專利名稱：三取二結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路車站信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，具體的說(shuō)，涉及一種三取二結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鐵路車站信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)、多任務(wù)、安全苛求的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)以進(jìn)路控制為主要內(nèi)容的聯(lián)鎖功能控制系統(tǒng)，它包括人機(jī)會(huì)話層、聯(lián)鎖邏輯層和執(zhí)行層，其中，人機(jī)會(huì)話層由操作表示設(shè)備和電務(wù)維修設(shè)備組成，聯(lián)鎖邏輯層由聯(lián)鎖單元和輸入/輸出單元組成，執(zhí)行層包括由軌道、道岔、信號(hào)機(jī)等構(gòu)成的室外設(shè)備。在信息化程度高度發(fā)達(dá)和鐵路行業(yè)信息化變革加劇的今天，信息安全的重要性日益突出，鐵路行業(yè)產(chǎn)品的信息安全也受到越來(lái)越高的關(guān)注；然而，中國(guó)鐵路車站的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)都是采用國(guó)外芯片生產(chǎn)的硬件設(shè)備或直接使用國(guó)外生產(chǎn)的硬件，核心硬件的不可控必然導(dǎo)致整個(gè)中國(guó)鐵路車站的核心控制系統(tǒng)存在安全隱患。為了解決上述存在的問(wèn)題，人們一直在尋找一種理想的技術(shù)解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種實(shí)時(shí)性好、安全性好、 可靠性高、可擴(kuò)展性、多任務(wù)處理的三取二結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下面的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種三取二結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，它包括基于龍芯系列中央處理器的控顯機(jī)A、控顯機(jī)B、電務(wù)維修機(jī)、聯(lián)鎖單元1、 聯(lián)鎖單元2、聯(lián)鎖單元3、輸入/輸出單元1和輸入/輸出單元2，以及控顯機(jī)倒機(jī)單元，室外設(shè)備，以太網(wǎng)1，以太網(wǎng)2，CAN總線1和CAN總線2 ；其中，所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2 分別通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成獨(dú)立的局域網(wǎng)，所述控顯機(jī)A、所述控顯機(jī)B、所述電務(wù)維修機(jī)、所述聯(lián)鎖單元1、所述聯(lián)鎖單元2、所述聯(lián)鎖單元3分別連接所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2，所述聯(lián)鎖單元1、所述聯(lián)鎖單元2、所述聯(lián)鎖單元3、所述輸入/輸出單元1和所述輸入 /輸出單元2分別連接所述CAN總線1和所述CAN總線2，所述輸入/輸出單元1和所述輸入/輸出單元2分別連接所述室外設(shè)備，所述控顯機(jī)A、所述控顯機(jī)B分別連接所述控顯機(jī)倒機(jī)單元。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，具體的說(shuō)，該系統(tǒng)以中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所研制的龍芯系列中央處理器為核心，使用開(kāi)源的Linux操作系統(tǒng)，在保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、安全性、可靠性、可擴(kuò)展性、多任務(wù)處理和節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，也避免了在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)中使用國(guó)外的處理器可能存在的安全隱患。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1所示，一種三取二結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，它包括基于龍芯系列中央處理器的控顯機(jī)A、控顯機(jī)B、電務(wù)維修機(jī)、聯(lián)鎖單元1、聯(lián)鎖單元2、聯(lián)鎖單元3、輸入/輸出單元1和輸入/輸出單元2，以及控顯機(jī)倒機(jī)單元，室外設(shè)備，以太網(wǎng)1，以太網(wǎng)2，CAN總線1 和CAN總線2 ；其中，所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2分別通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成獨(dú)立的局域網(wǎng)，所述控顯機(jī)A、所述控顯機(jī)B、所述電務(wù)維修機(jī)、所述聯(lián)鎖單元1、所述聯(lián)鎖單元2、所述聯(lián)鎖單元3分別連接所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2，所述聯(lián)鎖單元1、所述聯(lián)鎖單元2、所述聯(lián)鎖單元3、所述輸入/輸出單元1和所述輸入/輸出單元2分別連接所述CAN總線1和所述CAN總線2，所述輸入/輸出單元1和所述輸入/輸出單元2分別連接所述室外設(shè)備， 所述控顯機(jī)A、所述控顯機(jī)B分別連接所述控顯機(jī)倒機(jī)單元。