CN110896307B - 铁路信号冗余编码装置和冗余编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可用于铁路信号控制的电码化冗余编码装置，包括：第一电码化执行单元；第二电码化执行单元；第一电码化发送器；和第二电码化发送器，所述第二电码化发送器分别与所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元耦合，并接收编码条件，其中所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元均具有主用模式和备用模式，当所述第一电码化执行单元处于主用模式时，所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器从所述第一电码化执行单元接收编码条件；当所述第二电码化执行单元处于主用模式时，所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器从所述第二电码化执行单元接收编码条件。

Description

铁路信号冗余编码装置和冗余编码方法

技术领域

本发明大致涉及铁路信号控制领域，尤其涉及一种冗余编码装置和冗余编码方法。

背景技术

中国铁路列车控制***(CTCS)中，CTCS-0、CTCS-1(160km/h)和CTCS-2(250km/h)等级的铁路列车行驶许可和速度等级的命令是通过钢轨轨道电路发送给列车车载列车运行控制***。在车站信号联锁***中以200km/h以下速度的列车通过车站，轨道电路发送列车控制信息的***称为电码化发送***。

因为电码化用于列车运行控制***，对电码化发送的可靠性、可用性提出了严格要求，需要采用冗余措施保证***可靠运行。

中国铁路信号电子执行单元有电码化功能模块的厂家不多，目前已知的有多家信号公司尚处于研发阶段，未查询到相关功能流程的资料及专利；国外由于信号体系不同的原因，没有相关的电码化***的应用。

目前能够查询到的电子执行单元电码化功能和结构流程的资料是本公司的早期产品。这些产品都是单***运行，没有冗余功能。

电码化发送***中的发送盒(信息源)编码和功率输出已经实现了设备级冗余(1+1或N+1)，编码源有继电器接点编码和通信线传输编码两种方式，这两种方式均已实现了冗余。

电码化功率输出传递发码电路为单设备工作，没有实现设备冗余功能。

随着电力电子技术、安全计算机技术和信号技术的快速发展，以及对信号控制***可靠性和可用性的要求不断提高，采用高可靠性和安全型的二乘二取二安全联锁计算机与具有智能化的电子执行单元的结合，实现了电子化计算机联锁控制***。而既有的计算机联锁控制***多为：联锁计算机采用冗余***，执行表示层为单套模块的继电结构或电子结构，没有冗余结构，缺乏冗余保障，同时也提出了冗余电子执行单元的需求。

电码化执行单元是一种特殊的电子执行单元，除了执行计算机联锁的指令外，还要协调电码化编码电路和发送传递电路的冗余切换。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种可用于铁路信号控制的电码化冗余编码装置，包括：第一电码化执行单元；第二电码化执行单元，所述第二电码化执行单元与所述第一电码化执行单元耦合，并相互通讯主备信息；第一电码化发送器，所述第一电码化发送器分别与所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元耦合，并接收编码条件；和第二电码化发送器，所述第二电码化发送器分别与所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元耦合，并接收编码条件，其中所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元均具有主用模式和备用模式，当所述第一电码化执行单元处于主用模式时，所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器从所述第一电码化执行单元接收编码条件；当所述第二电码化执行单元处于主用模式时，所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器从所述第二电码化执行单元接收编码条件。

根据本发明的一个方面，当所述第一电码化执行单元进入主用模式时，所述第二电码化执行单元切换到备用模式；当所述第二电码化执行单元进入主用模式时，所述第一电码化执行单元切换到备用模式。

根据本发明的一个方面，所述第一电码化执行单元包括：第一中央处理器；第一编码控制电路，与所述第一中央处理器耦合，并与所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器耦合以发送编码条件；第一主备控制电路，与所述第一中央处理器耦合，并配置成控制所述第一电码化执行单元处于主用模式或备用模式；和第一主备检测电路，与所述第一主备控制电路和所述第一中央处理器耦合，且配置成检测所述第一电码化执行单元处于主用模式或备用模式，所述第一主备检测电路与所述第二电码化执行单元耦合以传递所述主备信息。

