[发明专利]安全计算机平台文件系统的组件、运行方法及信息处理装置

说明书

本发明公开了安全计算机平台文件系统的组件、运行方法及信息处理装置，能在不同硬件上使所有模块得到相同信息，在存储了不同文件的硬件上使所有模块得到相同的信息，构造出相同结果，解决了表决装置输出不一致的问题。其技术方案为：组件包括快照产生模块，生成本地文件系统的快照；快照传输模块，将信息处理装置自身的本地文件系统的快照传输至其他的信息处理装置；快照接收模块，接收其他信息处理装置的快照；快照提交模块，将信息处理装置自身的本地生成的本地文件系统的快照以及其他信息处理装置接收来的文件系统的快照传输给平台用户；异常检测模块，基于信息处理装置在同一时刻向平台用户提交的文件系统的快照，检测平台文件系统是否异常。

技术领域

本发明涉及一种计算机文件系统，尤其涉及为解决表决装置输出不同信息而设计的安全计算机平台文件系统的实现技术。

背景技术

在高速铁路等交通控制系统中，有一种保证列车安全运行的被称为安全计算机的核心设备。安全计算机具体实现列车运行的实时控制和安全防护，确保列车按照设计路线和期望速度在允许的范围内运行。为实现这一目标，安全计算机需要实时监控列车的运行速度、当前位置、列车运行指令、系统内部状态等运行参数。操作人员或系统维护调试人员通过这些运行参数，能够及时了解系统运行状态和设备状况，并以此给出后续的操控命令。

安全计算机平台是建立在计算机技术、通信技术、控制技术之上，符合IEC62425安全完整性SIL4级的分布式网络控制系统，具有高可靠性、高安全性、开放性、灵活性等特点，主要包含以下关键技术：

1.系统安全架构

目前主流的系统安全架构有三取二、二乘二取二、二者的混合结构及派生结构。安全架构包括为同步与表决技术、故障-安全技术等。

2.安全I/O技术

安全I/O技术实现方式较多，但其核心思想表现为：具有高覆盖率的动态检测(诊断)，故障后导向并保持在安全状态。

3.总线技术

这部分主要体现系统的灵活性、扩展能力、响应能力，也体现了系统的可靠性与可维护性。主要包括若干种实时以太网技术与现场总线技术。

4.安全通信协议

传输协议需满足IEC62280标准，但实现方法可能多种多样。

5.软件安全技术

软件安全技术需采用IEC62279相关规定，可能会采用不同的编码技术与加密技术。

6.轨道信号解码技术。

图1示出了“二乘二取二架构”的安全计算机，左右两边的表决装置各自接收两个信息处理装置的输出，通过外部输入输出插件输出数据。图2示出了“三取二架构”的安全计算机，表决装置接收三个信息处理装置的输出，通过外部输入输出插件来输出数据。

图1和图2仅是举例，安全计算机存在多个表决装置，各个信息处理装置中通过文件系统操作存储设备。安全计算机有多个信息处理装置向外输出数据，系统会就这些信息处理装置输出的数据进行表决。一般来说，所有信息处理装置都应该向外输出完全一致的数据，表决装置获取与其相连接的信息处理装置的输出数据。如果数据一致，则认为表决通过，系统会将这些数据向外输出。如果表决装置发现信息处理装置向外输出的数据不一致则表示表决错误，表决装置对表决错误的数据进行故障处理。

每个信息处理装置都维护一个存储设备，而由于存储设备执行文件操作的速度不完全一致或者存储设备上的文件可能不一致，传统的文件系统并不能保证所有表决装置都能得到相同的结果，进而可能导致表决装置输出不同的信息。

因此，平台需要向用户提供一致的数据以保证平台用户通过相同的计算能够得到相同的输出。

发明内容