一种用于轨道交通的安全计算机平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于轨道交通信号领域，主要涉及一种基于FlexRay总线的安全计算机平台。
【背景技术】
[0002]随着计算机和网络技术的普及和深入，安全计算机在航空航天、军事军工、化工能源、轨道交通等安全苛求领域被广泛应用，特别是轨道交通信号领域，安全计算机对轨道信号保障起着至关重要的作用。
[〇〇〇3]目前在轨道交通车载系统中，各类安全计算机，特别是列车运行监控系统（LKJ)、车载ATP系统和地面计算机连锁，都存在有多总线混合的情况，容易造成总线结构复杂、兼容性和稳定性较弱等缺点，也会对安全计算机的数据传输速率和工作效率产生影响，此外，目前列车所采用的安全计算机采用一体式的单元结构，各硬件单元都为固定连接，模块化较弱，导致安全计算机只能适用于特定的一类系统，当更换系统时，则需要对硬件进行整体地拆除和重新安装，可扩展性和通用性较差。
[0004]例如，国内机车大量装备使用的LKJ2000型列车运行监控系统，该系统存在CAN及VME两种混合总线，通用性及模块化都有所不足。图1示出了现有技术中LKJ2000型列车运行监控系统的网络拓扑结构，地面信息、通信插件及显示器采用CAN总线与监控主机进行数据交互，而数字入出、模拟入出等通过VME总线与监控主机进行数据交互，该系统存在总线繁多，通信速率较低，通用性较差等缺点，后续系统扩展困难。
【实用新型内容】
[0005]在轨道交通信号领域，目前亟待需要一种能够保证故障安全的安全计算机平台，其所输出的数据信息的安全性对于整个列车安全运行至关重要，既要满足故障安全特性又要保证具有较高的安全性和可靠性。在实际应用系统中，特别是列车运行监控系统、车载ATP系统和地面计算机连锁，需要进行大量数据采集及控制命令输出，数据通信量大，实时性和可靠性要求高，需要具有较高的工作效率。此外，在保证安全性及可靠性的前提下，还需要将安全计算机的设计模块化，方便组合、安装与更换，既可以提高扩展性和通用性，也可以提高可维护性。
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于FlexRay总线的安全计算机平台，在保证可靠性及安全性的前提下，提高数据传输速率及采集实时性，并且实现平台设计的标准化和模块化，通用性强，可广泛应用于轨道交通领域。
[0007]为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种用于轨道交通的安全计算机平台，包括第一主机装置和至少一个第二主机装置、第一输入输出装置和至少一个第二输入输出装置和FlexRay总线，其特征在于，
[0008]所述第一主机装置和所述第二主机装置分别与所述FlexRay总线通信连接；
[0009]所述第一输入输出装置与所述FlexRay总线相连接，并通过所述FlexRay总线与所述第一主机装置及第二主机装置通信连接；
[0010]所述第二输入输出装置与所述FlexRay总线相连接，并通过所述FlexRay总线与所述第一主机装置及第二主机装置通信连接。
[〇〇11]优选的，所述安全计算机平台用于列车运行监控系统、车载ATP系统或地面计算机连锁。
[0012]优选的，所述第一主机装置具有二取二架构，包括第一处理器PA、第二处理器PB和第一数据合成模块PC，所述第一处理器PA和所述第二处理器PB之间进行数据交互和比较，所述数据合成模块PC对比较结果进行数据合成及对外的数据发送。
[0013]优选的，所述第二主机装置具有二取二架构，所述安全计算机平台具有二乘二取二架构，
[0014]所述第二主机装置包括第三处理器ro、第四处理器PE和第二数据合成模块PF，所述第三处理器ro和所述第四处理器PE之间进行数据交互和比较，所述数据合成模块PF对比较结果进行数据合成及对外的数据发送。
[0015]优选的，所述FlexRay总线采用总线型拓扑结构，所述第一主机装置、所述第二主机装置、所述第一输入输出装置和所述第二输入输出装置分别连接到所述FlexRay总线上不同的网络结点。