根据本发明的一个方面，所述第二电码化执行单元包括：第二中央处理器；第二编码控制电路，与所述第二中央处理器耦合，并与所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器耦合以发送编码条件；第二主备控制电路，与所述第二中央处理器耦合，并配置成控制所述第二电码化执行单元处于主用模式或备用模式；和第二主备检测电路，与所述第二主备控制电路和所述第二中央处理器耦合，且配置成检测所述第二电码化执行单元处于主用模式或备用模式，所述第二主备检测电路与所述第一电码化执行单元耦合以传递所述主备信息。

根据本发明的一个方面，所述第一电码化执行单元的第一主备检测电路与所述第二电码化执行单元的第二主备控制电路耦合，所述第二电码化执行单元的第二主备检测电路与所述第一电码化执行单元的第一主备控制电路耦合。

根据本发明的一个方面，所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元配置成当均发生故障时，向所述第一电码化发送器和第二电码化发送器输出安全编码。

根据本发明的一个方面，所述第一电码化发送器和第二电码化发送器配置成：当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均不在线时，发出告警。

根据本发明的一个方面，所述第一电码化执行单元、第二电码化执行单元、第一电码化发送器和第二电码化发送器中的一个或多个是2取2安全冗余结构。

本发明还提供一种可用于铁路信号控制的冗余编码方法，包括：控制第一电码化执行单元和第二电码化执行单元，使得其中一个处于主用状态，另一个处于备用状态；从所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元中处于主用状态的一个同时向第一电码化发送器和第二电码化发送器发送编码条件。

根据本发明的一个方面，当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均发生故障时，向所述第一电码化发送器和第二电码化发送器输出安全编码。

根据本发明的一个方面，该方法还包括：当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均不在线时，所述第一电码化发送器和第二电码化发送器发出告警。

根据本发明的一个方面，其中所述冗余编码方法通过如权利要求1-8中任一项所述的冗余编码装置执行。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有的编码装置的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的编码装置的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的编码装置的电路图；和

图4是根据本发明一个实施例的主备控制电路及主备检测电路的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图2是根据本发明的一个实施例的可用于铁路信号控制的电码化冗余编码装置的示意图。下面参考图2进行详细描述。

如图2所示，本发明的电码化冗余编码装置1包括第一电码化发送器A、第二电码化发送器B、第一电码化执行单元10、和第二电码化执行单元20。其中第一和第二电码化执行单元例如均是2取2安全结构，第一电码化执行单元10和第二电码化执行单元20组成2乘2取2的安全冗余结构。所述第二电码化执行单元20与所述第一电码化执行单元10耦合，并相互通讯主备信息，将自身的主备状况告知对方；所述第一电码化发送器A分别与所述第一电码化执行单元10和所述第二电码化执行单元20耦合，并接收编码条件；所述第二电码化发送器B分别与所述第一电码化执行单元10和所述第二电码化执行单元20耦合，并接收编码条件。

其中所述第一电码化执行单元10和所述第二电码化执行单元20均具有主用模式和备用模式，当所述第一电码化执行单元10处于主用模式时，所述第一电码化发送器A和所述第二电码化发送器B从所述第一电码化执行单元10接收编码条件，编码后进行输出；当所述第二电码化执行单元20处于主用模式时，所述第一电码化发送器A和所述第二电码化发送器B从所述第二电码化执行单元20接收编码条件，编码后进行输出。

当所述第一电码化执行单元10进入主用模式时，所述第二电码化执行单元20切换到备用模式；当所述第二电码化执行单元20进入主用模式时，所述第一电码化执行单元10切换到备用模式。

如图2所示，第一电码化执行单元10、第二电码化执行单元20分别输出两路冗余编码条件，分别与第一电码化发送器A、第二电码化发送器B交叉连接。

电码化执行单元实现冗余编码输出及冗余发码传递输出，发码传递输出电路不在本文范围，因此不在本文赘述。

图2所示的电码化执行单元10、20与电码化发送器A、B之间连接的方式可以是继电器接点电平回路，也可以是通信总线回路；可以是实回线，也可以是光通道。这些都在本发明的保护范围内。

下面描述本发明的电码化冗余编码装置1的工作方式。

(1)第一电码化发送器A、第二电码化发送器B互为主用模式或备用模式，根据自身主备条件确定自身是主用模式还是备用模式，主备电码化发送器同时接受电子执行单元的编码输入控制。主备电码化发送器同时输出电码化功率输出信号给发送器主备切换***(未示出)，主用电码化发送器功率输出给电码化执行单元发送传递电路。

(2)第一电码化执行单元10、第二电码化执行单元20互为主备模式，二者同时向第一电码化发送器A、第二电码化发送器B输出编码条件，电码化执行单元10、20根据主备条件确定自身是主用模式还是备用模式。

(3)第一电码化执行单元10、第二电码化执行单元20各输出两路冗余编码条件，交叉连接至第一电码化发送器A、第二电码化发送器B，电码化执行单元通过主备条件检测到本模块为备用模式时，切断编码条件电路与第一电码化发送器A、第二电码化发送器B的输出；电码化执行单元通过主备条件检测到本模块为主用模式时，接通编码条件与第一电码化发送器A、第二电码化发送器B的输出。采用通信编码时，无效编码条件输出的定义是：在通信协议中有备用标志；有效编码条件输出的定义是：在通信协议中有主用标志。

(4)当作为主用的电码化执行单元发生故障时，输出的两路电码化编码由有效转为无效；处于备用模式的电码化执行单元由备用转为主用模式，向第一电码化发送器A、第二电码化发送器B输出两路有效的编码条件连接，电码化发送器编码输入切换编码源。

(5)当第一电码化执行单元10、第二电码化执行单元20同时发生故障时，两个执行单元同时向第一电码化发送器A、第二电码化发送器B输出安全编码(停车码)。

(6)当仅有一台电码化执行单元在线时(另一台拔出)，在线的电码化执行单元作为主用，输出编码条件。

(7)当第一电码化执行单元10、第二电码化执行单元20同时不在线时(两台均拔出)时，没有编码输出。第一电码化发送器A、第二电码化发送器B监测***报警，电路断开编码。

下面参考图3描述第一电码化执行单元10和第二电码化执行单元20的结构以及连接关系的实施例。

如图3所示，所述第一电码化执行单元10包括：第一中央处理器(CPU)12；第一编码控制电路11，与所述第一中央处理器12耦合，并与所述第一电码化发送器A和所述第二电码化发送器B耦合以发送编码条件；第一主备控制电路13，与所述第一中央处理器12耦合，并配置成控制所述第一电码化执行单元10处于主用模式或备用模式；和第一主备检测电路14，与所述第一主备控制电路13和所述第一中央处理器12耦合，且配置成检测所述第一电码化执行单元10处于主用模式或备用模式，所述第一主备检测电路14与所述第二电码化执行单元20耦合以传递所述主备信息。

所述第二电码化执行单元20包括：第二中央处理器(CPU)22；第二编码控制电路21，与所述第二中央处理器22耦合，并与所述第一电码化发送器A和所述第二电码化发送器B耦合以发送编码条件；第二主备控制电路23，与所述第二中央处理器22耦合，并配置成控制所述第二电码化执行单元20处于主用模式或备用模式；和第二主备检测电路24，与所述第二主备控制电路23和所述第二中央处理器22耦合，且配置成检测所述第二电码化执行单元20处于主用模式或备用模式，所述第二主备检测电路与24所述第一电码化执行单元10耦合以传递所述主备信息。

根据本发明的一个优选实施例，所述第一电码化执行单元10的第一主备检测电路14与所述第二电码化执行单元20的第二主备控制电路23耦合，所述第二电码化执行单元20的第二主备检测电路24与所述第一电码化执行单元10的第一主备控制电路13耦合。