控顯機(jī)倒機(jī)單元的功能是在控顯機(jī)A或控顯機(jī)B出現(xiàn)故障或維護(hù)時(shí)，可以采用自動(dòng)或手動(dòng)方式使顯示器的視頻通道、音響設(shè)備的音頻通道和輸入設(shè)備的信號(hào)通道切換到正常工作的控顯機(jī)。聯(lián)鎖邏輯層的聯(lián)鎖單元1、聯(lián)鎖單元2和聯(lián)鎖單元3是相同的聯(lián)鎖單元，三個(gè)聯(lián)鎖單元組成三模松散耦合式故障-安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這個(gè)三個(gè)聯(lián)鎖單元錯(cuò)開(kāi)數(shù)微秒工作，以降低環(huán)境因素影響出現(xiàn)相同錯(cuò)誤的危險(xiǎn)，這個(gè)三個(gè)聯(lián)鎖單元通過(guò)以太網(wǎng)、高速串口或CAN 總線中斷進(jìn)行校時(shí)，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步；三個(gè)聯(lián)鎖單元通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)三取二模式，即三個(gè)聯(lián)鎖單元通過(guò)CAN總線同時(shí)采集執(zhí)行層室外設(shè)備的狀態(tài)和接收控顯機(jī)發(fā)來(lái)的操作命令等信息，三個(gè)聯(lián)鎖單元通過(guò)以太網(wǎng)互相比較接收到的信息和處理的結(jié)果，當(dāng)三個(gè)聯(lián)鎖單元中有兩個(gè)以上聯(lián)鎖單元信息和結(jié)果一致時(shí)，才通過(guò)CAN總線發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令給輸入/輸出單元，輸入/輸出單元中的驅(qū)動(dòng)模塊接收到驅(qū)動(dòng)命令后，發(fā)出驅(qū)動(dòng)信息，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行層的室外設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2分別通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成獨(dú)立的局域網(wǎng)，CAN 總線1和CAN總線2可以根據(jù)需要靈活配置成熱備總線和并行總線等形式，以確保通信線路的可靠性和安全性。操作表示設(shè)備的主要作用是給車站值班人員提供向聯(lián)鎖邏輯層輸入操作信息和接收顯示聯(lián)鎖邏輯層輸出的反映執(zhí)行層室外設(shè)備工作狀態(tài)和行車作業(yè)情況的表示信息，同時(shí)，通過(guò)通信線路把操作表示設(shè)備的信息送給電務(wù)維修機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示；操作表示設(shè)備一般由工控機(jī)、顯示器和輸入設(shè)備組成；顯示器和輸入設(shè)備主要作用是顯示車站站場(chǎng)信息、 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)狀態(tài)信息、輸入操作信息和行車作業(yè)信息，其放置在車站值班室供車站值班人員使用；工控機(jī)采用以龍芯系列中央處理器為核心的計(jì)算機(jī)；該工控機(jī)采用固態(tài)硬盤(pán)取代以電機(jī)帶動(dòng)磁盤(pán)進(jìn)行讀寫(xiě)的傳統(tǒng)硬盤(pán)；由于固態(tài)硬盤(pán)不需要機(jī)電裝置，具有功耗低、無(wú)噪聲、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)和不易損壞等優(yōu)點(diǎn)；由于采用被動(dòng)散熱方式，沒(méi)有散熱風(fēng)扇和濾網(wǎng)， 不用經(jīng)常清洗濾網(wǎng)；因此，采用龍芯系列中央處理器和固態(tài)硬盤(pán)設(shè)計(jì)的工控機(jī)比傳統(tǒng)的工控機(jī)具有功耗低、無(wú)噪聲、體積小、發(fā)熱小、壽命長(zhǎng)和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)；工控機(jī)采用采用開(kāi)源的Linux操作系統(tǒng)；工控機(jī)中運(yùn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的控顯機(jī)程序；由于該工控機(jī)中安裝控顯機(jī)程序，因此，習(xí)慣上稱用于操作表示設(shè)備的工控機(jī)為控顯機(jī)；控顯機(jī)的作用是通過(guò)通信線路接收聯(lián)鎖單元送來(lái)的站場(chǎng)信息、行車作業(yè)情況、聯(lián)鎖邏輯單元狀態(tài)、輸入/輸出單元狀態(tài)和執(zhí)行層室外設(shè)備狀態(tài)等信息，并把這些信息通過(guò)視頻通道送給顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；接收輸入設(shè)備的操作信息，并通過(guò)通信線路把輸入操作信息送給聯(lián)鎖單元；控顯機(jī)把接收到的信息送給電務(wù)維修機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。