一体化列车控制系统技术方案

本发明专利技术涉及列车控制技术领域，公开了一种一体化列车控制系统，以提高系统的扩展性和灵活性。本发明专利技术系统包括：一体化列车控制背板和至少两个以上扩展卡，其中，背板槽位按相同信号设计，且连接各槽位的信号线包括电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线，同时，背板上还固设有至少一连接电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线并集成各总线调度功能的背板服务器，背板服务器用于：监管各槽位所插接扩展卡的热插拔及程序加载，以及在相应扩展卡通过安全认证后，设置并监管各槽位所插接扩展卡之间的通信总线选择及切换、基于应用控制的以太网多主控模式动态构建及CPCI主控模块的智能切换。

Integrated Train Control System

The invention relates to the technical field of train control, and discloses an integrated train control system to improve the expansibility and flexibility of the system. The system comprises an integrated train control backplane and at least two expansion cards. The backplane slots are designed according to the same signal, and the signal lines connecting each slot include power management bus, Ethernet bus, CPCI bus and serial bus. At the same time, at least one power management bus, Ethernet bus, CPCI bus and serial bus are fixed on the backplane. Backplane servers with bus scheduling functions are used to supervise hot plugging and program loading of expansion cards inserted in slots, and to set up and supervise the selection and switching of communication buses between expansion cards inserted in slots after security authentication, dynamic construction of multi-master mode based on application control and intelligent cutting of CPCI master module. Change.

【技术实现步骤摘要】
一体化列车控制系统
本专利技术涉及列车控制
，尤其涉及一种一体化列车控制系统。
技术介绍
在通信
，大型通信设备大多采用分布式系统架构构建其系统，系统中一般含有主控卡、背板、线卡等重要组成部分。主控卡与线卡之间的连接是通过背板走线方式实现的，而各种板卡与背板之间的连接则是通过一个个插接件实现。一方面，现有机箱总线一般采用主从控制，如CPCI(CompactPeripheralComponentInterconnect,紧凑型PCI)，一个主控板关联多个从控板，且一个机箱通常只能支持一个主控，当主控板故障时，则导致整个机箱系统的瘫痪。同时，现有机箱结构中，板卡之间的数据传输往往限于唯一的数据交换方式，且需要复杂的侦听和分配调度等机制以避免数据冲突；而且各从控板独立性差，由于其功能不同，对应各槽位的总线不同，导致不同的从控板只能安装在固定的槽位，不能混插，且提高了背板总线的设计难度和制造成本，扩展性差。
技术实现思路
本专利技术目的在于公开一种一体化列车控制系统，以提高系统的扩展性和灵活性。为实现上述目的，本专利技术公开了一种一体化列车控制系统，包括一体化列车控制背板和至少两个以上扩展卡，其中：一、所述一体化列车控制背板包括：按相同信号设计的至少两个以上槽位，且连接各槽位的信号线包括电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线；所述串行总线，用于在任一槽位插入新的扩展卡时，供CPCI主控模块识别新插入的所述扩展卡的ID信息并进行安全认证；所述CPCI总线，用于在所述扩展卡通过安全认证后，供CPCI主控模块与所述扩展卡进行主从通信；所述以太网总线，用于构建各槽位所插接扩展卡之间的分布式通信网络；其中，所述串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线；且所述背板上固设有至少一连接所述电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线并集成各总线调度功能的背板服务器，所述背板服务器用于：监管各槽位所插接扩展卡的热插拔及程序加载，以及在相应扩展卡通过安全认证后，设置并监管各槽位所插接扩展卡之间的通信总线选择及切换、基于应用控制的以太网多主控模式动态构建及CPCI主控模块的智能切换；二、所述扩展卡至少包括：电源管理单元，用于将背板电源管理总线提供的电源转换成扩展卡内各功能单元所需的工作电源；安全认证单元，用于记录所述扩展卡自身的ID信息以供背板串行总线所连接的CPCI主控模块识别并进行安全认证；以太网数据处理单元，用于在所述扩展卡通过安全认证后，与背板上的以太网总线进行数据交换；CPCI数据处理单元，用于在所述扩展卡通过安全认证后，经背板CPCI总线进行板间主从通信；其中，所述电源管理单元、安全认证单元、以太网数据处理单元及CPCI数据处理单元分别连接主控单元，所述主控单元用于实现外部数据的输入输出处理，并将背板上的串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线以实现与背板所连接其他功能模块之间的数据交互处理。本专利技术具有以下有益效果：将分布式以太网总线与串行总线、电源管理总线及主从式CPCI总线融为一体，且一方面，在混插型插槽的作用下，可以便捷变更扩展卡的数量，便于维护管理及系统扩容；另一方面，在背板服务器的作用下，机箱内各扩展卡之间可以通过通信总线的灵活选择及切换确保数据可靠稳定交互、以及动态构建基于应用控制的多主控模式及智能切换CPCI主控模块。极大丰富了系统整体的协同功能、承载能力和灵活性，并提升了系统风险的智能应对性能。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的一体化列车控制系统框图；图2是本专利技术实施例的一体化列车控制背板框图；图3是本专利技术实施例的扩展卡框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1本实施例公开一种一体化列车控制系统，如图1所示，包括一体化列车控制背板1和至少两个以上扩展卡2。如图2所示，本实施例一体化列车控制背板包括：按相同信号设计的至少两个以上槽位，且连接各槽位的信号线包括电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线；所述串行总线，用于在任一槽位插入新的扩展卡时，供CPCI主控模块识别新插入的所述扩展卡的ID信息并进行安全认证；所述CPCI总线，用于在所述扩展卡通过安全认证后，供CPCI主控模块与所述扩展卡进行主从通信；所述以太网总线，用于在所述扩展卡通过安全认证后，构建各槽位所插接扩展卡之间的分布式通信网络；其中，所述串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线；且所述背板上固设有至少一连接所述电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线并集成各总线调度功能的背板服务器，所述背板服务器用于：监管各槽位所插接扩展卡的热插拔及程序加载，以及在相应扩展卡通过安全认证后，设置并监管各槽位所插接扩展卡之间的通信总线选择及切换、基于应用控制的以太网多主控模式动态构建及CPCI主控模块的智能切换。优选地，所述背板服务器设置有基于AMP(Asymmetricmultiprocessing，非对称多处理)方式组合的四个CPU从核，以分别用于电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线之间的独立功能实现，且各所述CPU从核共同连接一用于数据处理处理的CPU主核，所述CPU主核与各所述CPU从核分别与数据库连接，以进行数据同步。与上述背板相对应的，如图3所示，本实施例扩展卡至少包括：电源管理单元32，用于将背板电源管理总线提供的电源转换成扩展卡内各功能单元所需的工作电源；安全认证单元34，用于记录所述扩展卡自身的ID信息以供背板串行总线所连接的CPCI主控模块识别并进行安全认证；以太网数据处理单元36，用于与背板上的以太网总线进行数据交换；CPCI数据处理单元38，用于在所述扩展卡通过安全认证后，经背板CPCI总线进行板间主从通信；其中，所述电源管理单元、安全认证单元、以太网数据处理单元及CPCI数据处理单元分别连接主控单元30，所述主控单元用于实现外部数据的输入输出处理，并将背板上的串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线以实现与背板所连接其他功能模块之间的数据交互处理。可选的，本实施例扩展卡包括以下的任意一种或任意组合：制动控制子系统扩展卡、PIS(PassengerInformationSystem，乘客信息系统)子系统扩展卡、牵引子系统扩展卡、车门子系统扩展卡和IO扩展卡。进一步地，各所述扩展卡为内设有数据链路层与应用层直连数据通道的自定义协议栈的功能卡，且支持所述自定义协议栈的数据帧基于所述以太网总线在所述背板内进行板间快速数据交换；使得数据链路层的特殊数据可以不经过IP层和传输层等中间层而直达应用层，提高了该特殊数据传输的实时性。进一步地，在本实施例系统中，所述电源管理总线连接有至少两块电源板，所述背板服务器与各所述电源板分别连接，以根据各槽位所插接扩展卡的类型和数量控制各电源板的工作状态并在各电源板之间实现负载均衡。例如：在所插接扩展卡数量超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化列车控制系统，其特征在于，包括一体化列车控制背板和至少两个以上扩展卡，其中：一、所述一体化列车控制背板包括：按相同信号设计的至少两个以上槽位，且连接各槽位的信号线包括电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线；所述串行总线，用于在任一槽位插入新的扩展卡时，供CPCI主控模块识别新插入的所述扩展卡的ID信息并进行安全认证；所述CPCI总线，用于在所述扩展卡通过安全认证后，供CPCI主控模块与所述扩展卡进行主从通信；所述以太网总线，用于构建各槽位所插接扩展卡之间的分布式通信网络；其中，所述串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线；且所述背板上固设有至少一连接所述电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线并集成各总线调度功能的背板服务器，所述背板服务器用于：监管各槽位所插接扩展卡的热插拔及程序加载，以及在所述扩展卡通过安全认证后，设置并监管各槽位所插接扩展卡之间的通信总线选择及切换、基于应用控制的以太网多主控模式动态构建及CPCI主控模块的智能切换；二、所述扩展卡至少包括：电源管理单元，用于将背板电源管理总线提供的电源转换成扩展卡内各功能单元所需的工作电源；安全认证单元，用于记录所述扩展卡自身的ID信息以供背板串行总线所连接的CPCI主控模块识别并进行安全认证；以太网数据处理单元，用于在所述扩展卡通过安全认证后，与背板上的以太网总线进行数据交换；CPCI数据处理单元，用于在所述扩展卡通过安全认证后，经背板CPCI总线进行板间主从通信；其中，所述电源管理单元、安全认证单元、以太网数据处理单元及CPCI数据处理单元分别连接主控单元，所述主控单元用于实现外部数据的输入输出处理，并将背板上的串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线以实现与背板所连接其他功能模块之间的数据交互处理。...

【技术特征摘要】
1.一种一体化列车控制系统，其特征在于，包括一体化列车控制背板和至少两个以上扩展卡，其中：一、所述一体化列车控制背板包括：按相同信号设计的至少两个以上槽位，且连接各槽位的信号线包括电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线；所述串行总线，用于在任一槽位插入新的扩展卡时，供CPCI主控模块识别新插入的所述扩展卡的ID信息并进行安全认证；所述CPCI总线，用于在所述扩展卡通过安全认证后，供CPCI主控模块与所述扩展卡进行主从通信；所述以太网总线，用于构建各槽位所插接扩展卡之间的分布式通信网络；其中，所述串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线；且所述背板上固设有至少一连接所述电源管理总线、以太网总线、CPCI总线和串行总线并集成各总线调度功能的背板服务器，所述背板服务器用于：监管各槽位所插接扩展卡的热插拔及程序加载，以及在所述扩展卡通过安全认证后，设置并监管各槽位所插接扩展卡之间的通信总线选择及切换、基于应用控制的以太网多主控模式动态构建及CPCI主控模块的智能切换；二、所述扩展卡至少包括：电源管理单元，用于将背板电源管理总线提供的电源转换成扩展卡内各功能单元所需的工作电源；安全认证单元，用于记录所述扩展卡自身的ID信息以供背板串行总线所连接的CPCI主控模块识别并进行安全认证；以太网数据处理单元，用于在所述扩展卡通过安全认证后，与背板上的以太网总线进行数据交换；CPCI数据处理单元，用于在所述扩展卡通过安全认证后，经背板CPCI总线进行板间主从通信；其中，所述电源管理单元、安全认证单元、以太网数据处理单元及CPCI数据处理单元分别连接主控单元，所述主控单元用于实现外部数据的输入输出处理，并将背板上的串行总线和所述CPCI总线分别作为所述以太网总线的备份数据通信总线以实现与背板所连接其他功能模块之间的数据交互处理。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：霍芳，
申请(专利权)人：湖南铁路科技职业技术学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43