城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法，方法包括：MA_1、MA_2、MB_1、MB_2分别向IA_1、IA_2、IB_1和IB_2发送对应的微周期开始消息和初始化开始消息；当微周期或初始化结束时，MA_1、MA_2、MB_1和MB_2分别向IA_1、IA_2、IB_1和IB_2发送对应的微周期结束消息或初始化结束消息；并根据监控结果确定主机板和输入板的主备切换。通过城市轨道交通系统中的已有输入板对主机板的主系、备系的状态进行监控，监控结果作为主机板和输入板的主备切换的依据，从而减少对硬件的依赖，降低硬件复杂度，节约硬件成本，提高系统的安全性和可用性。

State Monitoring Method of Safety Computer Platform in Urban Rail Transit Signal System

The embodiment of the present invention discloses a state monitoring method for a secure computer platform in urban rail transit signal system, which includes: MA_1, MA_2, MB_1 and MB_2 send corresponding micro-cycle start messages and initialization start messages to IA_1, IA_2, IB_1 and IB_2 respectively; when the micro-cycle or initialization ends, MA_1, MA_2, MB_1 and MB_2 send corresponding micro-cycle start messages to IA_1, IA_2, IB_1 and IB_2 respectively. The corresponding micro-cycle termination message or initialization termination message, and according to the monitoring results to determine the main and standby switching between the motherboard and the input board. Through the existing input boards in the urban rail transit system, the status of the main system and the standby system of the main board is monitored. The monitoring results serve as the basis for switching between the main board and the input board, thus reducing the dependence on hardware, reducing hardware complexity, saving hardware costs, and improving the security and availability of the system.

