁模塊具體包括 時(shí)間差值判斷模塊,用于判斷所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量之間的時(shí)間差值是否超過(guò)閾值;輸出量輸出模塊,用于當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量之間的時(shí)間差值不超過(guò)閾值且當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的仲裁系統(tǒng),其特征在于,所述仲裁模塊具體包括 故障判斷模塊,用于判斷是否所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)其中之一或全部發(fā)生故障;數(shù)據(jù)發(fā)送模塊,用于當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)其中之一或全部發(fā)生故障且串口數(shù)據(jù)已經(jīng)被放入發(fā)送緩存區(qū)且已經(jīng)發(fā)送完整幀數(shù)據(jù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí),首先將未發(fā)送完的數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送完,然后將串口切換到備份計(jì)算機(jī),再將所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量輸出;仲裁執(zhí)行模塊,用于對(duì)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量分別進(jìn)行仲裁,當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種列控車(chē)載設(shè)備的仲裁系統(tǒng),屬于鐵路安全控制技術(shù)領(lǐng)域,以解決在現(xiàn)有的冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,存在只對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行仲裁,而沒(méi)有對(duì)計(jì)算機(jī)的各個(gè)通道的輸出量進(jìn)行仲裁,且不能保障安全計(jì)算機(jī)的輸出量的正確性和安全性的問(wèn)題。本發(fā)明包括仲裁模塊,用于對(duì)冗余安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量分別進(jìn)行仲裁,當(dāng)所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量相同時(shí),將所述輸出量輸出,所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)的輸出量包括I/O端口輸出量和通訊端口輸出量。本發(fā)明通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)的I/O端口和通訊端口的輸出量進(jìn)行仲裁,保障了安全計(jì)算機(jī)的輸出量的正確性和安全性。
文檔編號(hào)G06F3/14GK102156669SQ20111002882
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者宋志丹, 徐效寧, 易海旺, 鄭一祥 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所, 北京市華鐵信息技術(shù)開(kāi)發(fā)總公司, 北京銳馳國(guó)鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司