專利名稱：用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法
技術領域：
本發明涉及一種軌道交通聯鎖控制方法，尤其是一種軌道交通中使用的針對聯 鎖系統自身功能和自動列車控制系統相關特點的軟件架構，具體地說是一種用于軌道交 通聯鎖系統的軟件架構的實現方法。
背景技術：
目前，隨著計算機技術、微電子技術和數傳技術的發展，尤其經過了對可靠性 技術和容錯技術的深入研究，計算機比繼電器矩陣在邏輯功能和信息處理方面具有更強的 能力，計算機聯鎖在軌道交通領域正逐步取代傳統的電氣集中聯鎖。傳統的電氣集中聯鎖設備本身有一些傳統問題1、聯鎖設備需要與其它信號設 備的互通；2、不同廠家聯鎖設備有互通的需求；3、聯鎖設備需要適應不同的站場分布 和環境。計算機聯鎖設備也同樣面臨著這些問題，并且計算機軟件的靈活性導致了接口 具有更大的差異性，互通比電氣集中聯鎖更加困難。同時聯鎖使用計算機技術也產生了 一些新問題1、為達到高可靠性要求需要使用冗余結構(3取2冗余或2乘2取2冗余) 的計算機(故障_安全計算機)；2、聯鎖軟件如何兼容多種的故障-安全計算機也是需 要考慮的問題。因此，計算機聯鎖系統的軟件除了要滿足聯鎖系統自身功能和特點，還要合理 的解決上述問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構，能夠滿足聯鎖功 能對架構的需要，并可以為聯鎖系統更方便地互通和適配提供一個軟件架構基礎。本發明的技術方案是
一種用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法，其特征是它包括軟件架構的生 成和運行；所述的軟件架構的生成步驟為
聯鎖邏輯生成工具首先從站場原始表文件中獲取站場分布和站場環境情況；然后對 站場情況進行分析；最后依據分析結果，自動從聯鎖邏輯基礎庫中選取合適的組件模型 生成聯鎖邏輯軟件和站場配置文件； 所述的軟件架構的運行步驟為
(1)冗余管理軟件從底層獲取本周期外部數據；
(2)冗余管理軟件調用應用框架軟件的程序入口；
(3)應用框架軟件將本周期外部數據結構化后分別放入外部輸入報文緩沖和開關量 輸入緩沖；
(4)應用框架軟件分別調用操作和顯示軟件及控制和監督軟件對本周期外部輸入報 文緩沖和開關量輸入緩沖中的數據進行處理，處理成聯鎖邏輯軟件可以理解的內部信息格 式；(5)應用框架軟件調用聯鎖邏輯軟件分析輸入的內部信息，結合前周期狀態，產生 本周期的輸出，并記錄本周期狀態；
(6)應用框架軟件分別調用操作和顯示軟件及控制和監督軟件將本周期的輸出數據 處理成其它信號設備和現場元件能夠理解的格式；
(7)應用框架軟件將格式化后的外部輸出報文緩沖和開關量輸出緩沖中的內容放入 冗余管理軟件的輸出緩沖中；
(8)冗余管理軟件對要輸出的內容進行冗余比較和仲裁(3取2模式或2乘2取2 模式)；
(9)冗余管理軟件調用底層軟件接口將比較仲裁后的正確數據輸出到其它信號設備 和現場元件。如果聯鎖設備需要與其它信號設備進行互通時，軟件上只需要替換或修改操作 與顯示軟件模塊的信令相關部分，使其能夠適配需要互通的其它信號設備的業務協議即可。如果聯鎖設備需要與其它廠家的聯鎖設備互通時，軟件上只需要替換或修改操 作與顯示軟件模塊的信令相關部分，使其能夠適配需要互通的其它廠家設備的業務協議 即可。針對不同的站場分布可以通過修改站場原始表文件使生成的聯鎖邏輯軟件適應 站場分布情況。本發明的有益效果
1.為聯鎖設備與其它信號設備進行互通適配提供了軟件架構級的支持。2.為聯鎖設備與其它廠家聯鎖設備進行互通適配提供了軟件架構級的支持。3.為聯鎖設備可應用在不同的站場分布和不同的站場環境提供了軟件架構級的 支持和工具支持。4.為聯鎖設備可使用多種計算機冗余方式提供了軟件架構級的支持。5.為聯鎖設備可使用不同的故障_安全計算機提供了軟件架構級的支持。
