1.本发明涉及铁路信号设备技术领域，具体为一种快速切换执行表示层的计算机联锁系统及其切换方法。


背景技术：

2.根据《tb/t3027-2015铁路车站计算机联锁技术条件》规定，计算机联锁硬件体系结构为层次结构，具体包括人机对话层、联锁运算层和执行表示层。其中，执行表示层作为联锁运算层与室外设备的中间层，执行表示层接收联锁运算层的控制命令(该控制命令用于控制室外设备)，以及采集室外设备的设备状态并发送至联锁计算机。
3.既有的计算机联锁的切换方法存在以下不足：
4.(1)既有切换方法中，需要对联锁运算层进行切换(停机，更换软件；)，操作时间较长，同时对其他系统也会造成影响。
5.(2)既有切换方法中，继电器组合和电子执行单元只能互为冷备，切换后介入运营需要较长时间。
6.(3)既有切换方法，新系统必须一次性开通。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种快速切换执行表示层的计算机联锁系统及其切换方法，在不影响既有继电器组合运营的情况下完成改造，在新系统调试期间通过增设的倒切机构完成既有系统与新系统的切换。
8.为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
9.一种快速切换计算机联锁系统执行表示层的切换方法，方法中所述计算机联锁系统包括联锁运算层、执行表示层和人机对话层，所述执行表示层包括继电器组合，所述继电器组合用于执行所述联锁运算层发出的操作命令控制室外设备，以及采集室外设备的设备状态并发送给所述联锁运算层，该系统还包括：
10.倒切机构；
11.所述执行表示层还包括：
12.电子执行单元，用于执行所述联锁运算层发出的操作命令控制室外设备，以及采集室外设备的设备状态并发送给所述联锁运算层；
13.其中，通过所述倒切机构选择所述继电器组合或所述电子执行单元作为室外设备的实际控制单元。
14.可选地，所述联锁运算层为联锁计算机。
15.可选地，所述联锁计算机上设置有与继电器组合的硬线接口，还设置有与所述电子执行单元的通信接口。
16.可选地，所述联锁计算机向所述室外设备发送驱动命令时，分别向所述继电器组合和所述电子执行单元发送驱动命令，并且根据所述倒切机构的选择，确定被选侧实际驱
动室外设备；其表达式为：
17.室外设备最终收到的命令＝继电驱动命令*倒切机构选择+电子执行单元驱动命令*倒切机构选择；
18.式中，“*”代表逻辑“与”运算，“+”代表逻辑“或”运算。
19.可选地，所述联锁计算机同时接受所述继电器组合和所述电子执行单元采集的设备状态，并且根据所述倒切机构的选择，将被选侧获得的所述室外设备的实际状态并发送给所述联锁计算机；其表达式为：
20.联锁计算机最终收到的设备状态＝继电采集信息*倒切机构选择+电子执行单元采集信息*倒切机构选择；
21.式中，“*”代表逻辑“与”运算，“+”代表逻辑“或”运算。
22.可选地，未被选择的一侧将安全侧状态发送给所述联锁计算机。
23.可选地，所述室外设备包括道岔、信号机、轨道电路、站台门控制电路以及其他零散驱动模块。
24.可选地，对于所述道岔，所述联锁计算机同时将道岔操作命令发送给所述继电器组合和所述电子执行单元的道岔控制模块，所述继电器组合收到道岔操作命令后开始尝试控制道岔动作，所述电子执行单元收到道岔操作命令后也开始尝试控制道岔动作，根据所述倒切机构的选择，确定被选侧的所述继电器组合或所述电子执行单元的道岔控制模块完成对道岔的实际控制；同样地，根据所述倒切机构的选择，被选侧与所述道岔连接，该被选侧可获得道岔位置，并将道岔位置发给联锁计算机。
25.可选地，对于所述信号机，所述联锁计算机同时将信号机点灯命令发送给所述继电器组合和所述电子执行单元的信号机控制模块，所述继电器组合收到点灯命令后开始尝试控制室外信号机点亮相应灯光，所述电子执行单元的信号机控制模块收到操作命令后也开始尝试控制室外信号机点亮相应灯光，根据所述倒切机构的选择，确定被选侧的继电器组合或电子执行单元的信号机控制模块才能完成对室外信号机的实际控制；同样地，根据所述倒切机构的选择，被选择侧与室外信号机连接，该被选择侧可获得信号机灯丝状态，并将灯丝状态发给联锁计算机。
26.可选地，对于轨道电路，联锁计算机同时向继电器组合和电子执行单元的轨道电路控制模块发送控制命令，根据倒切机构的选择，确定被选侧的继电器组合或电子执行单元的轨道电路控制模块才能获得区段占用出清状态，并将区段占用出清状态发给联锁计算机。
27.可选地，对于站台门，联锁计算机同时向继电器组合和电子执行单元的站台门控制模块发送控制命令，根据倒切机构的选择，确定被选侧的继电器组合或电子执行单元的轨道电路控制模块才能完成对站台门的控制；同样地，根据倒切机构的选择，被选侧与站台门连接，该被选侧可获得站台门的状态，并将站台门的状态发送至联锁计算机。
28.本发明与现有技术相比具有以下优点：
29.本发明将既有系统作为新系统的热备系统，提高系统整体可用性。
30.本发明的新旧系统切换时，不需要对联锁计算机进行操作，保持联锁系统在线，不影响其他与联锁系通信的系统，尽可能减小因系统故障带来的运营影响。
31.本发明仅使用1套联锁计算机，对于改造项目可以利旧既有设备，降低硬件成本，
对于新建项目同样减少了采购成本。
