CN115236968A - 一种自主切换的热备leu*** - Google Patents
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Abstract
本发明的自主切换的热备LEU***,其中LEU设备包括两台热备的LEU1和LEU2与TCC或CI进行数据交互,同时通过CAN总线与LEU集中监测***和LEU切换装置实现数据交互;LEU1和LEU2分别输出4路C接口信息到所述LEU切换装置中,LEU切换装置自主切换输出LEU1或LEU2的4路C接口信息;LEU集中监测***通过CAN总线通信的方式为TCC和CI提供远程监测接口,实时监测LEU1和LEU2各板卡及各端口的工作状态。本发明具有如下技术优势:自主识别LEU故障,通过独立的LEU切换装置,对LEU端口状态和工作状态进行监测采集,快速响应并控制继电器对两台LEU进行主备系切换。
Description
技术领域
本发明涉及到一种应答器传输***中的自主切换双机热备的地面电子单元(LEU)。
背景技术
LEU是一种应答器传输***中重要的地面信号设备,在国铁应用中,LEU通过接收列控中心(TCC)或计算机联锁(CI)发送的信息,并将信息编码发送给有源应答器,从而对动车组进行调车作业防护;在地铁线路中,LEU根据地面车站联锁进路条件,向有源应答器发送对应报文内容,从而对地铁进出站进行控制。
目前已知的双机热备LEU***,均为基于TCC或CI的冗余热备,由TCC或CI监控LEU工作状态,当LEU工作状态异常时,往往需要TCC或CI进行热备切换,响应时间长,从而影响列车进出站效率,进而导致一系列后续的紧急措施。并且TCC和CI监测LEU工作状态时,不能全面的检测LEU工作状态,后期故障定位困难,给用户造成大量的维护时间成本,造成人力物力的浪费。为了在LEU故障时迅速响应,考虑对LEU进行双机热备自主切换的设计,LEU***能够实时检测LEU端口及工作状态,自主进行双机热备切换。
发明内容
本发明为提高LEU***可用性及可维护性,设计了一种实时检测LEU工作状态,自主切换LEU的装置。
本发明提供一种自主切换的热备LEU***,所述热备LEU***包括LEU设备、LEU切换装置、LEU集中监测***;
所述LEU设备包括两台热备的LEU1和LEU2;LEU1和LEU2与TCC或CI进行数据交互,同时通过CAN总线与LEU集中监测***和LEU切换装置实现数据交互;
LEU1和LEU2分别输出4路C接口信息到所述LEU切换装置中,所述LEU切换装置自主切换输出LEU1的4路C接口信息或LEU2的4路C接口信息;
LEU1和LEU2采用报文透明传输或报文存储方式,完成相应报文编码后,通过C接口将报文信息传输到有源应答器中;
所述LEU集中监测***通过CAN总线通信的方式为TCC和CI提供远程监测接口,实时监测LEU1和LEU2各板卡及各端口的工作状态;
所述LEU集中监测***通过CAN总线实时监测并收集LEU工作状态以及LEU切换装置工作状态,便于后续设备维护及故障处理。
本发明具有如下技术优势:1)自主识别LEU故障,通过独立的LEU切换装置,通过对LEU端口状态和工作状态进行监测采集,快速响应并控制继电器对两台LEU进行主备系切换。
2)具备LEU、切换装置自身工作状态监测和报警功能,并可监测多台LEU设备,并提供远程监测接口,便于后续设备维护及故障处理。
3)对LEU机柜进行整体化设计,将LEU集中监测***、LEU切换装置和LEU主机集成化设计在一个机柜中,提高了机柜空间利用率,便于各接口之间走线,提高设备的交付效率;LEU整体化机柜通过1路24V电源供电,提高了电源供电效率。
附图说明
图1为自主切换的双机热备LEU***原理示意图。
图2为LEU切换装置原理示意图。
图3为LEU整体化机柜设计示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应该指出的是,对本领域的普通技术人员来讲,在不脱离发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
本发明为可集中监测的自主切换双机热备LEU***,可根据LEU状态进行主备系快速切换,可独立进行LEU状态监测,该***包含以下几部分:LEU设备、LEU切换装置、LEU集中监测***、LEU整体化机柜。