圖1是本發明的聯鎖系統軟件生成環境的軟件結構圖，圖中實線連接的模塊間 存在軟件接口。圖2是本發明的聯鎖系統軟件運行環境的軟件結構圖，圖中實線連接的模塊間 存在軟件接口，虛線連接的模塊間存在軟件協議接口。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。如圖1、2所示。一種用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法，它包括二個階段；一個是 軟件生成階段，用于生成適應站場環境的聯鎖邏輯軟件和站場配置文件，另一個是最終 的軟件運行階段。軟件生成階段中要使用的模塊包括聯鎖邏輯基礎庫、聯鎖邏輯生成工 具(參見圖1)。在軟件運行階段中的軟件模塊分為三個層次，分別是平臺層、框架層和
4業務層(參見圖2)。平臺層包括操作系統和驅動程序、及冗余管理軟件；框架層包括 應用框架軟件；業務層包括聯鎖邏輯軟件、操作與顯示軟件和控制與監督軟件。聯鎖邏輯基礎庫是生成聯鎖邏輯軟件用到的基本組件集，其中包括各種不同情 況的聯鎖邏輯模型，比如各種軌道邏輯模型、各種道岔邏輯模型、各種信號機邏輯模 型、各種進路邏輯模型等。聯鎖邏輯生成工具從站場原始表文件中獲取站場分布和站場環境情況，并調用 聯鎖邏輯基礎庫中的組件模型生成聯鎖邏輯軟件和站場配置文件。操作系統和驅動程序用的是商用的工控專用操作系統或是為故障_安全計算機 定制的操作系統，在計算機聯鎖設備中通常由計算機硬件供應商配套提供，從安全性、 可靠性角度考慮不建議自行更換和修改。冗余管理軟件提供故障-安全計算機的冗余管理功能(3取2冗余或2乘2取2 冗余等)，可以由故障-安全計算機供應商配套提供，或者由將高可靠性計算機集成為冗 余的故障_安全計算機的公司設計編寫。應用框架軟件的主要作用是適配聯鎖軟件與底層的故障_安全計算機的軟件， 同時也是3個聯鎖業務軟件模塊之間的通信通道，它保證了聯鎖軟件與平臺軟件、以及 聯鎖各業務軟件間的松耦合性。聯鎖邏輯軟件是聯鎖軟件的核心和主要功能模塊，它承載了聯鎖的主要邏輯分 析功能。操作與顯示軟件的作用是適配本聯鎖系統與其他信號子系統、控制顯示系統、 服務維護系統等的信令協議，它將從其它信號設備收到的命令整理后下發聯鎖邏輯軟 件，并上傳聯鎖邏輯軟件處理后的現場元件狀態和邏輯，并提供權限管理功能。控制與監督軟件按照聯鎖邏輯軟件的控制要求，以開關量形式控制轉轍機、信 號機、屏蔽門、防淹門等現場單元，監視轉轍機、信號機和軌道空閑等現場單元的狀 態，并提供給聯鎖邏輯軟件。詳述如下
在軟件生成階段，聯鎖邏輯生成工具首先從站場原始表文件中獲取站場分布和站場 環境情況；然后對站場情況進行分析；最后依據分析結果，自動從聯鎖邏輯基礎庫中選 取合適的組件模型生成聯鎖邏輯軟件和站場配置文件。在軟件運行階段，聯鎖業務軟件每周期按以下步驟循環運行
1.冗余管理軟件從底層獲取本周期外部數據；
2.冗余管理軟件調用應用框架軟件的程序入口；
3.應用框架軟件將本周期外部數據結構化后分別放入外部輸入報文緩沖和開關量輸 入緩沖；
4.應用框架軟件分別調用操作和顯示軟件及控制和監督軟件對本周期外部輸入報 文緩沖和開關量輸入緩沖中的數據進行處理，處理成聯鎖邏輯軟件可以理解的內部信息格 式；
5.應用框架軟件調用聯鎖邏輯軟件分析輸入的內部信息，結合前周期狀態，產生本 周期的輸出，并記錄本周期狀態；
6.應用框架軟件分別調用操作和顯示軟件及控制和監督軟件將本周期的輸出數據處
5理成其它信號設備和現場元件能夠理解的格式；
7.應用框架軟件將格式化后的外部輸出報文緩沖和開關量輸出緩沖中的內容放入冗 余管理軟件的輸出緩沖中；
8.冗余管理軟件對要輸出的內容進行冗余比較和仲裁(3取2模式或2乘2取2模 式)；
9.冗余管理軟件調用底層軟件接口將比較仲裁后的正確數據輸出到其它信號設備和 現場元件。在具體運行過程中還可以依據實際情況調整實施方式
1.在該聯鎖設備需要與其它信號設備進行互通時，軟件上只需要替換或修改操作 與顯示軟件模塊的信令相關部分，使其能夠適配需要互通的其它信號設備的業務協議即 可，其它軟件模塊保持了最大可重用性；
2.在該聯鎖設備需要與其它廠家的聯鎖設備互通時，軟件上只需要替換或修改操作 與顯示軟件模塊的信令相關部分，使其能夠適配需要互通的其它廠家設備的業務協議即 可，其它軟件模塊保持了最大可重用性；
