[发明专利]一种铁路信号领域的通用轨旁安全平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路信号领域，尤其是涉及一种铁路信号领域的通用轨旁安全平台。

背景技术

随着城市轨道交通事业的发展，作为关键装备的轨道交通运控系统的国产自主化研发的需要越来越大。目前基于无线通信技术的CBTC控制系统渐成轨道交通运控系统的主流，在CBTC控制系统中，轨旁安全子系统ZC、LC等，是CBTC控制系统的主要组成部分。ZC、LC主要是通过与列车车载系统的通信来控制列车的正常运行，对可靠性、安全性和可维护性有较高的要求，而保证这些性能的核心设备则是轨旁安全平台。目前在国内地铁市场上应用的轨旁安全平台，大多为国外进口，国产化的轨旁安全平台一方面种类少，另一方面，本身也存在一些不足之处，国产化的轨旁安全平台，一般具有以下几种架构：

一是采用高性能的商用工业控制服务器或工控机作为主要运算单元，采用2取2比较表决的方式实现安全通信输出。此种架构下，系统的安全性和可用性受到商用服务器和工控机的可靠性的限制，且针对商用服务器，难以进行二次扩展开发，2取2的表决机制也不易在商用平台上实现，单纯采用的组合故障安全模式以达到高的安全度，对应的设计会比较复杂。

二是采用完全自主开发的板卡，利用认证版操作系统来解决操作系统的安全性问题；系统架构上采用2取2，或3取2架构，利用组合故障安全技术来实现安全通信输出。这类架构下，所有的板卡均为研发方自制，技术难度高，自制板卡的可靠性和RAM指标等难以保证。且认证版的操作系统价格昂贵，为适应定制的板卡需进行操作系统的BSP包开发，这块的非认证版操作系统的变更也需要考虑到整个平台的安全认证中，无疑也会增加相关的认证工作量。此外，这一方案和第一种方案一样，同样存在着单一采用组合故障安全技术，安全性的保障较为复杂的弱点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性高、安全性高、扩展性好的铁路信号领域的通用轨旁安全平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种铁路信号领域的通用轨旁安全平台，其特征在于，包括主处理子系统MPS、系统诊断维护子系统SDMS、通用网关子系统GGW和冗余网络，所述的MPS、SDMS、GGW分别与冗余网络连接，所述的MPS与GGW控制连接；

所述的GGW将输入的外部系统数据传输给MPS，MPS对其进行处理后进行安全校验，并判断校验是否通过，若未通过，MPS控制GGW与冗余网络断开连接，若通过校验，MPS将处理结果发给GGW。

所述的GGW通过交换机与冗余网络连接，所述的MPS通过继电器与交换机的电源控制连接。

所述的MPS采用双机热备冗余，每个MPS包括第一MPU、第二MPU、MCU和安全校验板，所述的第一MPU、第二MPU分别与MCU连接，所述的MCU与安全校验板连接；

所述的MCU将GGW发送的外部数据经处理后，分别转发给第一MPU和第二MPU，所述的第一MPU和第二MPU分别对输入数据进行运算处理，并处理后的结果发送给MCU，MCU对结果数据进行2取2表决处理，并将表决处理结果发送给安全校验板进行校验，安全校验板判断校验是否通过，若未通过，安全校验板通过继电器切断交换机的电源，实现GGW与冗余网络断开连接，否则MCU将处理结果发送给GGW。

所述的第一MPU、第二MPU、MCU分别采用独立电源供电。

所述的MCU通过总线与安全校验板连接。

所述的第一MPU和第二MPU采用硬件完全相同的成熟商用板卡，第一MPU和第二MPU采用完全相异的操作系统。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)采用基于COTS商用板卡的2乘2取2架构，运用了组合故障安全策略实现安全表决，且2取2商用板卡上采用相异非认证操作系统，兼顾系统的可靠性和开发周期及开发成本。

2)采用了一块专用的通信+仲裁板，对双通道的2取2结果进行表决仲裁，并将仲裁结果发送给一块具有固有故障安全的安全校验板进行校验，校验的结果能够控制继电器以切断本系统对外的输出，从而保证系统的安全。以上操作在2取2组合故障安全之外，还综合运用了反应故障安全和固有故障安全的原理。

3)作为轨旁安全平台，具有良好的可扩展性，仅需采用不同的配置上的修改，即可通用于地铁和国铁信号领域的不同轨旁设备，满足不同轨旁设备的需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主处理子系统MPS结构示意图；