1.本发明涉及道岔控制技术领域，尤其涉及一种道岔控制系统。
背景技术：
2.现有技术中，四线制道岔控制电路基本上都是重力型继电器组合逻辑。通过重力型继电器重力组实现转辙机的定操和反操，以及定表和反表。同时利用重力型继电器的失电掉下的特性，使控制电路导向安全侧。
3.重力型继电器组合逻辑有如下问题：道岔位置表示只通过表示二极管的极性确定，略显简单，在某些特定条件下，外电路可形成二极管特性，造成“虚假”表示，影响系统的安全性；其次，继电器由于工艺材质等原因故障频发。上述问题严重影响着道岔控制电路的安全可靠性，然而道岔控制在铁道信号控制领域中恰恰是技术要求最高、故障防护能力最强的。
技术实现要素：
4.本发明提供一种道岔控制系统，用以解决现有技术中道岔控制系统的可靠性不高的缺陷。
5.本发明提供一种道岔控制系统，采用二乘二取二架构；包括：第一主机、第二主机、第一转辙机控制模块、第二转辙机控制模块；
6.所述第一主机工作在主系模式下，所述第二主机工作在备系模式下；
7.所述第一转辙机控制模块工作在主系模式下，所述第二转辙机控制模块工作在备系模式下；
8.所述第一主机和所述第二主机通过外部通信总线分别与所述第一转辙机控制模块进行通信；
9.所述第一主机和所述第二主机通过外部通信总线分别与所述第二转辙机控制模块进行通信；
10.所述第一转辙机控制模块和所述第二转辙机控制模块通过系间通信总线进行通信，所述第一转辙机控制模块和所述第二转辙机控制模块用于控制转辙机的动作。
11.可选地，所述第一转辙机控制模块包括：第一中央处理器cpu模块、第二cpu模块和控制电路模块；
12.所述第一cpu模块与所述第二cpu模块通过脉冲进行通信；
13.所述第一cpu模块和所述第二cpu模块通过脉冲分别与所述控制电路模块进行通信；
14.所述控制电路模块通过外线连接至转辙机。
15.可选地，所述第一cpu模块包括：第一cpu、第一外部通信接口和第一系间通信接口；
16.所述第一外部通信接口连接所述外部通信总线；
17.所述第一系间通信接口连接所述系间通信总线；
18.所述第一外部通信接口和所述第一系间通信接口均与所述第一cpu相连。
19.可选地，所述第二cpu模块包括：第二cpu、第二外部通信接口和第二系间通信接口；
20.所述第二外部通信接口连接所述外部通信总线；
21.所述第二系间通信接口连接所述系间通信总线；
22.所述第二外部通信接口和所述第二系间通信接口均与所述第二cpu相连。
23.可选地，所述控制电路模块包括：电源模块和控制模块；
24.所述电源模块的输出端与所述控制模块的输入端相连接；
25.所述控制模块的输出端与外线相连。
26.可选地，所述控制模块包括：开关器件、电流探测器和继电器组；
27.电源的正极连接第一开关器件的第一端，所述第一开关器件的第二端连接所述继电器组的第一输入端；
28.电源的负极连接第二开关器件的第一端，所述第二开关器件的第二端连接所述继电器组的第二输入端；
29.所述电流探测器设置于所述第一开关器件的第二端与所述继电器组的第一输入端之间；
30.所述继电器组的输出端通过外线连接到所述转辙机。
31.可选地，所述控制模块还包括：表示电路检测模块；
32.所述表示电路检测模块与所述继电器组相连，所述表示电路检测模块用于检测所述转辙机的表示信息。
33.可选地，所述表示电路检测模块包括多个外线表示电路检测模块，所述多个外线表示电路检测模块之间并联连接。
34.可选地，所述开关器件为绝缘栅双极型晶体管igbt。
35.可选地，所述外线为四线制外线。
36.本发明提供的道岔控制系统，通过采用二乘二取二架构进行设备冗余，保证主用设备损坏后有备用设备接替，不影响系统的正常运转，并根据主机发送的控制命令经转辙机控制模块的操作实现转辙机的定操与反操，避免了仅通过电路进行控制，提高了系统的可靠性。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明实施例提供的道岔控制系统的结构示意图之一；
39.图2是本发明实施例提供的道岔控制系统的结构示意图之二；
40.图3是本发明实施例提供的道岔控制系统的控制电路模块的结构示意图。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本技术实施例中术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。
43.图1是本发明实施例提供的道岔控制系统的结构示意图之一，如图1所示，本发明实施例提供一种道岔控制系统，采用二乘二取二架构；包括：第一主机、第二主机、第一转辙机控制模块、第二转辙机控制模块；
44.所述第一主机工作在主系模式下，所述第二主机工作在备系模式下；
45.所述第一转辙机控制模块工作在主系模式下，所述第二转辙机控制模块工作在备系模式下；
46.所述第一主机和所述第二主机通过外部通信总线分别与所述第一转辙机控制模块进行通信；
47.所述第一主机和所述第二主机通过外部通信总线分别与所述第二转辙机控制模块进行通信；
48.所述第一转辙机控制模块和所述第二转辙机控制模块通过系间通信总线进行通信，所述第一转辙机控制模块和所述第二转辙机控制模块用于控制转辙机的动作。
49.具体来说，本发明实施例提供的一种道岔控制系统采用二乘二取二架构，二乘二取二架构是两套相同的系统同时工作，一套系统工作在主系模式下，一套系统工作在备系模式下，每套系统采用两台相同的计算机进行数据处理，若两台计算机的输出一致，则将这个结果进行输出。
50.第一主机和第一转辙机控制模块构成第一套工作在主系模式下的系统，第二主机和第二转辙机控制模块构成第二套工作在备系模式下的系统，第一套系统与第二套系统是完全相同的两套系统。
51.第一主机和第二主机通过外部通信总线分别与第一转辙机控制模块进行通信，第一主机和第二主机通过外部通信总线分别与第二转辙机控制模块进行通信，也就是第一主机可以通过外部通信总线分别同时与第一转辙机控制模块和第二转辙机控制模块进行通信，第二主机可以通过外部通信总线分别同时与第一转辙机控制模块和第二转辙机控制模块进行通信。
52.第一主机通过外部通信总线同时给第一转辙机控制模块和第二转辙机控制模块发送控制命令，并且第一主机通过外部通信总线接收第一转辙机控制模块和第二转辙机控制模块的控制状态。第二主机不向第一转辙机控制模块和第二转辙机控制模块发送控制命令，第二主机只通过外部通信总线接收第一转辙机控制模块和第二转辙机控制模块的控制状态，以此来判断第二主机是否通信正常。
53.系间通信总线是主备系之间的通信总线，主系模式下的设备和备系模式下的设备
可以通过系间通信总线进行通信。本技术中工作在主系模式下的第一转辙机控制模块与工作在备系模式下的第二转辙机控制模块通过系间通信总线进行通信交互主备系状态。
54.第一转辙机控制模块与第二转辙机控制模块根据第一主机或第二主机发送的控制命令实现转辙机的定操与反操，从而完成道岔转换。
55.本发明提供的道岔控制系统，通过采用二乘二取二架构进行设备冗余，保证主用设备损坏后有备用设备接替，不影响系统的正常运转，并根据主机发送的控制命令经转辙机控制模块的操作实现转辙机的定操与反操，避免了仅通过电路进行控制，提高了系统的可靠性。
56.可选地，所述第一转辙机控制模块包括：第一中央处理器cpu模块、第二cpu模块和控制电路模块；
57.所述第一cpu模块与所述第二cpu模块通过脉冲进行通信；
58.所述第一cpu模块和所述第二cpu模块通过脉冲分别与所述控制电路模块进行通信；
59.所述控制电路模块通过外线连接至转辙机。
60.具体来说，图2是本发明实施例提供的道岔控制系统的结构示意图之二。第一cpu模块与第二cpu模块之间设置有隔离带，第一cpu模块与第二cpu模块通过脉冲进行通信。第一cpu模块和第二cpu模块分别与控制电路模块之间设置有隔离带，第一cpu模块和第二cpu模块通过脉冲分别与所述控制电路模块进行通信。
61.第一cpu模块与第二cpu模块接收第一主机发送的控制命令，第一cpu模块与第二cpu模块对接收的控制命令进行解析，若解析结果一致，则将解析后的控制命令通过脉冲发送给控制电路模块。控制电路模块通过外线连接至转辙机，控制电路模块依据接收的解析后的控制命令进行动作并通过外线实现转辙机的定操和反操。
62.可选地，所述外线为四线制外线。
63.具体来说，四线制外线分别是x1线、x2线、x3线和x4线，x1线是道岔定位表示去线，同时也是反位向定位启动去线，x2线是道岔反位表示去线，同时也是定位向反位启动去线，x3线是道岔表示回线，x4线是道岔表示去线。
64.四线制道岔控制电路主要用于普通单动、双动、交分岔的尖轨或可动岔心的牵引道岔控制电路；五线制道岔控制电路主要用于双机、多级牵引提速道岔控制电路；六线制道岔控制电路主要用于普通zd6-e/j、zd9-c/d型双机牵引道岔控制电路。采用基础的四线制外线，提高了系统的使用范围。
65.本发明提供的道岔控制系统，第一cpu模块、第二cpu模块与控制电路模块之间通过脉冲进行通信，并且不需要连接，提高了系统的安全性。
66.可选地，所述第一cpu模块包括：第一cpu、第一外部通信接口和第一系间通信接口；
67.所述第一外部通信接口连接所述外部通信总线；
68.所述第一系间通信接口连接所述系间通信总线；
69.所述第一外部通信接口和所述第一系间通信接口均与所述第一cpu相连。
70.具体来说，第一cpu模块中的第一外部通信接口与外部通信总线相连，第一外部通信接口又与第一cpu模块中的第一cpu相连，以使第一cpu模块中的第一cpu与第一主机进行
通信，第一cpu获取第一主机发送的控制命令。
71.第一cpu模块中的第一系间通信接口与系间通信总线相连，第一系间通信接口又与第一cpu模块中的第一cpu相连，第二转辙机控制模块与系间通信总线相连，以使第一cpu模块中的第一cpu与第二转辙机控制模块中的cpu进行通信。
72.本发明提供的道岔控制系统，通过第一外部通信接口连接外部通信总线，第一系间通信接口连接系间通信总线，第一外部通信接口和第二系间通信接口均与第二cpu相连，实现主机与第一cpu的通信，第一转辙机控制模块与第二转辙机控制模块的通信，进一步提高了系统的可靠性。
73.可选地，所述第二cpu模块包括：第二cpu、第二外部通信接口和第二系间通信接口；
74.所述第二外部通信接口连接所述外部通信总线；
75.所述第二系间通信接口连接所述系间通信总线；
76.所述第二外部通信接口和所述第二系间通信接口均与所述第二cpu相连。
77.具体来说，第二cpu模块中的第二外部通信接口与外部通信总线相连，第二外部通信接口又与第二cpu模块中的第二cpu相连，以使第二cpu模块中的第二cpu与第一主机进行通信，第二cpu获取第一主机发送的控制命令。
78.第二cpu模块中的第二系间通信接口与系间通信总线相连，第二系间通信接口又与第二cpu模块中的第二cpu相连，第二转辙机控制模块与系间通信总线相连，以使第二cpu模块中的第二cpu与第二转辙机控制模块中的cpu进行通信。
79.第一转辙机控制模块中的第一cpu与第二cpu对获取的第一主机的控制命令进行解析，比较解析命令是否一致，若解析命令一致，则将解析命令向第一转辙机控制模块中的控制电路模块进行输出。
80.第二转辙机控制模块中的第一cpu与第二cpu对获取的第一主机的控制命令进行解析，比较解析命令是否一致，若解析命令一致，则解析命令不对第二转辙机控制模块中的控制电路模块进行输出。
81.本发明提供的道岔控制系统，通过第二外部通信接口连接外部通信总线，第二系间通信接口连接系间通信总线，第二外部通信接口和第二系间通信接口均与第二cpu相连，实现主机与第二cpu的通信，第一转辙机控制模块与第二转辙机控制模块的通信，进一步提高了系统的可靠性。
82.可选地，所述控制电路模块包括：电源模块和控制模块；
83.所述电源模块的输出端与所述控制模块的输入端相连接；
84.所述控制模块的输出端与外线相连。
85.具体来说，电源模块的输出端与控制模块的输入端相连接，电源模块用于给控制模块进行供电，控制模块的输出端与外线相连，控制模块根据解析命令进行操作后通过外线实现转辙机的定操与反操。
86.本发明提供的道岔控制系统，电源模块给控制模块供电，控制模块根据解析命令进行操作后实现转辙机的定操与反操，进一步提高了系统的可靠性。
87.可选地，所述控制模块包括：开关器件、电流探测器和继电器组；
88.电源的正极连接第一开关器件的第一端，所述第一开关器件的第二端连接所述继
电器组的第一输入端；
89.电源的负极连接第二开关器件的第一端，所述第二开关器件的第二端连接所述继电器组的第二输入端；
90.所述电流探测器设置于所述第一开关器件的第二端与所述继电器组的第一输入端之间；
91.所述继电器组的输出端通过外线连接到所述转辙机。
92.具体来说，图3是本发明实施例提供的道岔控制系统的控制电路模块的结构示意图。如图3所示，可选地，所述开关器件为绝缘栅双极型晶体管igbt。igbt综合了金属-氧化物半导体场效应晶体管mosfet和电力晶体管gtr的优点，具有驱动简单，保护容易，不用缓冲电路，开关频率高等优点，进一步提高了系统的可靠性。
93.220v直流电源的正极连接第一igbt的第一端，第一igbt的第二端连接继电器组的第一输入端；220v直流电源的负极连接第二igbt的第一端，第二igbt的第二端连接继电器组的第二输入端；电流探测器设置于所述第一igbt的第二端与继电器组的第一输入端之间；继电器组的输出端通过x1线、x2线、x3线和x4线连接到转辙机。
94.控制模块的工作原理如下：
95.第一步，检测两个igbt是否短路，若出现短路宕机的情况，则第二转辙机控制模块从备系模式的工作状态转为主系模式的工作状态。
96.第二步，若两个igbt没有短路，则根据解析命令操作继电器组进行吸起与落下，同时检测继电器组是否到位，若继电器组不到位，则第二转辙机控制模块从备系模式的工作状态转为主系模式的工作状态。
97.第三步，若继电器组到位，则根据解析命令操作两个igbt的闭合与断开，同时检测两个igbt是否到位，若两个igbt不到位，则第二转辙机控制模块从备系模式的工作状态转为主系模式的工作状态。
98.第四步，若两个igbt到位，利用电流探测器实时检测转辙机的动作电流，判断动作电流是否有缺项及转辙机是否到位。
99.第五步，若检测到转辙机到位后，关断两个igbt。
100.第六步，若检测两个igbt关断到位后，继电器组导向表示位置。
101.本发明提供的道岔控制系统，通过对开关器件和继电器组的检测，实现内部自检功能，可以将故障控制在各个环节内部，进一步提高了系统的可靠性，且监测功能完备，故障可诊断且导向安全侧，提供了智能诊断及自检的转辙机控制模块状态和转辙机状态。
102.可选地，所述控制模块还包括：表示电路检测模块；
103.所述表示电路检测模块与所述继电器组相连，所述表示电路检测模块用于检测所述转辙机的表示信息。
104.具体来说，如图3所示，220v交流电源经变压器变压后给表示电路检测模块供电，表示电路检测模块与继电器组相连，转辙机到位，控制模块的继电器组也到了表示位置，表示电路检测模块用于检测转辙机的表示信息，表示信息可以通过动态检测方法进行检测。
105.本发明提供的道岔控制系统，利用表示电路检测模块检测转辙机的表示信息，进一步提高了系统的可诊断性与可维护性。
106.可选地，所述表示电路检测模块包括多个外线表示电路检测模块，所述多个外线
表示电路检测模块之间并联连接。
107.具体来说，就四线制外线而言，表示电路检测模块包括x1表示电路检测模块和x2表示电路检测模块，x1表示电路检测模块和x2表示电路检测模块之间并联连接。
108.本发明提供的道岔控制系统，利用多个外线表示电路检测模块检测转辙机的表示信息，进一步提高了系统的可诊断性与可维护性。
109.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。