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 |