[0016]优选的，所述FlexRay总线包括互为冗余的FlexRayA总线和FlexRayB总线，所述第一主机装置、所述第二主机装置、所述第一输入输出装置和所述第二输入输出装置分别同时连接到所述FlexRayA总线和所述FlexRayB总线。
[0017]优选的，所述安全计算机平台还具有第一外部通信装置和至少一个第二外部通信装置；
[0018]所述第一外部通信装置与所述FlexRay总线相连接，并通过所述FlexRay总线与所述第一主机装置及所述第二主机装置通信连接；
[0019]所述第二外部通信装置与所述FlexRay总线相连接，并通过所述FlexRay总线与所述第一主机装置及所述第二主机装置通信连接；
[0020]所述第一外部通信中转装置和所述第二外部通信中转装置都具有可连接外部扩展设备的外部通信接口，所述第一主机装置以及所述第二主机装置通过所述第一外部通信中转装置及所述第二外部通信中转装置与所述外部扩展设备通信连接。
[0021]优选的，所述外部通信接口包括以太网、RS485/RS422或CAN通信接口中的一种或多种。
[0022]优选的，所述第一外部通信装置和/或所述第二外部通信装置为插件结构。
[0023]优选的，所述第一主机装置、所述第二主机装置、所述第一输入输出装置和/或所述第二输入输出装置为插件结构。
[0024]优选的，所述安全计算机平台还具有插箱，所述第一输入输出装置和所述第二输入输出装置安装于所述插箱；
[0025]所述第一输入输出装置和第二输入输出装置分别具有插件代表部，所述插箱具有至少一个识别部，只有当所述插件代表部和所述识别部匹配时，所述第一输入输出装置和所述第二输入输出装置才会激活。
[0026]优选的，所述安全计算机平台还具有检测单元，所述检测单元定期检测所述第一输入输出装置和所述第二输入输出装置的插件运行状态；
[0027]当所述检测单元检测到所述第一输入输出装置和所述第二输入输出装置的插件均未插入、同时未激活或同时故障时，所述安全计算机平台导向安全侧。
[0028]优选的，所述安全计算机平台还具有插箱，所述第一输入输出装置安装于所述插箱，所述第一输入输出装置具有根据所述第一输入输出装置插件硬件在所述插箱中的位置设置的相应静态段发送时隙。
[0029]优选的，所述静态段发送时隙可用总数为65个。
[0030]与现有技术相比，本实用新型包括以下优点：
[0031]1.本实用新型采用基于FlexRay总线的网络架构，充分发挥FlexRay总线通信量大、通信速度高、通信稳定可靠、实时性强的特点，满足安全计算机平台的安全性和工作效率，并具有较好的稳定性和兼容性，有效简化了安全计算机平台总线结构。
[0032]2.本实用新型采用双机冗余的系统架构，能够实现故障主备切换，保证了安全计算机平台的安全性及可靠性。
[0033]3.本实用新型采用二取二架构的主机，能够保证主机对外输出数据的安全性和可靠性；整体系统采用二乘二取二冗余安全架构，能够实现主备故障切换，满足系统可靠性。
[0034]4.本实用新型采用总线型拓扑结构的FlexRay总线，使得总线结构简单，易于扩展，能有效控制成本；采用互为冗余的双总线结构，能够保证安全计算机平台的通信可靠性。
[0035]5.本实用新型采用可连接平台外部设备的中转装置和通信接口，可扩展性强，通用性高，可广泛应用于各类轨道交通信号系统。
[0036]6.本实用新型采用插件和插箱结构，实现了平台设计标准化、模块化，并可根据应用需要在系统最大能力范围内可任意组合输入、输出类型和数量，减少应用系统开发成本，可广泛应用于轨道交通信号系统，FlexRay总线根据插件在插箱中的位置设置静态段时间触发通信，可避免通信不确定延时，满足通信实时性，还可以对插件匹配度和运行状态进行识别和检测，能够确保插件的正确激活和运行，并进一步确保安全计算机平台的安全运行。
【附图说明】
[0037]本实用新型的以上【实用新型内容】以及下面的【具体实施方式】在结合附