下面参考图3描述其工作过程。

电码化执行单元10为主用模式，20为备用模式的工作过程：

(1)第一、第二电码化执行单元10、20上电后，CPU12、CPU22进入初始化，初始化完成后，分别通过信号32、42控制各自的主备控制电路13、23进行主备模式的抢主，第一主备控制电路13抢到主的同时，控制第一主备开关17闭合，使第一主备检测电路14检测到第一电码化执行单元10为主用模式；

(2)第一主备检测电路14输出信号33，通知CPU12检测到第一电码化执行单元10为主用模式；第一主备检测电路14输出信号34，通知第二电码化执行单元20的第二主备控制电路23，第一电码化执行单元10为主用模式；

(3)第二主备控制电路23收到信号34即第一电码化执行单元10为主用模式的通知，失去抢主机会，无法控制第二主备开关27闭合；

(4)第二主备检测电路24检测到第二电码化执行单元20为备用模式；

(5)第二主备检测电路24输出信号43，通知CPU22检测到第二电码化执行单元20为备用模式；第二主备检测电路24输出信号44，通知第一电码化执行单元10的第一主备控制电路13，第二电码化执行单元20为备用模式；

(6)第一电码化执行单元10为主用模式，第一编码控制电路11通过信号31接收到CPU12的控制，闭合开关15、16，同时输出编码条件18、19(编码条件18、19是相同的，通过不同的信号线输出)；编码条件18耦合至第一电码化发送器A，使第一电码化发送器A进行编码，编码条件19耦合至第二电码化发送器B，使第二电码化发送器B进行编码；

(7)第二电码化执行单元20为备用模式，第二编码控制电路21通过信号41接收到CPU22的控制，断开开关25、26，同时切断编码条件28、29的输出；编码条件28断开与第二电码化发送器B的连接，无法通过编码条件28使第二电码化发送器B进行编码，编码条件29断开与第一电码化发送器A的连接，无法通过编码条件29使第一电码化发送器A进行编码。

(8)若第一电码化发送器A故障，则由编码条件19与第二电码化发送器B连接，进行编码；

(9)若第二电码化发送器B故障，则由编码条件18与第一电码化发送器A连接，进行编码。

第一电码化执行单元10由主用模式切换到备用模式、第二电码化执行单元20由备用模式到主用模式的工作过程如下：

(1)第一电码化执行单元10为主用模式，若第一电码化执行单元10运行过程中发生故障，CPU12通过信号32来控制第一主备控制电路13释放主用模式；

(2)第一主备控制电路13释放主用模式的同时，控制开关17断开，使第一主备检测电路14检测到第一电码化执行单元10为备用模式；

(3)第一主备检测电路14输出信号33，通知CPU12检测到第一电码化执行单元10为备用模式；第一主备检测电路14输出信号34，通知第二电码化执行单元20的第二主备控制电路23，第一电码化执行单元10为备用模式；

(4)第二主备控制电路23收到信号34即第一电码化执行单元10为备用模式的通知，得到切换为主的机会，控制开关27闭合；

(5)第二主备检测电路24检测到第二电码化执行20为主用模式；

(6)第二主备检测电路24输出信号43，通知CPU22检测到第二电码化执行单元20为主用模式；第二主备检测电路24输出信号44，通知第一电码化执行单元10的第一主备控制电路13，第二电码化执行单元20为主用模式；

(7)第二电码化执行单元20为主用模式，第二编码控制电路21通过信号41接收到CPU22的控制，闭合开关25，同时输出编码条件28；编码条件28耦合至第二电码化发送器B，使第二电码化发送器B进行编码；闭合开关26，输出编码条件29，编码条件29耦合至第一电码化发送器A，使第一电码化发送器A进行编码；

(8)第一电码化执行单元10已故障或切换为备用模式，即使更换无故障的电码化执行单元继续运行，新的电码化执行单元10仍为备用模式；第一编码控制电路11通过信号31接收到CPU12的控制，断开开关15、16，同时切断编码条件18、19的输出；编码条件18断开与第一电码化发送器A的连接，无法通过编码条件18使第一电码化发送器A进行编码，编码条件19断开与第二电码化发送器B的连接，无法通过编码条件19使第二电码化发送器B进行编码；