如图1所示,LEU1和LEU2主要通过全双工串口(S接口)与TCC或CI进行数据交互,同时通过CAN总线与LEU集中监测***和LEU切换装置实现数据交互,实时监测LEU1和LEU2各板卡及各端口的工作状态;LEU集中监测***可通过CAN总线通信的方式为TCC和CI提供远程监测接口,实时监测LEU1和LEU2各板卡及各端口的工作状态。LEU1和LEU2采用报文透明传输或报文存储方式,完成相应报文编码后,通过C接口将报文信息传输到有源应答器中;LEU1和LEU2分别输出4路C接口信息到LEU切换装置中,LEU切换装置自主切换输出LEU1的4路C接口信息或LEU2的4路C接口信息,LEU切换装置输出的4路C接口分别与有源应答器1、有源应答器2、有源应答器3、有源应答器4相连,将报文信息传输到有源应答器中。
本发明***的核心部分为LEU切换装置,LEU切换装置通过CAN总线监测LEU1和LEU2各板卡及各端口的工作状态,自主进行LEU主备系切换。当LEU1和LEU2上电均处于正常状态时,LEU切换装置默认选择LEU1为主,LEU2为备。当LEU1为主系并出现故障时,LEU切换装置自主识别LEU2工作状态,若LEU2状态正常时将LEU2切换为主系;若LEU2状态异常时则不进行切换并进行故障报警。当LEU2为主系,并且LEU1维修正常后,若LEU2出现故障,LEU切换装置自主识别并切换到LEU1上;若LEU2工作状态正常则不进行切换。当LEU1为主并处于正常工作状态时,LEU2出现故障,LEU切换装置会将故障信息信息发送到LEU集中监测***,此时LEU切换装置不进行切换。
如图2所示,LEU切换装置分为以下几个模块:电源模块、电源监测模块、CAN通信模块、核心处理模块、继电切换模块。LEU切换装置设计原则为故障不影响安全,当发生器件随机失效,将导致切换功能丧失,LEU切换装置不能进行LEU主备系切换,影响***可用性,未引入新的安全隐患,不影响安全性。当LEU切换装置失效时,若此时主系的LEU发生随机失效,将导致有源应答器输出默认报文,不影响整个***的安全,为LEU切换装置的设计亮点之一。
LEU切换装置中的电源模块为其余模块提供高效率的供电网络,外部输入的DC24V经过24V滤波电路进行EMC防护和滤波处理,24V滤波电路输出两路DC24V,其中一路DC24V输入到核心处理模块的24V驱动控制电路中,经过24V驱动控制电路为继电器切换模块供电;另一路DC24V输入到24V转5V电路中,经过电源转换后输出DC5V,DC5V输入到5V转3.3V电路、5V转1.8V电路和5V隔离电路中,分别输出DC3.3V、DC1.8V和隔离DC5V,DC3.3V和DC1.8V为核心处理模块中的DSP(TMS320F2812PGFA)供电,隔离DC5V为CAN通信模块中的CAN隔离器供电。
LEU切换装置中的电源监测模块用于实时检测DC5V/DC3.3V/DC1.8V电压值是否偏离正常值,当以上电压值异常下降时,将对核心处理模块中的DSP进行复位操作。
LEU切换装置通过CAN通信模块与LEU1、LEU2及LEU集中监测***进行通信。CAN总线信号首先经过ESD防护,进入到CAN收发器中,之后进入CAN隔离器进行信号隔离,经过隔离后的CAN信号与核心处理模块中DSP的CAN通信接口相连,DSP通过CAN总线实时监测LEU1和LEU2上报LEU监测***的工作状态信息,并将收集到的LEU主备系状态以及切换装置工作状态通过CAN总线上报LEU监测***。
核心处理模块为LEU切换装置的核心部分,核心处理模块依靠DSP实现其自主切换和实时监测功能。DSP通过CAN通信接口实时监测LEU1和LEU2中S接口、C接口状态以及各板卡自检结果,并根据LEU1和LEU2的工作状态自主判断并进行LEU主备切换。DSP输出一路控制信号用于24V驱动控制电路,进而对继电切换模块中的继电器组进行切换控制。DSP向继电器组发送继电器动作监测信号,当继电器收到24V供电时,继电器组输出继电器动作回检信号,DSP采集继电器动作回检信号,实现整个切换功能的闭环回检功能。DSP还通过CAN通信接口上报自身工作状态到LEU集中监测***。
继电器切换模块中的继电器组与LEU1和LEU2的8路C接口相连,核心处理模块控制继电器组完成LEU主备系切换,分别输出4路C接口信息至4路有源应答器。
LEU切换装置具体工作流程如下:
