一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统，整体系统采用双通道设计，双通道同时运行，且每个运行过程中均互为备份，使得在任意运行过程中进行通道切换时均可保证时序连贯，解决了原有备份方式下主备份进行切换时时序无法严格延续的问题；也就是说，本发明专利技术构建了基于通信数据对向通道、命令信息对向通道的双通道双机信息同步机制，解决了极端情况下通讯故障等故障模式下的系统持续运行问题；同时，本发明专利技术设计了基于执行配置文件的仲裁机制，且执行配置文件中的执行策略可以根据不同的故障模式来设定，更新策略只需要替换执行配置文件即可，增强了系统灵活性，并显著提升了系统前置控制软件的综合容错能力和异常处理能力。常处理能力。常处理能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统


[0001]本专利技术属于测发控
，尤其涉及一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统。

技术介绍

[0002]运载火箭要可靠稳定地飞行，并将有效载荷准确地送入预定轨道，离不开箭上各系统的重要作用，而地面测试与发射控制对确保运载火箭任务的成功同样起着至关重要的作用。地面的测试与发射控制一方面是对运载火箭功能与性能的全面检查和确认以提前消除各种技术风险，另一方面其本身也是射前工作的重要组成部分，对任务的可靠性尤其是发射场的安全性等起到了决定性的作用。因此，地面测试和发射控制在运载火箭发射过程中能够发挥非常重要的作用。目前，运载火箭相关系统为了增加可靠性与安全性，多采用冗余机制，以测发控网络为例，一般采用网络通讯链路冗余方式，将测发控网络的前后端设备通过主交换机、主光纤、副交换机、副光纤构成的环形冗余网相连，为系统提供快速、安全、可靠的教据通信通道，前后端各测试发控计算机使用服务器网络适配器同时连接到交换机，杜绝了数据通信中的单故障点失效隐患。
[0003]前置测控系统作为运载火箭测发控系统的重要组成部分，一般也采用冗余的配置方式，配备两套系统用于互为备份执行，目前多采用一套系统运行，一套系统备份的执行方式，在当前运行的系统出现故障后，切换至备用系统运行，以增加可靠性。随着运载火箭可靠性要求不断提高，“一套运行一套备份”的方式已经无法满足可靠性与安全性的要求，在通讯故障、执行机构故障等极端情况下，仍旧存在系统失效的可能，而且在运行机出现故障的情况下，切换备份机存在系统执行时序无法严格延续的情况，因此需要构建具备更高可靠性和安全性的冗余前置测控系统。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统，针对前置测控系统的冗余设计需求，提供了多种冗余机制，大大提高运载火箭测发控前置测控系统的可靠性与安全性。
[0005]一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统，包括控制部分以及划分为两个通道的前置执行部分，且两个通道均设有通信模块、解析模块、执行功能模块、设备模块；
[0006]两个通信模块分别将自身接收到的来自控制部分的UDP通信帧转发给对方，同时还将来自对方的以及来自控制部分的UDP通信帧均发送至与自身同属一个通道的解析模块；
[0007]两个解析模块实时解析自身接收到的UDP通信帧，并将自身解析得到的命令队列转发给对方，则各解析模块均具有双通道命令队列，并将双通道命令队列转发至与自身同属一个通道的执行功能模块；
[0008]优先模式下的执行功能模块根据执行配置文件判断是否执行双通道命令队列中
的各指令，并将优先执行信息转发给跟随模式下的执行功能模块，还根据优先执行信息控制同属一个通道的设备模块；跟随模式下的执行功能模块根据优先执行信息与执行配置文件判断是否执行双通道命令队列中的各指令，并将跟随执行信息转发给优先模式下的执行功能模块，还根据跟随执行信息控制同属一个通道的设备模块。
[0009]进一步地，控制部分包括控制操作端、控制发送端A端以及控制发送端B端；其中，控制操作端为系统提供唯一的控制操作信息输入，并将控制操作信息同时转换为UDP通信帧，还支配控制发送端A端和控制发送端B端向两个通道的通信模块同时发送UDP通信帧；
[0010]所述UDP通信帧依照系统通信协议包含前置控制部分所需的协议信息、UDP通信帧发送端信息、UDP通信帧发送序号信息，其中，发送序号数值在整个系统每次启动后重新计数且逐通信帧依次递增；UDP通信帧发送端信息用于区分当前UDP通信帧的发送源头为从控制发送端A端或控制发送端B端；UDP通信帧发送序号信息用于记录当前UDP通信帧的发送序号，其中，同时从控制发送端A端和控制发送端B端发出的具有相同控制操作的UDP通信帧的发送序号相同。
[0011]进一步地，将两个通道分别记为A通道和B通道，同时两个解析模块分别记为前置A端解析模块和前置B端解析模块，则两个解析模块的双通道命令队列的获取方法具体为：
[0012]前置A端解析模块将接收到的UDP通信帧解析为命令信息，其中命令信息包括UDP通信帧发送端信息、UDP通信帧发送序号信息，再将解析完毕的命令信息存入A端命令队列，存入过程中同时判断当前存入的命令信息所对应的UDP通信帧发送序号在本次存入前是否已经被记录，若为是，则当前存入操作取消并舍弃当前命令信息，若为否，则当前存入操作继续并记录当前存入A端命令队列的命令信息的UDP通信帧发送端信息和UDP通信帧发送序号信息；命令信息成功存入A端命令队列后，再将成功存入A端命令队列的命令信息转发给前置B端解析模块；
