专利名称：Djk地面主机双机热备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路站场调车作业领域，尤其是无线调车机车信号和监控系统的 地面主机双机热备装置。
技术背景无线调车机车信号和监控系统，(简称DJK)适用于电气化及非电气化区段具有电 气集中或计算机联锁系统并有调车作业的车站。在一个站场，选用一组双工无线频点，可同 时对多台机车进行调车监控作业。该系统由地面控制机柜、电务维修终端、车务终端、点式查询应答器、车载控制主 机、司机显示器等组成。系统采用了无线数传技术及机车安全防护控制技术，将站内调车机车进行的作业 与地面信号开放联锁，实现调车信号、调车进路及作业单等在机车上的实时显示，并结合列 车运行监控记录装置实现对调车作业的安全防护，确保站内调车作业的安全。该系统不仅 能有效地防止调车作业中的冒进信号和超速造成的事故，还可以通过系统记录的历史数 据，分析事故原因，给安全管理提供依据。地面主机设备是DJK系统的重要组成部分，因铁路设备工作环境恶劣，如采用单 机设备控制系统，存在很大的安全隐患，因此需要双机设备控制系统
实用新型内容
为解决上述现有技术的问题，本实用新型提供一种DJK地面主机双机热备装置， 包括两台地面主机，采用切换箱来进行双机间的切换，两台地面主机之间采用了同步通信， 保证备机在程序的每个循环的输出结果上和主机保持一致，达到输出同步；通过切换箱，能 自动检测两台主机程序的运行，如果出现电源故障、系统故障、主机程序故障等现象，能自 动切换到备机运行；通过软件判断，设置系统功能优先级，如果主机程序中某个功能模块发 生问题，导致主机不能正常运行，通过备机反映过来的情况，主机程序判断是否交出系统控 制权，切换到备机运行；切换箱既作为DJK系统的数据输入口，也作为DJK系统的数据输出 口，在切换箱内进行数据的选取，只选择主机的数据进行输出，自动过滤备机的输出数据； 切换箱的输入、输出口都可以兼容RS-485、RS-422、RS-232、CAN总线等数据传输方式。本实用新型具体的技术方案是一种DJK地面主机双机热备装置，包括两台地面主机，采用插件式结构，分别有 CPU插件、I/O板插件、扩展串口卡插件、扩展CAN卡插件；以切换箱进行两台地面主机间的 切换，切换箱的输入、输出口兼容RS-485、RS-422、RS-232或CAN总线数据传输接口。上述两台地面主机同步通讯采用RS-232通信。在上述切换箱面板上有2组灯，2个控制按钮以及一个三位开关，工作灯闪烁表明 相应的主机工作情况正常，在线灯亮表明相应的地面主机工作在主机状态，另一台地面主 机工作在备机状态。[0011]上述切换箱的热备口是一个标准的并口，采用其中的PIN2和PIN12两个信号管 脚。PIN2管脚用于发生脉冲，PIN12管脚用于确定主备机情况。进一步的，如图1，设A为主机，B为备机，本实用新型采用主机A和备机B同时接 收数据并进行处理，并且由备机B对主机A的重要数据进行同步，这种工作方式可以保证主 机A和备机B的数据实时同步，备机一旦接替主机投入工作，可以迅速进行无痕倒换。双机同步通讯采用RS-232通信，波特率设为115200，主机A在每个循环发送自己 的运算结果和相关状态给备机B，备机B机则在每个循环运算结束后用运算结果跟主机发 送过来的运算结果做比较，如果不相同，则修改自己的运算结果，保持在输出部分跟主机做 到同步，同时发送相关的状态信息给主机。其中切换箱是双机热备方案中的重要组成部分，在整个系统中的功能有1.裁决A、B机哪一个为主机，哪一个为备机，以及控制何时发生主备机的热备切换；2.保持A、B机直接的通信；3.裁决并控制主、备机同外部设备间通信的热备，保证只有主机可以向外设发送 数据；在切换箱面板上有2组灯，2个控制按钮以及一个三位开关，工作灯闪烁表明相应 的主机工作情况正常，在线灯亮表明相应的地面主机工作在主机状态，另一台地面主机工 作在备机状态。手控按钮可以手动选择主备机，如果当前主机工作在备机状态，按下手控按钮，则 相应的地面主机则切换到主机状态，如当前A机为主机状态，按下B机手控按钮，则B机转 入主机状态，A机变为热备状态，如果当前B机为主机状态，按下A机受控按钮，则A机转入 主机状态，B机变为热备状态。三位开关的各个位置表示如下A机位置强制A机位主机，不受任何外界因素的影响(如该主机断电，程序异常 终止等因素)。自动位置自动切换，在当前主机正常工作的情况下，保持当前机器为主机，但可 以在A、B机热备口共同作用下切换到备机工作，如当前A机为主机，则切换到B机为主机， A机转入热备状态，当前B机为主机，则切换到A机为主机，B机转入热备状态。B机位置强制B机为主机，不受任何外界因素的影响(如该主机断电，热备口数 据异常因素)。如果切换箱电源断电，则A机与外部设备仍然保持通信，B机此时无法与外部设备 保持通信。本实用新型为DJK系统将站场对调车机车的调车进路的开放、调车作业单、调车 限制条件等信息通过无线信道传送到调车机车上，实现调车信号、调车进路及作业单等在 机车上的实时显示，并结合列车监控装置实现对调车作业的安全防护控制和作业数据记 录。能有效的防止调车作业中由于超速作业等原因引起的冒进信号，挤岔，超速连挂等问题 的发生。