(1)当LEU1和LEU2上电均处于正常状态时,DSP默认LEU1为主,LEU2为备;24V控制信号为高电平,24V驱动控制电路输出DC24V,继电器组上电动作,继电器组输出LEU1的4路C接口信号,分别与有源应答器1~4相连;继电器组输出继电器动作回检信号到DSP中,通过CAN总线将继电器组工作状态上报到LEU集中监测***。
(2)当LEU1出现故障时,24V控制信号由高电平变为低电平,24V驱动控制电路由DC24V输出变为无输出,继电器组掉电动作,继电器组输出LEU2的4路C接口信号,分别与有源应答器1~4相连;继电器组无继电器动作回检信号输出,通过CAN总线将继电器组工作状态上报到LEU集中监测***。
(3)当LEU1维修正常后,LEU2出现故障,24V控制信号由低电平变为高电平,24V驱动控制电路由无输出变为输出DC24V,继电器组上电动作,继电器组输出LEU1的4路C接口信号,分别与有源应答器1~4相连;继电器组输出继电器动作回检信号,通过CAN总线将继电器组工作状态上报到LEU集中监测***。。
(4)当LEU1为主处于正常工作状态时,LEU2出现故障,24V控制信号保持高电平状态,24V驱动控制电路保持DC24V输出,继电器组保持LEU1的4路C接口信号输出,继电器组保持继电器动作回检信号输出,此时LEU切换装置不进行切换,但会通过CAN总线将LEU2故障信息上传到LEU集中监测***。
LEU集中监测***可通过CAN总线实时监测并收集LEU工作状态以及LEU切换装置工作状态,便于后续设备维护及故障处理。当站内部署多台LEU时,在进行LEU数据配置时给LEU配置不同的LEU ID,LEU集中监测***可通过配置相应的LEU ID同时监测全部LEU的工作状态,并将原始数据保存以便进行故障维护;LEU集中监测***还可提供远程监测接口给TCC或CI的状态监测***,使其掌握全部LEU的工作状态。
如图3所示,LEU整体化机柜中包括四台LEU主机,两台LEU切换装置,一台LEU集中监测***。LEU整体化机柜从上到下依次为:LEU1、LEU2、LEU切换装置1、LEU集中监测***、LEU切换装置2、LEU3、LEU4。
LEU集中监测***通过CAN总线监测机柜中四台LEU主机和两台LEU切换装置的工作状态。LEU切换装置1自主控制LEU1和LEU2主备切换,LEU切换装置2自主控制LEU3和LEU4主备切换控制。
综述,本发明的优点如下:
(1)实时全面检测LEU工作状态,可在数秒内自主完成LEU的主备机切换
本发明设计了一种LEU切换装置,LEU切换装置通过CAN总线与两台热备LEU进行通信,实时检测两台热备LEU的工作状态,自主进行LEU的主备机切换。
LEU切换装置除了具有自主控制主备LEU切换外,通过CAN总线的方式,将识别的主备状态周期性发送给两台LEU,两台LEU将自身状态发给CBI和LEU集中监测***。
当两台LEU上电均处于正常状态时,LEU切换装置默认选择LEU1为主,LEU2为备。当LEU1出现故障时,LEU切换装置自主识别并切换到LEU2上;当LEU1维修正常后,LEU2出现故障,LEU切换装置自主识别并切换到LEU1上。当LEU1为主处于正常工作状态时,LEU2出现故障,LEU切换装置会将故障信息信息发送到LEU集中监测***,此时LEU切换装置不进行切换。
(2)集中监测多个LEU,并可为地面列控***提供远程监测接口
本发明设计了一种LEU集中监测***,通过CAN总线通信的方式,LEU集中监测***实时监测LEU各板卡及各端口的工作状态,便于后续的故障定位,很大程度上节省了维护时间成本;LEU集中监测***可通过CAN总线通信的方式为地面列控***提供远程监测接口,便于地面列控***实时监测LEU的工作状态。
(3)LEU机柜整体化设计
本发明对LEU机柜进行了整体化设计,整体化LEU机柜中包括四台LEU主机,两台LEU切换装置,一台LEU集中监测***。
一台LEU集中监测***通过CAN总线监测机柜中四台LEU主机和两个LEU切换装置的工作状态。LEU切换装置1自主控制LEU1和LEU2主备切换,LEU切换装置2自主控制LEU3和LEU4主备切换控制。
将LEU集中监测***、LEU切换装置和LEU主机集成化设计在一个机柜中,提高了机柜空间利用率,便于各接口之间走线,提高设备的交付效率;LEU整体化机柜通过1路24V电源供电,提高了电源供电效率。
