[发明专利]一种2oo2安全计算机平台的动态周期设计方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及列车控制技术领域，尤其是涉及一种2oo2安全计算机平台的动态周期设计方法及系统。

背景技术

目前的轨道交通控制系统中一般主要包含车载控制器、区域控制器、数据存储单元、联锁设备等等。这些基于安全计算机平台的设备，组合在一起形成一个列车运行控制防护系统。然而这些设备都在自己固定的运行周期工作，例如某车载设备的运行周期是200ms，某区域控制器的运行周期是400ms。

在常见的2oo2安全计算机平台中，主要使用FPGA芯片或嵌入式芯片作为核心控制器来划分系统运行周期，主要有以下几种方式：基于时钟进行固定周期划分，每周期发送指令控制主机等运行；基于时钟进行固定周期，每周期再进行微周期划分，每个或若干微周期发送指令控制主机运行。

列车运行控制系统中各个设备被设定在一个固定的周期，这种周期设计的原则一般是系统处理能力满足线路运营的列车数量最大要求的。设备的周期在满足需求的前提下，一般会被设计的偏大，例如全线运营最多运行n列车，设计区域控制器运行周期为m毫秒。但实际运营时假设只运行了n/2列车，区域控制器运行周期仍然为m毫秒，这样每个周期里可能m/3时间是在做处理运算，其他时间都是空闲和等待。这是一种处理性能的浪费，也拖慢设备和系统的反应时间。

当设备以一个固定周期运行时，此设备的反应时间最小是一个固定周期的时间。在正常运行的时候，各种指令都是按照正常的周期循环执行。虽然正常执行也会存在数据延时，但是不影响整个系统的运行。但是一旦出现故障时，这些固定周期的设备从故障点向中心设备或相邻设备汇报故障时，就会有一个比较大的延时。

这个延时出现的根本是各个层面设备的反应时间累积。例如，当一列列车某个设备故障造成紧急制动，车载设备需要立刻警示中心人员处理或者告知前后车辆本车的紧急状态时，在车载设备的周期末端将故障输出，此时可计算为一个处理周期延时。车与车之间没有直接的通讯路径，一般是故障车辆将故障信息传送到区域控制器，经过区域控制器一个运行周期的处理后，再将处理后的移动授权传给相邻车辆，后车最少经过一个周期后才能输出最新的控制结果。这是一个较长的信息传输处理路径，约包含3个设备的固有处理周期。这个路径就是紧急情况的反应处理瓶颈，也是系统运行速度的瓶颈。

现有方法尽管实现了列车运行控制系统的安全事件响应，但仍有一些问题没有解决，如设备运行过程中，未充分利用设备性能，周期中含有空闲时间较多；系统的整体故障响应时间会因为固定周期的累积而拉长；没有形成一种完整的周期循环校验机制等等。

发明内容

本发明提供一种设计适用于2oo2安全计算机平台的自适应动态周期设计方法，该方法可实现安全平台设备周期自动调整、实时故障处理、周期循环自校验等特点，在保证周期循环的正确性的同时极大的提高设备处理速度。

根据上述目的，本发明提供了一种2oo2安全计算机平台的动态周期设计方法，所述方法包括：

S1，所述2oo2安全计算机平台的控制装置在发送微周期开始指令后，开始进行微周期时限的计时；

S2，当在所述微周期时限内接收到微周期完成信号后，结束所述微周期，并开始下一个微周期。

其中，所述步骤S2还包括：

当所述控制装置收到所述微周期完成信号并判定所述微周期完成结果不正确或在设定的时限内没有收到所述微周期完成信号时，所述控制装置停止周期循环。

其中，所述控制装置将所述微周期开始指令发送到与其连接的主机的处理单元，并且所述处理单元在接收到所述微周期开始指令后，开始执行所述微周期。

其中，在所述步骤S1之前还包括：

所述控制装置与所述处理单元进行初始化，并且所述处理单元在初始化完成后向所述控制装置发送初始化完成信号后，然后进行初始等待时限的计时，若在初始等待时限内所述控制装置没有输出微周期开始指令或所述处理单元没有收到所述微周期开始指令，则所述处理单元判定控制系统故障，并导向安全输出状态，否则执行步骤S1。

其中，所述步骤S1之前还包括：

在所述控制装置向所述处理单元发送所述微周期开始指令之前，对所述微周期开始指令进行校验，当校验到所述微周期开始指令正确时，将所述微周期开始指令发送到所述处理单元，否则停止周期循环。

其中，在所述处理单元结束每个微周期后，开始等待时限的计时，以等待接收所述控制装置发送的下一个微周期开始指令。

其中，所述控制装置为容错和安全管理单元。