[0013]前置B端解析模块将接收到的UDP通信帧解析为命令信息，其中命令信息包括UDP通信帧发送端信息、UDP通信帧发送序号信息，再将解析完毕的命令信息存入B端命令队列，存入过程中同时判断当前存入的命令信息所对应的UDP通信帧发送序号在本次存入前是否已经被记录，若为是，则当前存入操作取消并舍弃当前命令信息，若为否，则当前存入操作继续并记录当前存入B端命令队列的命令信息的UDP通信帧发送端信息和UDP通信帧发送序号信息；命令信息成功存入B端命令队列后，再将成功存入B端命令队列的命令信息转发给前置A端解析模块；
[0014]前置A端解析模块接收前置B端解析模块转发的命令信息并存入B端转发队列，从而得到包含A/B命令队列的双通道命令队列；前置B端解析模块接收前置A端解析模块转发的命令信息并存入A端转发队列，从而得到包含B/A命令队列的双通道命令队列。
[0015]进一步地，执行配置文件包括的信息为：各指令能够执行的所需要满足的条件、各指令对应的关于设备模块在不同故障模式下的执行策略，其中，各指令能够执行的所需要满足的条件为：对于由控制部分发出的同一个控制操作信息生成的UDP通信帧，至少有一个解析模块将其成功解析并成功存入双通道命令队列中的其中一个队列；
[0016]优先执行信息包括：双通道命令队列中被优先模式下的执行功能模块判断为可执行的指令、所述判断为可执行的指令在设备模块上执行成功或执行失败的信息；
[0017]双通道命令队列中被跟随模式下的执行功能模块判断可执行的指令满足：该指令
至少有一个解析模块将其成功解析并成功存入双通道命令队列中的其中一个队列、该指令被优先模式下的执行功能模块判断为可执行且在设备模块上执行失败；
[0018]跟随执行信息包括：双通道命令队列中被跟随模式下的执行功能模块判断为可执行的指令、所述判断为可执行的指令在设备模块上执行成功或执行失败的信息。
[0019]进一步地，两个通道的通信模块之间基于TCP协议的网络数据帧进行同步连接；两个通道的解析模块之间基于TCP协议的系统命令信息进行同步连接。
[0020]进一步地，两个通道的设备模块采用相同配置的硬件仪器设备，并针对使用场景设计了保证接通、保证断开的联动模式；其中，在保证接通的联动模式下，两个通道的设备模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统，其特征在于，包括控制部分以及划分为两个通道的前置执行部分，且两个通道均设有通信模块、解析模块、执行功能模块、设备模块；两个通信模块分别将自身接收到的来自控制部分的UDP通信帧转发给对方，同时还将来自对方的以及来自控制部分的UDP通信帧均发送至与自身同属一个通道的解析模块；两个解析模块实时解析自身接收到的UDP通信帧，并将自身解析得到的命令队列转发给对方，则各解析模块均具有双通道命令队列，并将双通道命令队列转发至与自身同属一个通道的执行功能模块；优先模式下的执行功能模块根据执行配置文件判断是否执行双通道命令队列中的各指令，并将优先执行信息转发给跟随模式下的执行功能模块，还根据优先执行信息控制同属一个通道的设备模块；跟随模式下的执行功能模块根据优先执行信息与执行配置文件判断是否执行双通道命令队列中的各指令，并将跟随执行信息转发给优先模式下的执行功能模块，还根据跟随执行信息控制同属一个通道的设备模块。2.如权利要求1所述的一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统，其特征在于，控制部分包括控制操作端、控制发送端A端以及控制发送端B端；其中，控制操作端为系统提供唯一的控制操作信息输入，并将控制操作信息同时转换为UDP通信帧，还支配控制发送端A端和控制发送端B端向两个通道的通信模块同时发送UDP通信帧；所述UDP通信帧依照系统通信协议包含前置控制部分所需的协议信息、UDP通信帧发送端信息、UDP通信帧发送序号信息，其中，发送序号数值在整个系统每次启动后重新计数且逐通信帧依次递增；UDP通信帧发送端信息用于区分当前UDP通信帧的发送源头为从控制发送端A端或控制发送端B端；UDP通信帧发送序号信息用于记录当前UDP通信帧的发送序号，其中，同时从控制发送端A端和控制发送端B端发出的具有相同控制操作的UDP通信帧的发送序号相同。3.如权利要求1所述的一种基于多冗余的前置测控系统综合控制系统，其特征在于，将两个通道分别记为A通道和B通道，同时两个解析模块分别记为前置A端解析模块和前置B端解析模块，则两个解析模块的双通道命令队列的获取方法具体为：前置A端解析模块将接收到的UDP通信帧解析为命令信息，其中命令信息包括UDP通信帧发送端信息、UDP通信帧发送序号信息，再将解析完毕的命令信息存入A端命令队列，存入过程中同时判断当前存入的命令信息所对应的UDP通信帧发送序号在本次存入前是否已经被记录，若为是，则当前存入操作取消并舍弃当前命令信息，若为否，则当前存入操作继续并记录当前存入A端命令队列的命令信息的UDP通信帧发送端信息和UDP通信帧发送序号信息；命令信息成功存入A端命令队列后，再将成功存入A...

【专利技术属性】
技术研发人员：任朝旭，韩惠婕，文强，路林海，吕忠宇，李立佳，张俊霞，张小廷，史慧，
申请(专利权)人：北京航天测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：