以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)
1.一种自主切换的热备LEU***,所述热备LEU***包括LEU设备、LEU切换装置、LEU集中监测***;
所述LEU设备包括两台热备的LEU1和LEU2;LEU1和LEU2与TCC或CI进行数据交互,同时通过CAN总线与LEU集中监测***和LEU切换装置实现数据交互;
LEU1和LEU2分别输出4路C接口信息到所述LEU切换装置中,所述LEU切换装置自主切换输出LEU1的4路C接口信息或LEU2的4路C接口信息;
LEU1和LEU2采用报文透明传输或报文存储方式,完成相应报文编码后,通过C接口将报文信息传输到有源应答器中;
所述LEU集中监测***通过CAN总线通信的方式为TCC和CI提供远程监测接口,实时监测LEU1和LEU2各板卡及各端口的工作状态;
所述LEU集中监测***通过CAN总线实时监测并收集LEU工作状态以及LEU切换装置工作状态,便于后续设备维护及故障处理。
2.根据权利要求1所述的热备LEU***,其特征在于,所述LEU切换装置通过CAN总线监测LEU1和LEU2各板卡及各端口的工作状态,自主进行LEU主备系切换;
当LEU1和LEU2上电均处于正常状态时,所述LEU切换装置默认选择LEU1为主,LEU2为备;
当LEU1为主系并出现故障时,LEU切换装置自主识别LEU2工作状态,若LEU2状态正常时将LEU2切换为主系;若LEU2状态异常时则不进行切换并进行故障报警;
当LEU2为主系,并且LEU1维修正常后,若LEU2出现故障,LEU切换装置自主识别并切换到LEU1上;若LEU2工作状态正常则不进行切换;
当LEU1为主并处于正常工作状态时,LEU2出现故障,LEU切换装置会将故障信息信息发送到LEU集中监测***,此时所述LEU切换装置不进行切换。
3.根据权利要求2所述的热备LEU***,其特征在于,所述LEU切换装置除了自主控制主备LEU切换外,通过CAN总线的方式,将识别的主备状态周期性发送给两台LEU,两台LEU将自身状态发给CBI和所述LEU集中监测***。
4.根据权利要求3所述的热备LEU***,其特征在于,所述LEU切换装置包括电源模块、电源监测模块、CAN通信模块、核心处理模块、继电切换模块;
当所述LEU切换装置失效时,若此时主系的LEU发生随机失效,将导致有源应答器输出默认报文,不影响整个***的安全。
5.根据权利要求4所述的热备LEU***,其特征在于,所述核心处理模块依靠其DSP实现其自主切换和实时监测功能;
该DSP通过CAN通信接口实时监测LEU1和LEU2中S接口、C接口状态以及各板卡自检结果,并根据LEU1和LEU2的工作状态自主判断并进行LEU主备切换;
所述继电器切换模块中的继电器组与LEU1和LEU2的8路C接口相连,所述核心处理模块控制该继电器组完成LEU主备系切换,分别输出4路C接口信息至4路有源应答器。
6.根据权利要求5所述的热备LEU***,其特征在于,该DSP输出一路控制信号用于24V驱动控制电路,进而对所述继电切换模块中的继电器组进行切换控制;
DSP向继电器组发送继电器动作监测信号,当继电器收到24V供电时,继电器组输出继电器动作回检信号,DSP采集继电器动作回检信号,实现整个切换功能的闭环回检功能;
DSP还通过CAN通信接口上报自身工作状态到LEU集中监测***。
7.根据权利要求1所述的热备LEU***,其特征在于,当站内部署多台LEU时,在进行LEU数据配置时给LEU配置不同的LEU ID,所述LEU集中监测***可通过配置相应的LEU ID同时监测全部LEU的工作状态,并将原始数据保存以便进行故障维护。
8.根据权利要求7所述的热备LEU***,其特征在于,所述热备LEU***还包括LEU整体化机柜,将LEU集中监测***、LEU切换装置和LEU集成化设计在一个机柜中,所述LEU整体化机柜通过1路24V电源供电。
9.根据权利要求8所述的热备LEU***,其特征在于,所述LEU整体化机柜中包括四台LEU主机,两台LEU切换装置,一台LEU集中监测***;该一台LEU集中监测***通过CAN总线监测机柜中四台LEU主机和两台LEU切换装置的工作状态。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |