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]本发明涉及轨道交通信号领域，尤其涉及一种基于以太网及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。
[0003]在轨道交通信号领域，传统安全计算机通常会采用控制器局域网CAN总线，但在进行数字输入输出扩展时，CAN总线的带宽较小，会导致传输速率不高。并且，CAN总线基于事件触发的通信，当有几个信息在同一时刻发送时，会出现网络堵塞现象，影响安全计算机的工作效率，其基于位竞争的仲裁机制保证信息以优先级的顺序发送，但会使一些信息传送出现较大的延时，且难以估计其延时特性，为提高通信可靠性常需要增加冗余总线，造成安全计算机总线结构复杂，增加开发及维护成本。此外，传统的安全计算机的扩展功能有限，难以根据所应用的系统进行功能和设备的扩展，往往只能适用于单一的系统，通用性较弱，而固定式的部件设置也使得传统的安全计算机不能灵活地进行扩展，也限制了安全计算机可以应用的范围。
【发明内容】
[0004]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，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。既要满足故障导向安全的特性，确保系统的安全性和可靠性，又要保证通信通道具有较高的实时性和可靠性。在实际应用系统中，特别是计算机联锁系统，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。
[0005]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于以太网及FlexRay总线的安全计算机平台，实现了平台设计标准化、模块化，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中。
[0006]为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于轨道交通的安全计算机平台，其特征在于:包括第一主机装置和至少一个第二主机装置、第一通信中转装置和至少一个第二通信中转装置、第一输入输出装置和至少一个第二输入输出装置、以太网和FlexRay总线，其中:
[0007]所述第一输入输出装置与所述FlexRay总线相连接，所述第一通信中转装置具有第一网络连接端和第二网络连接端，所述第一网络连接端与所述FlexRay总线相连接，所述第二网络连接端与所述以太网相连接，所述第一主机装置与所述以太网相连接，从而实现第一输入输出装置与第一主机装置之间的数据通信；
[0008]所述第二输入输出装置与所述FlexRay总线相连接，所述第二通信中转装置具有第三网络连接端和第四网络连接端，所述第三网络连接端与所述FlexRay总线相连接，所述第四网络连接端与所述以太网相连接，所述第二主机装置与所述以太网相连接，从而实现第二输入输出装置与第二主机装置之间的数据通信。
[0009]优选的，所述安全计算机平台还具有第一以太网交换机和至少一个第二以太网交换机，所述第一主机装置通过所述第一以太网交换机与所述以太网相连接，所述第二主机装置通过所述第二以太网交换机与所述以太网相连接，所述第一以太网交换机和所述第二以太网交换机之间通过所述以太网相连并可进行数据通信。
[0010]优选的，所述第一主机装置具有第一处理器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之间可进行数据交互和比较，所述数据合成模块PC可对比较结果进行数据合成及对外的数据发送，从而实现二取二功能。
[0011]优选的，所述第二主机装置具有第三处理器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之间可进行数据交互和比较，所述数据合成模块PF可对比较结果进行数据合成及对外的数据发送，从而实现二取二功能，并使所述安全计算机平台实现二乘二取二功能。
[0012]优选的，所述FlexRay总线采用总线型拓扑结构，所述第一输入输出装置、所述第二输入输出装置、所述第一网络连接端和所述第三网络连接端分别连接到所述FlexRay总线上不同的网络结点。
[0013]优选的，所述FlexRay总线包括互为冗余的FlexRayA总线和FlexRayB总线，所述第一输入输出装置、所述第二输入输出装置、所述第一网络连接端和所述第三网络连接端分别同时连接到所述FlexRayA总线和所述FlexRayB总线。
[0014]优选的，所述安全计算机平台还具有双层交换机，所述以太网采用星型拓扑结构，
[0015]所述双层交换机的上层作为所述第一以太网交换机，所述双层交换机的下层作为所述第二以太网交换机，所述双层交换机上下层之间通过网线连接，
[0016]所述第一主机装置和所述第一通信装置接入所述双层交换机的上层，所述第二主机装置和所述第二通信装置接入所述双层交换机的下层，所述第一主机装置、所述第一通信装置、所述第二主机装置和所述第二通信装置通过所述以太网进行数据通信。
[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以太网相连接，从而实现第一外部通信装置与第一主机装置之间的数据通信；
[0019]所述第二外部通信装置与所述以太网相连接，从而实现第二外部通信装置与第二主机装置之间的数据通信；
[0020]所述第一外部通信装置和所述第二外部通信装置都具有可连接平台外部设备的外部通信接口，从而可以实现所述第一主机装置及所述第二主机装置与所述平台外部设备之间的数据通信。
[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、所述第一通信中转装置、所述第二通信中转装置、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安装于所述插箱，所述第一输入输出装置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相应的静态段发送时隙。
[0025]优选的，所述静态段发送时隙可用总数为65个。
[0026]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还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。
[0027]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