[发明专利]一种板级冗余的全电子计算机联锁系统

说明书

本发明公开了一种板级冗余的全电子计算机联锁系统，包括联锁A系、联锁B系以及主备切换控制单元，所述联锁A系包括全电子联锁单元A系、交换单元A系、全电子执行单元A系，所述联锁B系包括全电子联锁单元B系、交换单元B系、全电子执行单元B系，所述主备切换控制单元用于控制全电子联锁单元A系和全电子联锁单元B系实现主备切换,所述全电子联锁单元A系通过交换单元A系与全电子执行单元A系以及全电子执行单元B系进行通讯，所述全电子联锁单元B系通过交换单元B系与全电子执行单元B系以及全电子执行单元A系进行通讯。本发明采用单板的冗余切换方案，某系中某块安全IO板故障时，能自动切换到另一系的对应安全IO板，在不降低系统安全性前提下，较大程度的提升系统的可用性。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及铁路联锁控制系统。

背景技术

目前国内的计算机联锁系统方案大多是从基于继电器的电气集中联锁系统过渡而来的，实际是一种计算机联锁、继电器执行的方式，实现站内道岔、信号机之间联锁控制。

为了满足轨道交通的功能安全标准的要求，保证系统安全性，往往采用2取2的架构，即：使用2套异构的系统控制同一个设备，当且仅当两套控制器都要求动作时，被控设备才会动作。使用2取2的控制器安全性较高，但是只要有任何一套控制器有故障时，系统将进入无输出的故障安全状态，且系统不能自恢复，需要人为干预更换部件才能使系统恢复正常。因此系统可用性较差，不能满足当下轨道交通可用性要求。

为解决系统可用性跟安全性的问题，现有的联锁系统大都采用简单的系统级的双系热备冗余方案，即2×2oo2(二乘二取二)架构。基于双系热备冗余技术的计算机联锁系统，是两套对称的联锁系统采用互为主备的方式，两套系统没有主次之分，运行期间通过自诊断系统验证本机是否工作正常，双系之间实时交互动态信息，当一系故障时，切换到另一系工作，并且不影响计算机输出的结果。系统级双系热备冗余虽然在某种程度上提升了可用性。

系统级的双系热备冗余虽然在某种程度上提升了可用性，但是系统发生故障后由于整套系统进行主备切换，切换时间较长，且单点故障便会导致双系切换，对可用性的提升能力有限且效率较低，如果两个单点故障将导致系统直接宕机。假设双系分别称为A系与B系，每一系都有多个复杂单板组成，如果A系的输出板1发生故障，同时B系的输入板2发出故障，则系统将无法工作，直接停止运行，系统可用性还是不能满足应用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种板级冗余的全电子计算机联锁系统，解决系统局部宕机且不能自恢复的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种板级冗余的全电子计算机联锁系统，包括联锁A系、联锁B系以及主备切换控制单元，所述联锁A系包括全电子联锁单元A系、交换单元A系、全电子执行单元A系，所述联锁B系包括全电子联锁单元B系、交换单元B系、全电子执行单元B系，所述主备切换控制单元用于控制全电子联锁单元A系和全电子联锁单元B系实现主备切换,所述全电子联锁单元A系通过交换单元A系与全电子执行单元A系以及全电子执行单元B系进行通讯，所述全电子联锁单元B系通过交换单元B系与全电子执行单元B系以及全电子执行单元A系进行通讯，所述全电子执行单元A系包括安全电源板A系、安全通信板A系、两异构的安全控制板A系以及多个安全IO板A系，所述全电子执行单元B系包括安全电源板B系、安全通信板B系、两异构的安全控制板B系以及多个安全IO板B系，全电子执行单元A系和全电子执行单元B系中对应的两块安全IO板共同控制一个被控设备，当全电子执行单元A系或全电子执行单元B系中任一安全IO板故障时，系统自动切换到另一系对应安全IO板，由该安全IO板对被控设备进行控制。

本发明采用单板的冗余切换方案，某系中某块安全IO板故障时，能自动切换到另一系的对应安全IO板，在不降低系统安全性前提下，较大程度的提升系统的可用性。

因此，允许系统中多个局部故障，提高故障容忍度；而且系统发生局部故障后，只需进行板卡级别的切换，切换时间短，切换效率高。