图1是DJK地面主机双机热备装置连接4[0027]图2是DJK地面主机双机热备装置切换原理图；图3是DJK地面主机双机热备装置工作流程图。
具体实施方式
实施例1 本系统地面主机采用2台配置一致的CPCI工控机，采用插件式结构，分别有CPU 插件、I/O板插件、扩展串口卡插件、扩展CAN卡插件等，易于扩充和维护。具有开放性，高 可靠性，可热拔插等特性。软件环境可采用WINDOWS或者Linux环境，程序采用模块化、多 线程设计，易于移植。如附图1是DJK地面主机双机热备装置连接图切换箱通过A，B机热备口的脉冲来裁决哪一个为主机以及何时发生主备机的热 备切换，在系统初始启动状态时，采用抢占式来确定谁为主机，谁为备机，当双机同时启动 时，切换箱判断谁的脉冲先到，则确定该机器为主机。在双机的正常工作的情况下，主机以 IOHZ的频率发送脉冲来通知切换箱当前主机工作正常，一直保持主机状态，此时备机也以 IOHZ的频率发送脉冲来申请控制权。只有当主机主动交出控制权时，才会发生热备切换。切换箱的热备口是一个标准的并口，采用其中的PIN2和PIN12两个信号管脚。 PIN2管脚用于发生脉冲，PIN12管脚用于确定主备机情况。切换原理图如附图2 仲裁逻辑通过检查PIN2上信号和受控按钮，三控开关来决定主备机情况，仲裁结 果从pmi2读取，如果A机为主机，则相应的A机pmi2管脚上为高电平，B机pmi2管脚 上为低电平，A、B机通过检测pmi2上的电平来判断自己是否为主机，A、B机上的PIN12状 态是相反的。当三位开关处于A机或者B机时，仲裁逻辑处于强制状态，不受PIN2的控制，当三 位开关处于自动位时，A、B机上pmi2的电平有PIN2决定，当两个机器都在PIN2上保持脉 冲时，维持主备机状态不变。硬切换发生的情况有下列几种1.主机断电，比如A机工作在主机状态，当运行过程中A机突然断电，此时切换箱 主动切换到B机工作；2.主机程序运行异常，比如A机程序在运行中，由于某种未知原因导致程序出错 或者操作系统出错，此时切换箱检测到A机PIN2上脉冲失去，则自动切换到B机工作。3.人为原因按受控按钮或者强制三位开关转换到备机位置，则切换到备机工作。鉴于系统中数据的重要级别，在考虑软件设计时分优先级别来考虑双机切换，系 统的输入部分主要有4个比较重要的数据，相应的优先级别如下四级联锁通信数据；三级电台通信数据；二级站场作业单数据；一级终端通信数据。主机在决定要交出控制权的时候，需要检查备机的状态，如果备机有优先级别高 的数据处于故障状态下，则不应该交出控制权，双机切换工作流程图如附图3所示。本实用新型是采用两台配置一致的CPCI工控机，通过切换器来进行切换工作，一 台设备发生故障后，另一台设备马上能够接替工作，对相关的外围设备没有影响，从而为实现调车信号、调车进路及作业单等在机车上的实时显示，并结合列车监控装置实现对和作 业数据记录，保证系统长期安全、稳定运行。从而更能有效的保证调车作业的安全，防止调 车作业中由于超速作业等原因引起的冒进信号，挤岔，超速连挂等问题的发生。
权利要求一种DJK地面主机双机热备装置，包括两台地面主机，采用插件式结构，分别有CPU插件、I/O板插件、扩展串口卡插件、扩展CAN卡插件；其特征在于，以切换箱进行两台地面主机间的切换，切换箱的输入、输出口兼容RS 485、RS 422、RS 232或CAN总线数据传输接口。
2 .根据权利要求1所述的DJK地面主机双机热备装置，其特征在于，所述两台地面主机 同步通讯采用RS-232通信。
3.根据权利要求1所述的DJK地面主机双机热备装置，其特征在于，在所述切换箱面板 上有2组灯，2个控制按钮以及一个三位开关。
4.根据权利要求1所述的DJK地面主机双机热备装置，其特征在于，在所述切换箱的热 备口是一个标准的并口，采用其中的PIN2和PIN12两个信号管脚。
专利摘要本实用新型涉及铁路站场调车作业领域，尤其是无线调车机车信号和监控系统的地面主机双机热备装置。包括两台地面主机，采用插件式结构，分别有CPU插件、I/O板插件、扩展串口卡插件、扩展CAN卡插件；以切换箱进行两台地面主机间的切换，切换箱的输入、输出口兼容RS-485、RS-422、RS-232或CAN总线数据传输接口。本实用新型实现调车信号、调车进路及作业单等在机车上的实时显示，并结合列车监控装置实现对调车作业的安全防护控制和作业数据记录。能有效的防止调车作业中由于超速作业等原因引起的冒进信号，挤岔，超速连挂等问题的发生。
文档编号B61L27/00GK201694211SQ20102023925
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者叶斌, 张立都, 李永燕 申请人:上海铁大电信设备有限公司