[發明專利]雙機熱備結構的ATO設備的故障檢測和切換方法

有效

• 申請號: 201410438697.0
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104267713B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 步兵;馬龍;唐濤;郜春海
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于全自動駕駛系統設計技術領域，尤其涉及一種雙機熱備結構的ATO設備的故障檢測和切換方法。

背景技術

由于ATO(Automatic?Train?Operation，全自動列車駕駛)設備主要用于代替司機駕駛列車運行，ATO設備的故障將會對列車運行造成較大影響。因此在面向全自動駕駛(Fully?Automatic?Operation，FAO)系統的開發和研究中，為了保證ATO設備的高可靠性，首要任務是對ATO設備進行冗余設計，例如采用雙機熱備冗余結構。

在現有的雙機熱備技術方案中，很多系統在主備機單元之間設置心跳線，依靠軟件實現對主機和備機工作狀態的故障檢測和故障切換。這種方式需要大量的軟件設計來檢測主機、備機的工作狀態，而且部分雙機熱備技術方案缺少第三方監督。當心跳線出現錯誤時，可能導致備機誤升“主”機，產生雙主機狀態，影響信息傳輸和控制。

本發明設計了一種基于數據通道有效性的雙機熱備結構ATO故障檢測和故障切換方法。利用數據輸出通道的有效性作為主、備機切換的依據。采用該設計的優點在于準確定位故障位置，防止切換異常導致錯誤數據輸出。該設計包括主機、備機、管理單元。此外還包括輸入單元和輸出單元作為ATO和外界其它設備通信的傳輸。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種雙機熱備結構的ATO設備的故障檢測和切換方法，用于解決現有的ATO設備在故障檢測和故障切換時存在的問題。

為了實現上述目的，本發明提出的技術方案是，一種雙機熱備結構的ATO設備的故障檢測系統，包括主機和備機，其特征是所述系統還包括：主機微處理器、備機微處理器、管理單元、輸入單元和輸出單元；

所述主機微處理器置于主機中，并分別通過數據輸入通道和主機數據輸出通道與輸入單元和輸出單元相連；

所述備機微處理器置于備機中，并分別通過數據輸入通道和備機數據輸出通道與輸入單元和輸出單元相連；

所述管理單元分別與主機和備機相連；

所述輸入單元用于通過數據輸入通道向主機和備機發送數據；

所述主機微處理器用于檢測自身是否出現故障，在自身出現故障時，通過主機向管理單元發送主機故障信號；

所述備機微處理器用于檢測自身是否出現故障，在自身出現故障時，通過備機向管理單元發送備機故障信號；

所述管理單元用于在檢測到主機故障信號時，屏蔽主機數據輸出通道；在檢測到備機故障信號時，屏蔽備機數據輸出通道；

所述輸出單元用于檢測主機數據輸出通道和備機數據輸出通道的工作狀態，當輸出單元僅檢測到備機數據輸出通道的工作狀態時，則將備機升級為主機；當輸出單元僅檢測到主機數據輸出通道的工作狀態時，則所述系統處于單主機模式；當檢測不到主機數據輸出通道和備機數據輸出通道的工作狀態時，則控制ATO設備宕機。

所述輸出單元用于同時檢測到主機數據輸出通道和備機數據輸出通道的工作狀態時，對主機數據輸出通道和備機數據輸出通道輸出的數據進行比較，如果主機數據輸出通道和備機數據輸出通道輸出的數據一致，則輸出主機數據輸出通道的數據；否則，控制ATO設備宕機。

所述管理單元通過數據輸入通道與輸入單元相連，用于檢測數據輸入通道的輸入數據，如果管理單元檢測到數據輸入通道的輸入數據異常，則屏蔽主機數據輸出通道和備機數據輸出通道。

所述管理單元通過主機數據輸出通道與輸出單元相連，用于檢測主機數據輸出通道的輸出數據。

所述管理單元通過備機數據輸出通道與輸出單元相連，用于檢測備機數據輸出通道的輸出數據。

一種雙機熱備結構的ATO設備的故障檢測方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：主機微處理器和備機微處理器周期性地自檢；

步驟2：當主機微處理器檢測自身出現故障時，通過主機向管理單元發送主機故障信號；

當備機微處理器檢測自身出現故障時，通過備機向管理單元發送備機故障信號；

步驟3：如果管理單元檢測到主機故障信號，則屏蔽主機數據輸出通道；

如果管理單元檢測到備機故障信號，則屏蔽備機數據輸出通道；

步驟4：當輸出單元僅檢測到備機數據輸出通道的工作狀態時，則將備機升級為主機；當輸出單元僅檢測到主機數據輸出通道的工作狀態時，則所述系統處于單主機模式；當檢測不到主機數據輸出通道和備機數據輸出通道的工作狀態時，則控制ATO設備宕機。