[发明专利]具有冗余控制器的铁路信号发送系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路行业。尤其，本发明涉及铁路信号发送系统。

背景技术

铁路行业对于客运和货运来说是非常重要的世界性行业。显然，火车系统的安全性和可靠性是至关紧要的。由于火车以防止其可以迅速停止的速度行驶在固定的轨道上，铁路系统尤其容易受到重大事故的伤害。

铁路信号发送系统被用于与不同铁路人员通信大量信息。各种类型的轨道旁设备（尖端/开关机器、信号、轨道电路）被沿着轨道线使用。轨道旁设备可以传输不同类型的信息，例如轨道状态、所需速度等，都对于防止火车碰撞至关重要。

轨道旁设备的故障的结果会是灾难性的。如此，目前的系统使用安全性方法来减少故障或错误。轨道旁设备的定期维护也必须被考虑在内。

一般地，轨道旁设备由诸如互锁和区域控制器的设备来管理。典型地，这些控制器通过关键继电器组来管理轨道旁区域设备。在某些情况中，定制直接驱动板被开发来与特定设备型号对接。

管理双输出（用于区域控制器的冗余结构）的现有已知解决方法通过作为单点故障（single point of failure）的外部硬件“OR（或）”设备被控制。此外，这些设计解决方案仅被配置为有源-无源并且因此管理中断最终状况的受控的切换。

发明内容

目前，在铁路信号发送系统的技术中没有摆脱单点故障已提供用于连接至公共负载的输出的有源-有源结构的冗余结构固态直接驱动解决方案。本发明的实施方式提供了用于有源-有源冗余系统的安全解决方案，该方案消除了在控制切换过程中由有源-无源系统所需的切换时间。因此在轨道旁设备的控制和监视中不会有间断，消除了短暂的周期（信号闪烁或互锁继电器错误地断电）。

本发明的实施方式还提供了安全测试一个冗余系统而不影响其他系统的安全功能性的装置。

因此，公开了一种铁路信号发送系统，该系统包括在完全冗余结构中的专用控制电路（并且因此没有单点故障）。本发明的实施方式无缝地双输出供电，向负载提供连续和稳定的供电以消除在计划中的维修和故障中的输出中断。

根据本发明的教导的负载是任意适合的轨道旁设备（例如信号）或用在铁路信号发送系统中的互锁继电器。

本发明的实施方式预期提供冗余设计，彻底地摆脱单点故障，从而可以实现在系统中的一个内置部分的故障或计划的维修活动而不会影响系统操作。此外，实际输出在命令公共负载、对故障/切换做出反应的每个硬件部分之间被同时地驱动而不对输出扰乱从而实现无缝冗余。

根据本发明的教导，通过使用两个以有源-有源（两个控制器都是在线的）结构控制负载的独立控制器支持全系统硬件冗余。每个控制器是有源的并且健全的，因此通过负载的电流在每个系统之间共享。

被设想的是，当自主单元中的一个检测到功能上的故障时，该故障的控制器被断开连接并且从工作系统隔离，而剩下的冗余控制器继续无缝地控制负载。

由于本发明的实施方式被设想为用于铁路信号发送系统，各种安全标准特征被提供。这些包括连续的输出电流监视、电压阈值检测、输出的管理以及在更高处理级别的双“有源-有源”输出的负载电流监管的装置。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制负载的铁路信号发送系统，该系统包括：第一自主控制器，该第一自主控制器包括能够被连接至负载的第一电力输出；第二自主控制器，该第二自主控制器对于第一控制器是冗余的从而没有单点故障，第二控制器具有能够连接至负载的第二电力输出；所述第一和第二控制器能够以两个电力输出都对负载供电的在线模式和单个电力输出不对负载供电的离线模式被操作；其中所述第一和第二控制器在在线模式正常操作来控制负载从而经过负载的电流在所述第一和第二控制器之间被共享；其中如果所述第一或第二控制器中的一个以离线模式操作，另一个控制器继续以在线模式操作来控制负载，从而负载的控制是不间断的。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制在铁路信号发送系统中的负载的方法，该方法包括：提供能够连接至负载的第一自主控制器和对于第一控制器是冗余的从而没有单点故障的第二自主控制器；以在线模式或离线模式操作第一和第二控制器，其中在在线模式中两个控制器都对负载供电以控制负载从而经过负载的电流在所述第一和第二控制器之间共享，在离线模式中一个控制器不对负载供电并且另一个控制器继续以在线模式操作来控制负载从而对负载的控制不间断。