[發明專利]一種單元級熱備冗余的ATO系統架構

有效

• 申請號: 201710433044.7
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107187465B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 毛暢;羅永升;樊亮
• 申請（專利權）人: 湖南中車時代通信信號有限公司
• 主分類號: B61L15/00
• 分類號: B61L15/00;B61L23/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 蔡悅;陳斌

本發明提供了一種單元級熱備冗余的ATO系統架構以及單元級熱備冗余的列車自動駕駛系統，該系統包括：作為主系運行的第一子系統，該第一子系統具有第一主控單元以及第一組功能單元；以及作為備系運行的第二子系統，該第二子系統具有第二主控單元以及與第一組功能單元中的各個功能單元一一對應的第二組功能單元，其中當第一子系統的第一組功能單元中的功能單元發生故障時，系統激活第二子系統的第二組功能單元中的與發生故障的功能單元對應的功能單元，使得第一子系統中的未發生故障的功能單元與第二子系統中被激活的功能單元一起繼續工作。

技術領域

本發明涉及列車運行控制系統領域，具體涉及一種單元級熱備冗余的列車自動駕駛系統。

背景技術

列車自動駕駛系統(Automatic Train Operation，簡稱ATO)，其主要功能是利用車載及地面信息對列車運行進行自動控制，實現列車自動調整運行速度并保持在最佳運行狀態，完成定時、定點停車、自動開關門控制等功能，可以降低司機的勞動強度，并最大限度地節約能源。

隨著我國軌道交通事業的發展，ATO在城市軌道交通、城際軌道交通信號系統等領域大量運用，其重要程度日漸凸顯，特別是對其系統安全性、可靠性和可用性提出了更高的要求。

對于系統安全性，ATO是安全等級為2的車載信號設備，其與安全等級為4(最高安全等級)的列車超速防護系統(Automatic Train Protection，簡稱ATP)共同保證了列車的安全運行。

對于系統可靠性和可用性，現有ATO系統主要采用雙機熱備冗余的架構來保證，系統架構如圖1所示。在圖1的現有雙機熱備冗余的架構中，A系與B系的各單元冗余對稱。正常工作時，A系作為主系對列車進行控制，B系則作為備系。當主系故障時，備系將接替主系工作，主系所有單元變為不可用。采用此架構的系統，主控單元A僅對A系功能單元有控制權，主控單元B僅對B系功能單元有控制權，其缺點是當主系中某單元故障后，主系中其它未故障單元也變為不可用。同時，當主系中存在故障單元而切換到備系時，如果備系中的某個單元(無論是否與主系中的故障單元對稱)故障，整個系統將不可用。

發明內容

提供本發明內容以便以簡化形式介紹將在以下具體實施方式中進一步描述的一些概念。本發明內容并非旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。

考慮到ATO系統的安全性、可靠性和可用性，本發明提供了一種具備單元級熱備冗余的系統架構，該架構能夠在系統安全性不變的情況下提高ATO系統的可靠性和可用性，減少ATO系統故障對列車運營的影響，提高列車運營效率。當主系某個單元(或多個單元)發生故障后，可直接將主系故障單元切換至備系對應單元繼續工作，故障單元則停止工作(或結果不被采信)，而主系中其它未發生故障的單元，則繼續作為主系單元工作。使用該架構的ATO系統，只要冗余對稱單元不同時故障，則系統始終可用，其系統可靠性和可用性較現有冗余架構的ATO系統更高。

根據本發明的一個實施例，提供了一種單元級熱備冗余的列車自動駕駛系統，系統包括：

作為主系運行的第一子系統，所述第一子系統具有第一主控單元以及第一組功能單元；以及

作為備系運行的第二子系統，所述第二子系統具有第二主控單元以及與所述第一組功能單元中的各個功能單元一一對應的第二組功能單元，

其中當所述第一子系統的第一組功能單元中的功能單元發生故障時，系統激活所述第二子系統的第二組功能單元中的與發生故障的功能單元對應的功能單元，使得所述第一子系統中的未發生故障的功能單元與所述第二子系統中被激活的功能單元一起繼續工作。

根據本發明的又一實施例，還提供了一種用于列車自動駕駛系統的單元級熱備冗余方法，方法包括：

在所述系統的多個子系統中確定主備關系，其中所述多個子系統中的每一個具有主控單元和功能單元；