(9)若第一电码化发送器A发生故障，则由编码条件28与第二电码化发送器B连接，进行编码；

(10)若第二电码化发送器B故障，则由编码条件29与第一电码化发送器A连接，进行编码。

第一、第二电码化执行单元10、20开机争抢主用、备用模式的工作过程：

(1)开机瞬间，第一、第二电码化执行单元10、20之间未有信号连接，均可以抢主；

(2)第一、第二电码化执行单元10、20上电后，CPU12、CPU22进入初始化，初始化完成后，分别通过信号32、42控制各自的主备控制电路13、23进行主备模式的抢主；第一主备控制电路13抢到主的同时，控制开关17闭合，使第一主备检测电路14检测到第一电码化执行单元10为主用模式；

(3)第一电码化执行单元10为主用模式，第一编码控制电路11通过信号31接收到CPU12的控制，闭合开关15、16，同时输出编码条件18、19；编码条件18连接至第一电码化发送器A，使第一电码化发送器A进行编码，编码条件19连接至第二电码化发送器B，使第二电码化发送器B进行编码。第二电码化执行单元20转为备用模式，断开开关25、26，断开与第一电码化发送器A、第二电码化发送器B编码输出28、29的连接；

(4)第一、第二电码化执行单元10、20上电后，CPU12、CPU22进入初始化，初始化完成后，分别通过信号32、42控制各自的主备控制电路13、23进行主备模式的抢主；第二电码化执行单元20的第二主备控制电路23抢到主的同时，控制开关27闭合，使第二主备检测电路24检测到第二电码化执行单元20为主用模式；

(5)第二电码化执行单元20为主用模式，第二编码控制电路21通过信号41接收到CPU22的控制，闭合开关25、26，同时输出编码条件28、29；编码条件28连接至第二电码化发送器B，使第二电码化发送器B进行编码，编码条件29连接至第一电码化发送器A，使第一电码化发送器A进行编码；第一电码化执行单元10转为备用模式。断开开关15、16与第一电码化发送器A、第二电码化发送器B编码输出18、19的连接；

(6)若第一电码化发送器A故障，则由编码条件19、28与第二电码化发送器B连接，进行编码；

(7)若第二电码化发送器B故障，则由编码条件18、29与第一电码化发送器A连接，进行编码；

(8)若第一电码化执行单元10故障，释放主用模式成为备用模式，第一编码控制电路11通过信号31接收到CPU12的控制，断开开关15、16，同时切断编码条件18、19的输出；第二电码化执行单元20成为主用模式，控制编码条件28、29分别与电码化发送器B、A连接进行编码；此时可更换第一电码化执行单元10，第一电码化执行单元10正常运行后亦可以成为主用模式；

(9)若第二电码化执行单元20故障，释放主用模式成为备用模式，第二编码控制电路21通过信号41接收到CPU22的控制，断开开关25、26，同时切断编码条件28、29的输出；第一电码化执行单元10为主用模式，控制编码条件18、19分别与电码化发送器A、B连接进行编码；此时可更换第二电码化执行单元20，第二电码化执行单元20正常运行后亦可以成为主用模式。

主备电码化执行单元同时故障时的工作过程：

(1)第一电码化执行单元10故障，释放主用模式成为故障模式，第一编码控制电路11通过信号31接收到CPU12的控制，断开开关15、16，接通开关35、36，同时切断编码条件18、19的输出；

(2)第二电码化执行单元20同时故障，释放主用模式成为故障模式，第二编码控制电路21通过信号41接收到CPU22的控制，断开开关25、26，接通开关45、46，同时切断编码条件28、29的输出；

(3)第一电码化执行单元10故障，常闭开关35闭合，常闭开关35通过信号线37与开关46连接；第二电码化执行单元20故障，常闭开关46闭合，输出编码控制输出线48通过29、18连接至第一电码化发送器A，输出安全编码；

(4)第二电码化执行单元20故障，常闭开关45闭合，常闭开关45通过信号线47与开关36连接；第一电码化执行单元10故障，常闭开关36闭合，输出编码控制输出线38通过19、28连接至第二电码化发送器B，输出安全编码。

