[发明专利]支持容错的热备同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动控制方法，尤其是一种多设备同步控制技术，具体地说是一种轨道交通设备中常用的通过增加对无关的热备同步信号进行表决的机制以达到对同步源信号容错目的的支持容错的热备同步方法。

背景技术

众所周知，在自动控制领域，一些系统要求多个设备同步工作，并对同步机制有很高的可靠性和可维护性要求。因此发展出多种同步机制：单个信号源同步，逐级锁相传递信号同步，相互锁相的热备同步信号源等。但对于涉及人身安全的控制系统要求更加严格，除了以上要求外还要求高安全性和单点故障的容错性。单个信号源同步机制中发生信号源故障将直接导致系统不能正常工作；使用菊花链逐级锁相传递同步信号的机制在被同步设备间产生依赖关系降低了可靠性和可用性；相互关联的热备同步信号发生设备的同步信号会传递共模故障，极大降低了系统的检错能力。因此主、备的同步信号源需要尽量的无关性，但无关性带来的同步信号的相位差以及对主、备同步信号源故障的容错是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的热备同步方法存在的检错能力低的问题，提供一种支持容错的热备同步方法，它能够发现无关的主、备信号源产生的错误，并在单一错误发生后能够持续工作，具有很好的容错性和可用性，并且无关的热备同步信号发生设备带来更高的可靠性和可维护性。

本发明的技术方案是：

一种支持容错的热备同步方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，选择无关的热备同步信号发生设备，该设备应满足以下条件：

(1)主、备两台同步信号发生设备，物理上分开，尤其是供电、接地也要隔离；

(2)主、备同步信号发生设备发出的同步信号同步时间间隔一致，误差精度相同；

(3)主、备同步信号发生设备发出的同步信号间的相位差范围最大值可确定；

其次，采用单向的同步信号通道，并使同步信号发生设备和被同步设备之间的信号通道是从发生设备到被同步设备单方向的，即在同步信号发生设备上只有该通道的输出端口，被同步设备只有该通道的输入端口；并且主、备同步信号通道物理上分开；

最后，使被同步设备进行检错和切换，使被同步设备得到本地时钟支持，本地时钟精度需高于同步信号误差精度，应按以下步骤进行：

(1)主同步信号计数步骤：主同步信号到来时本地时钟开始计数；主同步信号再次到来时记录本地时钟计数值并清零后重新开始计数；

(2)备同步信号计数步骤：备同步信号到来时本地时钟开始计数；备同步信号再次到来时记录本地时钟计数值并清零后重新开始计数；

(3)分析和切换步骤：设定同步错误容忍阈值，在每个同步周期对主备两个信号的时钟计数值进行分析：当主同步信号计数值过大或过小并超过错误容忍阈值，同时备同步信号计数值正常，分析结果是主同步信号发生设备或信号通道故障，设备切换到备同步信号继续工作，告警提示检修主同步信号发生设备和信号通道；当备同步信号计数值过大或过小并超过错误容忍阈值，同时主同步信号计数值正常，分析结果是备同步信号发生设备或信号通道故障，设备继续工作但工作状态是单同步信号状态(即再发生主同步信号故障时不能切换到被同步信号而需进入异常处理)，告警提示检修备同步信号发生设备和信号通道；当主、备同步信号计数值均过大或过小并超过错误容忍阈值，分析结果是本被同步设备本地时钟故障或主、备同步信号均失效(主、备同步信号同时失效是小概率事件)，本被同步设备进入异常处理，并告警检修。

本发明的有益效果：

1.热备的同步信号发生设备增强了系统的可靠性；

2.可单独更换的同步信号发生设备提高了系统的可维护性；

3.单向的同步通道防止被同步设备的故障引发同步信号发生设备错误，进而导致全系统失效。因此提高了同步信号发生设备的免疫能力；

4.被同步设备可单容错的机制提高了系统的可用性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

一种支持容错的热备同步方法，它包括选择无关的热备同步信号发生设备，采用单向的同步信号通道和使被同步设备具有的检错和切换功能。

无关的热备同步信号发生设备包含以下内容：

(1)主、备两台同步信号发生设备，物理上分开，建议供电、接地也要隔离；

(2)主、备同步信号发生设备发出的同步信号同步时间间隔一致，误差精度相同；

(3)主、备同步信号发生设备发出的同步信号间的相位差范围最大值可确定；