【技术实现步骤摘要】
城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法
本专利技术实施例涉及轨道交通
，具体涉及一种城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法。
技术介绍
城市轨道交通信号系统中主机的安全计算机平台采用二乘二取二方式实现，输入板的安全计算机平台采用二取二实现。二乘二即，主机可分为主系、备系，两系之间的输出数据要进行比较与表决，两系比较不一致，备系宕机。同一时刻系统中只有一个主系，另一个为备系。主、备系均执行采集输入、逻辑处理操作，主系对外输出,备系不输出。当主系故障时，备系自动升为主系，系统仍可正常运行，二乘二保证了轨道交通信号系统的可用性。二取二即，一块板子内的两个微处理器对输入、输出的数据进行互传与表决，两个微处理器的输入、输出数据不一致，两个微处理器均宕机，二取二保证了轨道交通信号系统的安全性。现有的轨道交通信号系统的通信结构示意图如图1所示，MA_1微控制器、MA_2微控制器放置在主机板MA上，组成主机MA系，MB_1微控制器、MA_B微控制器放置在主机板MB上，组成主机MB系。主机MA系、MB系之间为二乘二的关系。IA_1微控制器、IA_2微控制器放置在输入板IA上，组成输入板IA。MA、MB、IA、IB内的两块微处理器均为二取二的关系。主机板MA与输入板IA被放置在列车的头端，主机板MB与输入板IB被放置在列车尾端。输入板、主机板通过两条工业总线相连，两条工业总线互为冗余。二乘二取二安全计算机平台在以下两种情形下会有备系升为主系发生：(1)主系故障，备系检测到主系故障时，备系升为主系。(2)人工触发主系切换按钮时，主系降为备系，备系升为主系。为保证不会出现双主系情况出现，备系要升为主系前备系必须获知主系的状态。主系故障或主系降为备系后，无法保证主系将信息通过工业总线发送给备系，备系升为主系存在安全风险。为解决备系获取主系状态的问题，传统二乘二取二安全计算机平台采用的方法是，主机板MA的微控制器MA_1与MA_2通过“逻辑与”共同维持继电器A的状态，一旦MA不为主系或故障，那么继电器A的状态将会改变，主机板MB与继电器B同理。主机板MA、MB互相读取对方继电器状态就可以获知对方的主、备状态，继电器为主系升为备系提供依据。但是，现有的安全计算机平台备系检测主系故障方法存在以下缺陷：(1)安全计算机平台作为车载设备平台时，主机板两系设备分别位于列车首尾两端。由于布线距离较长，发生断路、短路可能性较大，不利于硬件维护。(2)故障检测线路贯穿整个列车，不利于列车编组，降低了铁路运营效率，增加了运营成本。(3)二乘二取二安全计算机平台存在主系正常运行，备系认为主系故障的情况。继电器损坏或线路干扰造成的继电器置为故障状态时，备系检测到主系故障，备系升为主系，出现了双主系的危险状况，系统的安全性有待提高。(4)二乘二取二安全计算机平台存在主系故障时，备系认为主系正常的情况。存在微控制器无法置继电器为故障状态的风险。备系检测不到主系故障，备系无法升为主系，系统的可用性有待提高。
技术实现思路
由于现有方法存在上述问题，本专利技术实施例提出一种城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法。本专利技术实施例提出一种城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法，包括：城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的第一主系主机板微控制器MA_1、第二主系主机板微控制器MA_2、第一备系主机板微控制器MB_1、第二备系主机板微控制器MB_2分别向第一主系输入板微控制器IA_1、第二主系输入板微控制器IA_2、第一备系输入板微控制器IB_1和第二备系输入板微控制器IB_2发送对应的微周期开始消息和初始化开始消息；当微周期或初始化结束时，MA_1、MA_2、MB_1和MB_2分别向IA_1、IA_2、IB_1和IB_2发送对应的微周期结束消息或初始化结束消息；IA_1根据MA_1发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_1的第一主系主机板监控结果RA_11，根据MA_2发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_2的第二主系主机板监控结果RA_12，并将RA_11发送给MA_1，将RA_12发送给MA_2；IA_2根据MA_1发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_1的第三主系主机板监控结果RA_21，根据MA_2发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_2的第四主系主机板监控结果RA_22，并将RA_21发送给MA_1，将RA_22发送给MA_2；若MA_1判断获知RA_11和RA_21不同，或MA_2判断获知RA_21和RA_22不同，则将当前的主系输入板与备系输入板进行切换；若MA_1判断获知RA_11和RA_21相同，MA_2判断获知RA_21和RA_22相同，且RA_11和RA_21不同，则将当前的主系主机板与备系主机板进行切换；其中，所述微周期开始消息包括微周期时长和微周期开始时间，所述初始化开始消息包括初始化时长和初始化开始时间。可选地，主机板微控制器的微周期与初始化为两个独立的监控过程；其中，所述主机板微控制器包括MA_1、MA_2、MB_1和MB_2。可选地，IA_1、IA_2、IB_1和IB_2均实时接收各主机板微控制器发送的消息。可选地，微周期和初始化时IA_1、IA_2、IB_1和IB_2接收的消息类型不同。可选地，IA_1、IA_2、IB_1和IB_2均会将MA_1、MA_2、MB_1、MB_2的监控结果进行打包后得到监控打包结果，并将所述监控打包结果分别发送给MA_1、MA_2、MB_1、MB_2。可选地，所述微周期包括输入微周期、应用微周期和输出微周期。可选地，若两个监控结果的差小于监控延时，则确定所述两个监控结果相同；初始化的监控延时＝IA_1接收到初始化开始消息中的初始化开始时间+初始化时长+初始化参差时间；微周期监控延时＝IA_1接收到微周期开始消息中的微周期开始时间+微周期时长+微周期参差时间；其中，所述初始化参差时间和所述微周期参差时间为预先设置。由上述技术方案可知，本专利技术实施例通过城市轨道交通系统中的已有输入板对主机板的主系、备系的状态进行监控，监控结果作为主机板和输入板的主备切换的依据，从而减少对硬件的依赖，降低硬件复杂度，节约硬件成本，提高系统的安全性和可用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。图1为现有技术提供的一种轨道交通信号系统通信结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的一种城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法的流程示意图；图3为本专利技术一实施例提供的输入板监控主机板的结构示意图；图4为本专利技术一实施例提供的监控消息帧的格式示意图；图5为本专利技术一实施例提供的输入板监控主机板的通信关系示意图；图6(A)和(B)分别为本专利技术一实施例提供的微周期和初始化过程中输入板监控主机板的状态转换示意图；图7为本专利技术一实施例提供的输入板监控主机板的时序示意图；图8(A)和(B)分别为本专利技术一实施例提供的初始化和微周期过程中输入板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法，其特征在于，包括：城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的第一主系主机板微控制器MA_1、第二主系主机板微控制器MA_2、第一备系主机板微控制器MB_1、第二备系主机板微控制器MB_2分别向第一主系输入板微控制器IA_1、第二主系输入板微控制器IA_2、第一备系输入板微控制器IB_1和第二备系输入板微控制器IB_2发送对应的微周期开始消息和初始化开始消息；当微周期或初始化结束时，MA_1、MA_2、MB_1和MB_2分别向IA_1、IA_2、IB_1和IB_2发送对应的微周期结束消息或初始化结束消息；IA_1根据MA_1发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_1的第一主系主机板监控结果RA_11，根据MA_2发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_2的第二主系主机板监控结果RA_12，并将RA_11发送给MA_1，将RA_12发送给MA_2；IA_2根据MA_1发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_1的第三主系主机板监控结果RA_21，根据MA_2发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_2的第四主系主机板监控结果RA_22，并将RA_21发送给MA_1，将RA_22发送给MA_2；若MA_1判断获知RA_11和RA_21不同，或MA_2判断获知RA_21和RA_22不同，则将当前的主系输入板与备系输入板进行切换；若MA_1判断获知RA_11和RA_21相同，MA_2判断获知RA_21和RA_22相同，且RA_11和RA_21不同，则将当前的主系主机板与备系主机板进行切换；其中，所述微周期开始消息包括微周期时长和微周期开始时间，所述初始化开始消息包括初始化时长和初始化开始时间。...

【技术特征摘要】
1.一种城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的状态监控方法，其特征在于，包括：城市轨道交通信号系统中安全计算机平台的第一主系主机板微控制器MA_1、第二主系主机板微控制器MA_2、第一备系主机板微控制器MB_1、第二备系主机板微控制器MB_2分别向第一主系输入板微控制器IA_1、第二主系输入板微控制器IA_2、第一备系输入板微控制器IB_1和第二备系输入板微控制器IB_2发送对应的微周期开始消息和初始化开始消息；当微周期或初始化结束时，MA_1、MA_2、MB_1和MB_2分别向IA_1、IA_2、IB_1和IB_2发送对应的微周期结束消息或初始化结束消息；IA_1根据MA_1发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_1的第一主系主机板监控结果RA_11，根据MA_2发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_2的第二主系主机板监控结果RA_12，并将RA_11发送给MA_1，将RA_12发送给MA_2；IA_2根据MA_1发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_1的第三主系主机板监控结果RA_21，根据MA_2发送的微周期开始消息和微周期结束消息确定MA_2的第四主系主机板监控结果RA_22，并将RA_21发送给MA_1，将RA_22发送给MA_2；若MA_1判断获知RA_11和RA_21不同，或MA_2判断获知RA_21和RA_22不同，则将当前的主系输入板与备系输入板进行切换；若MA_1判断获知RA_11和RA_21相同，MA_2判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宇，刘波，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11