32.本发明中实现新系统分块调试、开通，通过倒切机构的选择，可以选择部分设备为电子执行单元控制，部分设备为旧系统控制，对于工程实施更为灵活。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明专利实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明专利的一些实施例，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。
34.图1为本发明实施例中快速切换执行表示层的计算机联锁系统的结构示意图；
35.图2为本发明实施例中快速切换执行表示层的应用数据设计原理图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
38.请参阅图1和图2，本实施例提供了一种快速切换计算机联锁系统执行表示层的切换方法，应用该方法的所述计算机联锁系统包括联锁运算层、执行表示层和人机对话层(附图中未示出)，所述执行表示层包括继电器组合，所述继电器组合用于执行所述联锁运算层发出的操作命令控制室外设备，以及采集室外设备的设备状态并发送给所述联锁运算层；所述执行表示层还包括：电子执行单元，用于执行所述联锁运算层发出的操作命令控制室外设备，以及采集室外设备的设备状态并发送给所述联锁运算层；车站值班人员通过人机会话层的界面下发各种操作命令，由联锁运算层进行运算，再由执行表示层控制铁路室外设备执行动作，执行表示层将铁路室外设备的动作结果反馈至联锁运算层，进而通过人机会话层的界面显示。进一步，该系统还包括倒切机构，倒切机构的三个端口分别与继电器组合、电子执行单元和防雷分线柜连接，通过所述倒切机构选择所述继电器组合或所述电子执行单元作为室外设备的实际控制单元。
39.其中，本实施例中的继电器组合与联锁计算机通过采驱单元连接，倒切机构与室外设备通过防雷分线柜连接。
40.本实施例中，所述联锁运算层仅使用一套联锁计算机，实现联锁功能和安全性输入输出功能，该联锁计算机包括硬件、软件和接口。本实施例中的计算机联锁系统在新旧系
统切换时不需要对联锁计算机进行操作，保持计算机联锁系统在线，不影响其他系统与计算机联锁系统通信，尽可能减小因系统故障带来的运营影响。
41.需要指出的是，本实施例是在既有项目上进行的改进，即在传统继电器组合的基础上添加了电子执行单元，改动小，成本低。具体地，所述联锁计算机在保留既有继电器组合硬线接口的前提下，增加与所述电子执行单元的通信接口。
42.本实施例中，倒切机构可以是倒切开关，也可以是其他的开关，此处不作具体限定。
43.本实施例中，所述联锁计算机向所述室外设备发送驱动命令时，分别向所述继电器组合和所述电子执行单元发送驱动命令，但根据所述倒切机构的选择，只有被选侧才能实际驱动室外设备；其表达式为：
44.室外设备最终收到的命令＝继电驱动命令*倒切机构选择+电子执行单元驱动命令*倒切机构选择。式中，“*”代表逻辑“与”运算，“+”代表逻辑“或”运算。被倒切机构选择的一侧为“1”，未被倒切结构的一侧为“0”，“倒切机构选择”包括继电器组合和电子执行单元被选择的情况。
45.本实施例中，所述联锁计算机同时接受所述继电器组合和所述电子执行单元采集的设备状态，但由于所述倒切机构的选择，只有被选择侧获得了所述室外设备的实际状态并发送给所述联锁计算机；其表达式为：
46.联锁计算机最终收到的设备状态＝继电采集信息*倒切机构选择+电子执行单元采集信息*倒切机构选择。式中，“*”代表逻辑“与”运算，“+”代表逻辑“或”运算。被倒切机构选择的一侧为“1”，未被倒切结构的一侧为“0”，“倒切机构选择”包括继电器组合和电子执行单元被选择的情况。
47.其中，未被选择的一侧将安全侧状态发送给所述联锁计算机，该安全侧状态是基于故障-安全原则(铁路行业标准)产生并发出的，在此不再赘述。
48.本实施例中，所述“室外设备”是一个集合概念，即所述“室外设备”中包括多种具体的室外设备，所述“室外设备”包括道岔、信号机、轨道电路、站台门等。
49.对于所述道岔，所述联锁计算机同时将道岔操作命令发送给所述继电器组合和所述电子执行单元的道岔控制模块，所述继电器组合收到道岔操作命令后开始尝试控制道岔动作，所述电子执行单元收到道岔操作命令后也开始尝试控制道岔动作，但由于所述倒切机构的存在，只有被选择的所述继电器组合或所述电子执行单元的道岔控制模块才能完成对道岔的实际控制；同样地，由于只有被选择侧与所述道岔连接，因此只有被选择侧才能获得道岔位置，并将道岔位置发给联锁计算机。
50.对于所述信号机，所述联锁计算机同时将信号机点灯命令发送给所述继电器组合的信号机控制模块和所述电子执行单元的信号机控制模块，所述继电器组合收到点灯命令后开始尝试控制室外信号机点亮相应灯光，所述电子执行单元的信号机控制模块收到操作命令后也开始尝试控制室外信号机点亮相应灯光，但由于所述倒切机构的存在，只有被选择的继电器组合或电子执行单元的信号机控制模块才能完成对室外信号机的实际控制；同样地，由于只有被选择侧与室外信号机连接，因此只有被选择侧才能获得信号机灯丝状态，并将灯丝状态发给联锁计算机。
51.对于轨道电路，由于倒切机构的存在，只有被选择侧才能获得区段占用出清状态，
并将区段占用出清状态发给联锁计算机。
52.对于站台门，联锁计算机同时向继电器组合和电子执行单元的站台门控制模块发送控制命令，只有被选择侧才能实际完成对站台门的控制，如打开或关闭站台门。同样由于只有被选择侧与实际被控站台门连接，因此只有被选择侧才能获得该站台门状态(如站台门关闭且锁闭状态)并送给联锁计算机。
53.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。