开关15、16、35、36例如可以是同一继电器的开关接点，其中15、16例如是常开接点，35、36例如是常闭接点；主用时继电器吸起，常开接点闭合，输出编码；执行单元发生故障、备用状态或断电时，常闭接点闭合，输出安全编码。从而用于在主备电码化执行单元均故障时，向电码化发送器发出一个安全编码，使列车接到信号后停车。故障倒向安全。开关25、26、45、46原理相同。

图4为根据本发明一个实施例的主备控制电路及主备检测电路的示意图。其中电码化执行单元10与20的①②端头连接在一起，①’②’端头连接在一起。

第一主备控制电路13包括：CPU控制电路131，其用于接收来自CPU12的信号32；第一开关控制电路132，其控制开关17的闭合与断开；第二开关控制电路133，与所述开关17串联，其控制第一电码化执行单10的端头①②之间的开关的闭合与断开(即控制该信号34)。

第二主备控制电路23包括：CPU控制电路231，其用于接收来自CPU22的信号42；第三开关控制电路232，其控制开关27的闭合与断开；第四开关控制电路233，与所述开关27串联，其控制第二电码化执行单元20的端头①’②’之间的开关的闭合与断开(即控制该信号44)。

电码化执行单元10与20的①②端头连接在一起，①’②’端头连接在一起。

上电前，信号34、44所对应的开关均断开；

上电后进入初始化，第一和第二电码化执行单元都没有抢到主之前，信号34、44所对应的开关均断开；

第一开关控制电路132、CPU控制电路131使得开关17闭合，开关17闭合后，第二开关控制电路133使得开关34闭合；

开关34闭合，使第三开关控制电路232短路，开关27断开，第四开关控制电路233无电，使信号44所对应的开关断开；

此时第一电码化执行单元10的主备检测电路14检测到开关17闭合，为主用；第二电码化执行单元20的主备检测电路24检测到开关27断开，为备用。

本发明还公开了一种可用于铁路信号控制的冗余编码方法，包括：

控制第一电码化执行单元和第二电码化执行单元，使得其中一个处于主用状态，另一个处于备用状态；

从所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元中处于主用状态的一个同时向第一电码化发送器和第二电码化发送器发送编码条件。

根据本发明的一个优选实施例，该冗余编码方法还包括：当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均发生故障时，向所述第一电码化发送器和第二电码化发送器输出安全编码。

根据本发明的一个优选实施例，该冗余编码方法还包括：当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均不在线时，所述第一电码化发送器和第二电码化发送器发出告警。

根据本发明的一个优选实施例，所述冗余编码方法通过如本发明所述的冗余编码装置执行。

本发明的实施例的优点

(1)提供了一种基于冗余电码化执行单元、冗余电码化发送器的电码化冗余编码方法；

(2)通过冗余电码化执行单元之间的连接，配置为一主用一备用模式；

(3)主备电码化执行单元同时故障时输出安全码，既可显示发送器的工作状态，亦可以保证故障-安全原则；

(4)冗余电码化执行单元任意一个故障或冗余电码化发送器任意一个故障，仍可以进行编码，不影响任何使用，提高整个信号***的可靠性、可用性、可维护性；

(5)电码化执行单元或电码化发送器故障时，不需要停用电码化设备工作，仅需将故障模块更换为正常模块，不影响车站的接发列车作业。

本发明的创新点

(1)完全的冗余模式：冗余电码化执行单元、冗余电码化发送器、冗余编码；

(2)通过冗余电码化执行单元之间的连接，配置为一主用一备用模式。

(3)主备电码化执行单元同时故障时输出安全码。

其他方案

第一电码化执行单元10的开关15～17、35、36及第二电码化执行单元20的开关25～27、45、46仅是逻辑符号，可以是继电器、电子开关、光耦、门电路、组合电路、通信总线协议等；

