[发明专利]一种单元级热备冗余的ATO系统架构

说明书

本发明提供了一种单元级热备冗余的ATO系统架构以及单元级热备冗余的列车自动驾驶系统，该系统包括：作为主系运行的第一子系统，该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，该第二子系统具有第二主控单元以及与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，使得第一子系统中的未发生故障的功能单元与第二子系统中被激活的功能单元一起继续工作。

技术领域

本发明涉及列车运行控制系统领域，具体涉及一种单元级热备冗余的列车自动驾驶系统。

背景技术

列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation，简称ATO)，其主要功能是利用车载及地面信息对列车运行进行自动控制，实现列车自动调整运行速度并保持在最佳运行状态，完成定时、定点停车、自动开关门控制等功能，可以降低司机的劳动强度，并最大限度地节约能源。

随着我国轨道交通事业的发展，ATO在城市轨道交通、城际轨道交通信号系统等领域大量运用，其重要程度日渐凸显，特别是对其系统安全性、可靠性和可用性提出了更高的要求。

对于系统安全性，ATO是安全等级为2的车载信号设备，其与安全等级为4(最高安全等级)的列车超速防护系统(Automatic Train Protection，简称ATP)共同保证了列车的安全运行。

对于系统可靠性和可用性，现有ATO系统主要采用双机热备冗余的架构来保证，系统架构如图1所示。在图1的现有双机热备冗余的架构中，A系与B系的各单元冗余对称。正常工作时，A系作为主系对列车进行控制，B系则作为备系。当主系故障时，备系将接替主系工作，主系所有单元变为不可用。采用此架构的系统，主控单元A仅对A系功能单元有控制权，主控单元B仅对B系功能单元有控制权，其缺点是当主系中某单元故障后，主系中其它未故障单元也变为不可用。同时，当主系中存在故障单元而切换到备系时，如果备系中的某个单元(无论是否与主系中的故障单元对称)故障，整个系统将不可用。

发明内容

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

考虑到ATO系统的安全性、可靠性和可用性，本发明提供了一种具备单元级热备冗余的系统架构，该架构能够在系统安全性不变的情况下提高ATO系统的可靠性和可用性，减少ATO系统故障对列车运营的影响，提高列车运营效率。当主系某个单元(或多个单元)发生故障后，可直接将主系故障单元切换至备系对应单元继续工作，故障单元则停止工作(或结果不被采信)，而主系中其它未发生故障的单元，则继续作为主系单元工作。使用该架构的ATO系统，只要冗余对称单元不同时故障，则系统始终可用，其系统可靠性和可用性较现有冗余架构的ATO系统更高。

根据本发明的一个实施例，提供了一种单元级热备冗余的列车自动驾驶系统，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。

根据本发明的又一实施例，还提供了一种用于列车自动驾驶系统的单元级热备冗余方法，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；