[发明专利]一种单元级热备冗余的ATO系统架构

权利要求书

1.一种单元级热备冗余的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述系统包括：

作为主系运行的第一子系统，所述第一子系统具有第一主控单元以及第一组功能单元；以及

作为备系运行的第二子系统，所述第二子系统具有第二主控单元以及与所述第一组功能单元中的各个功能单元一一对应的第二组功能单元，

其中当所述第一子系统的第一组功能单元中的功能单元发生故障时，系统激活所述第二子系统的第二组功能单元中的与发生故障的功能单元对应的功能单元，使得所述第一子系统中的未发生故障的功能单元与所述第二子系统中被激活的功能单元一起继续工作，

其中所述第一子系统和第二子系统通过第一总线和第二总线互联，并且其中：

所述第一总线将所述第一主控单元与所述第二主控单元互联，用于所述第一主控单元和所述第二主控单元之间状态的检测、以及所述第一子系统和所述第二子系统之间数据的同步；以及

所述第二总线将所述第一主控单元、所述第一组功能单元中的各个功能单元、第二主控单元以及所述第二组功能单元中的各个功能单元互联，用于所述第一主控单元和所述第二主控单元对各个功能单元进行检测、控制和管理。

2.如权利要求1所述的列车自动驾驶系统，其特征在于：所述第一总线和所述第二总线能够通过以太网、RS232/422/485总线、CAN总线、Profibus总线、MVB总线、或FlexRay总线来实现。

3.如权利要求1所述的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述第一子系统和所述第二子系统的主控单元和功能单元可对称安装在一个设备机笼中，并且每一个主控单元和功能单元接入所述设备机笼中的背板。

4.如权利要求3所述的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述主控单元和功能单元通过采集所述背板提供的电平组合信号来获取自身的单元识别号，其中所述主控单元的单元识别号用于上电时主系和备系的确立，所述功能单元的单元识别号用于被所述主控单元检测、控制和管理。

5.一种用于列车自动驾驶系统的单元级热备冗余方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述系统的多个子系统中确定主备关系，其中所述多个子系统中的每一个具有主控单元和功能单元；

激活主系各功能单元；

检测所述主系各功能单元以及备系各功能单元的状态；

响应于检测到主系功能单元故障且对应于故障的主系功能单元的备系功能单元正常，激活所述对应于故障的主系功能单元的备系功能单元，使得所述主系各功能单元中的未发生故障的功能单元与所激活的备系功能单元一起继续工作，

所述方法还包括：通过第一总线和第二总线将所述多个子系统互联，其中：

通过所述第一总线将所述多个子系统的主控单元互联，用于所述主控单元之间状态的检测、以及所述多个子系统之间数据的同步；以及

通过所述第二总线将所述多个子系统的主控单元中的每一个以及所述多个子系统的各个功能单元中的每一个互联，用于所述子系统的主控单元对所述多个子系统的各个功能单元进行检测、控制和管理。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

重复所述检测所述主系各功能单元以及备系各功能单元的状态的步骤；以及

响应于检测到主系功能单元故障且对应于故障的主系功能单元的备系功能单元也故障，系统宕机。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定主备关系包括：

当出现双主情况时，通过各系主控单元作为主系主控单元运行的周期以及各系主控单元各自的单元识别号来确定主备关系。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过各系主控单元的运行周期以及各系主控单元各自的单元识别号来确定主备关系进一步包括：

将主控单元作为主系主控单元运行的周期数大的主控单元对应的子系统确定为主系；以及

当主控单元作为主系主控单元运行的周期数相等时，将系统默认的主系单元识别号对应的主控单元所属的子系统确定为主系。