第一、第二电码化执行单元之间的信号34、44及编码条件18、19、28、29、以及信号线37、38、47、48，可以是物理通道，也可以是无线通道。物理通道可以是继电器、电子开关、光耦、门电路、组合电路等电气连接，或总线、串行、并行、网络、光纤等通信通道连接；无线连接可以是红外、蓝牙、wifi、广播等方式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种可用于铁路信号控制的电码化冗余编码装置，包括：

第一电码化执行单元；

第二电码化执行单元，所述第二电码化执行单元与所述第一电码化执行单元耦合，并相互通讯主备信息；

第一电码化发送器，所述第一电码化发送器分别与所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元耦合，并接收编码条件；和

第二电码化发送器，所述第二电码化发送器分别与所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元耦合，并接收编码条件，

其中所述第一电码化执行单元和所述第二电码化执行单元均具有主用模式和备用模式，当所述第一电码化执行单元处于主用模式时，所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器从所述第一电码化执行单元接收编码条件；当所述第二电码化执行单元处于主用模式时，所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器从所述第二电码化执行单元接收编码条件。

2.如权利要求1所述的冗余编码装置，其特征在于，当所述第一电码化执行单元进入主用模式时，所述第二电码化执行单元切换到备用模式；当所述第二电码化执行单元进入主用模式时，所述第一电码化执行单元切换到备用模式。

3.如权利要求1或2所述的冗余编码装置，其特征在于，所述第一电码化执行单元包括：

第一中央处理器；

第一编码控制电路，与所述第一中央处理器耦合，并与所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器耦合以发送编码条件；

第一主备控制电路，与所述第一中央处理器耦合，并配置成控制所述第一电码化执行单元处于主用模式或备用模式；和

第一主备检测电路，与所述第一主备控制电路和所述第一中央处理器耦合，且配置成检测所述第一电码化执行单元处于主用模式或备用模式，所述第一主备检测电路与所述第二电码化执行单元耦合以传递所述主备信息。

4.如权利要求3所述的冗余编码装置，其特征在于，所述第二电码化执行单元包括：

第二中央处理器；

第二编码控制电路，与所述第二中央处理器耦合，并与所述第一电码化发送器和所述第二电码化发送器耦合以发送编码条件；

第二主备控制电路，与所述第二中央处理器耦合，并配置成控制所述第二电码化执行单元处于主用模式或备用模式；和

第二主备检测电路，与所述第二主备控制电路和所述第二中央处理器耦合，且配置成检测所述第二电码化执行单元处于主用模式或备用模式，所述第二主备检测电路与所述第一电码化执行单元耦合以传递所述主备信息。

5.如权利要求4所述的冗余编码装置，其特征在于，所述第一电码化执行单元的第一主备检测电路与所述第二电码化执行单元的第二主备控制电路耦合，所述第二电码化执行单元的第二主备检测电路与所述第一电码化执行单元的第一主备控制电路耦合。

6.如权利要求1所述的冗余编码装置，其特征在于，所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元配置成当均发生故障时，向所述第一电码化发送器和第二电码化发送器输出安全编码。

7.如权利要求1所述的冗余编码装置，其特征在于，所述第一电码化发送器和第二电码化发送器配置成：当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均不在线时，发出告警。

8.如权利要求1所述的冗余编码装置，其特征在于，所述第一电码化执行单元、第二电码化执行单元、第一电码化发送器和第二电码化发送器中的一个或多个是2取2安全冗余结构。

9.一种可用于铁路信号控制的冗余编码方法，包括：

控制第一电码化执行单元和第二电码化执行单元，使得其中一个处于主用状态，另一个处于备用状态；

从所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元中处于主用状态的一个同时向第一电码化发送器和第二电码化发送器发送编码条件。

10.如权利要求9所述的冗余编码方法，还包括：当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均发生故障时，向所述第一电码化发送器和第二电码化发送器输出安全编码。

11.如权利要求9或10所述的冗余编码方法，还包括：当所述第一电码化执行单元和第二电码化执行单元均不在线时，所述第一电码化发送器和第二电码化发送器发出告警。

12.如权利要求9所述的冗余编码方法，其中所述冗余编码方法通过如权利要求1-8中任一项所述的冗余编码装置执行。