電務(wù)維修機(jī)的主要作用是從操作表示設(shè)備獲取和顯示車站值班人員的操作、聯(lián)鎖邏輯層設(shè)備狀態(tài)、執(zhí)行層室外設(shè)備狀態(tài)和行車作業(yè)情況等信息，為電務(wù)維護(hù)人員提供計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的狀態(tài)、維護(hù)和管理信息；電務(wù)維修機(jī)由工控機(jī)、顯示器和輸入設(shè)備組成；電務(wù)維修機(jī)的工控機(jī)配置同控顯機(jī)一致，采用以龍芯系列中央處理器為核心和固態(tài)硬盤(pán)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)；該計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)采用Linux操作系統(tǒng)，運(yùn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的電務(wù)維修機(jī)軟件。聯(lián)鎖單元的主要作用是通過(guò)通信線路接收控顯機(jī)送來(lái)的操作命令、行車作業(yè)信息和輸入/輸出單元的采集模塊送來(lái)的執(zhí)行層室外設(shè)備信號(hào)狀態(tài)等信息，通過(guò)接收到的信息和車站聯(lián)鎖邏輯表進(jìn)行聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算，生成驅(qū)動(dòng)命令，通過(guò)通信線路把驅(qū)動(dòng)命令送給輸入/ 輸出單元驅(qū)動(dòng)模塊，由驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)執(zhí)行層室外設(shè)備完成相關(guān)動(dòng)作；聯(lián)鎖單元是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，它采用以龍芯系列處理器為核心，配合使用固態(tài)存儲(chǔ)器、通信接口電路和相關(guān)電路設(shè)計(jì)而成；聯(lián)鎖單元內(nèi)采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，運(yùn)行聯(lián)鎖程序和驅(qū)采程序。輸入/輸出單元主要由采集模塊和驅(qū)動(dòng)模塊組成，其主要作用是采集執(zhí)行層室外設(shè)備的狀態(tài)信息通過(guò)通信線路送給聯(lián)鎖單元，并通過(guò)通信線路接收聯(lián)鎖單元送來(lái)的驅(qū)動(dòng)命令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行層室外設(shè)備完成相關(guān)動(dòng)作；輸入/輸出單元的采集模塊和驅(qū)動(dòng)模塊采用以基于龍芯1號(hào)系列及其IP核生產(chǎn)的嵌入式芯片為核心控制單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，運(yùn)行采集程序和驅(qū)動(dòng)程序。執(zhí)行層主要由軌道、道岔和信號(hào)機(jī)等構(gòu)成的室外設(shè)備及其執(zhí)行電路組成，其主要作用是執(zhí)行輸入/輸出單元的驅(qū)動(dòng)模塊送來(lái)的驅(qū)動(dòng)信息，并給輸入/輸出單元采集模塊提供各個(gè)設(shè)備的采集接口。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1. 一種三取二結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括基于龍芯系列中央處理器的控顯機(jī)A、控顯機(jī)B、電務(wù)維修機(jī)、聯(lián)鎖單元1、聯(lián)鎖單元2、聯(lián)鎖單元3、輸入/輸出單元1和輸入/輸出單元2，以及控顯機(jī)倒機(jī)單元，室外設(shè)備，以太網(wǎng)1，以太網(wǎng)2，CAN總線 1和CAN總線2 ；其中，所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2分別通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成獨(dú)立的局域網(wǎng)，所述控顯機(jī)A、所述控顯機(jī)B、所述電務(wù)維修機(jī)、所述聯(lián)鎖單元1、所述聯(lián)鎖單元2、 所述聯(lián)鎖單元3分別連接所述以太網(wǎng)1和所述以太網(wǎng)2，所述聯(lián)鎖單元1、所述聯(lián)鎖單元2、 所述聯(lián)鎖單元3、所述輸入/輸出單元1和所述輸入/輸出單元2分別連接所述CAN總線1 和所述CAN總線2，所述輸入/輸出單元1和所述輸入/輸出單元2分別連接所述室外設(shè)備，所述控顯機(jī)A、所述控顯機(jī)B分別連接所述控顯機(jī)倒機(jī)單元。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種三取二結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，它包括基于龍芯系列中央處理器的兩組控顯機(jī)、電務(wù)維修機(jī)、三組聯(lián)鎖單元、兩組輸入/輸出單元，以及控顯機(jī)倒機(jī)單元，室外設(shè)備，分別組成獨(dú)立局域網(wǎng)的以太網(wǎng)1和以太網(wǎng)2，兩組CAN總線；兩組控顯機(jī)、電務(wù)維修機(jī)、三組聯(lián)鎖單元分別連接以太網(wǎng)1和以太網(wǎng)2，三組聯(lián)鎖單元、兩組輸入/輸出單元分別連接兩組CAN總線，兩組輸入/輸出單元分別連接室外設(shè)備，兩組控顯機(jī)分別連接控顯機(jī)倒機(jī)單元。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、安全性好、可靠性高、可擴(kuò)展、多任務(wù)處理的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B61L27/00GK202006812SQ20112001083
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者劉小旭, 尚開(kāi)明, 程建兵, 譚鵬超, 趙海東, 鄢光超 申請(qǐng)人:河南輝煌科技股份有限公司