3.針對不同的站場分布可以通過修改站場原始表文件使生成的聯鎖邏輯軟件適應站 場分布情況。還可以在集成時合理分配每臺計算機上運行的聯鎖業務軟件，比如可以在 一臺故障_安全計算機上集成所有三種聯鎖業務軟件，也可以按站場分布情況將三種業 務軟件分配到多臺故障-安全計算機上，如聯鎖邏輯軟件只裝載在設備集中站處理聯鎖 區域內所有站控制和監督軟件送來的現場元件的內部信息；
4.針對不同的站場環境可以通過修改站場原始表文件使生成的聯鎖邏輯軟件適應站 場環境，通過替換或修改控制和監督軟件模塊可以適配不同的現場元件；
5.在需要使用不同的冗余方式(3取2冗余或2乘2取2冗余)時，軟件上只需要 替換或修改冗余管理軟件模塊的冗余管理部分即可；
6.在需要使用不同的故障-安全計算機時，軟件上只需要替換或修改冗余管理軟件 模塊的底層適配部分即可。本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求
1.一種用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法，其特征是它包括軟件架構的 生成和運行；所述的軟件架構的生成步驟為聯鎖邏輯生成工具首先從站場原始表文件中獲取站場分布和站場環境情況；然后對 站場情況進行分析；最后依據分析結果，自動從聯鎖邏輯基礎庫中選取合適的組件模型 生成聯鎖邏輯軟件和站場配置文件；所述的軟件架構的運行步驟為(1)冗余管理軟件從底層獲取本周期外部數據；(2)冗余管理軟件調用應用框架軟件的程序入口；(3)應用框架軟件將本周期外部數據結構化后分別放入外部輸入報文緩沖和開關量 輸入緩沖；(4)應用框架軟件分別調用操作和顯示軟件及控制和監督軟件對本周期外部輸入報 文緩沖和開關量輸入緩沖中的數據進行處理，處理成聯鎖邏輯軟件可以理解的內部信息格 式；(5)應用框架軟件調用聯鎖邏輯軟件分析輸入的內部信息，結合前周期狀態，產生 本周期的輸出，并記錄本周期狀態；(6)應用框架軟件分別調用操作和顯示軟件及控制和監督軟件將本周期的輸出數據 處理成其它信號設備和現場元件能夠理解的格式；(7)應用框架軟件將格式化后的外部輸出報文緩沖和開關量輸出緩沖中的內容放入 冗余管理軟件的輸出緩沖中；(8)冗余管理軟件對要輸出的內容進行冗余比較和仲裁；(9)冗余管理軟件調用底層軟件接口將比較仲裁后的正確數據輸出到其它信號設備 和現場元件。
2.根據權利要求1所述的用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法，其特征是聯 鎖設備需要與其它信號設備進行互通時，軟件上只需要替換或修改操作與顯示軟件模塊 的信令相關部分，使其能夠適配需要互通的其它信號設備的業務協議即可。
3.根據權利要求1所述的用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法，其特征是聯 鎖設備需要與其它廠家的聯鎖設備互通時，軟件上只需要替換或修改操作與顯示軟件模 塊的信令相關部分，使其能夠適配需要互通的其它廠家設備的業務協議即可。
4.根據權利要求1所述的用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法，其特征是針 對不同的站場分布可以通過修改站場原始表文件使生成的聯鎖邏輯軟件適應站場分布情 況。
全文摘要
一種用于軌道交通聯鎖系統的軟件架構的實現方法，其特征是它包括軟件架構的生成和運行；所述的軟件架構的生成步驟為聯鎖邏輯生成工具首先從站場原始表文件中獲取站場分布和站場環境情況；然后對站場情況進行分析；最后依據分析結果，自動從聯鎖邏輯基礎庫中選取合適的組件模型生成聯鎖邏輯軟件和站場配置文件，軟件架構的運行過程中聯鎖業務軟件每周期按設計的步驟循環進行。本發明為各設備聯鎖運行提供了方便快速的接口，故障兼容性得到了提高。
文檔編號G06F9/44GK102012819SQ201010573858
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月6日 優先權日2010年12月6日
發明者束元 申請人:南京恩瑞特實業有限公司