安全平台仿真系统和安全平台仿真系统应用方法与流程

1.本技术属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种安全平台仿真系统和安全平台仿真系统应用方法。


背景技术：

2.jd-ii计算机联锁系统城轨应用包括联锁机(ilc)，驱采机(ioc)，操作机(ow)和维修机(mw)，主要用于完成基本的联锁功能，即在规定的联锁条件和规定的时序下对进路、信号和道岔实行控制；具备与ats，zc，vobc，leu及其他联锁系统的通信接口；jd-fs安全平台包括逻辑部(lgu)和驱采部(iou)，分别应用于联锁机和驱采机。
3.相关技术中，往往需要通过硬件的形式来实现jd-fs安全平台的功能，即目标机的系统软件是应用软件与jd-fs安全平台系统库一起编译链接生成的，该方法需涉及较多的硬件结构，研发、生产和测试成本较高且操作较为复杂，无法满足开发和生产及系统测试的实际要求，一定程度上影响了工作效率。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种安全平台仿真系统和安全平台仿真系统应用方法，能够降低研发、生产和测试成本，并提高工作效率。
5.第一方面，本技术提供了一种安全平台仿真系统，应用于jd-ii型计算机联锁系统，所述jd-ii型计算机联锁系统包括联锁机、驱采机和jd-fs安全平台，所述jd-fs安全平台包括逻辑部、驱采部和comm接口，其中，所述逻辑部应用于所述联锁机，所述驱采部应用于所述驱采机；该安全平台仿真系统包括：
6.逻辑部仿真软件，所述逻辑部仿真软件用于加载所述逻辑部对应的功能；
7.驱采部仿真软件，所述驱采部仿真软件用于加载所述驱采部对应的功能；
8.api文件，所述api文件包括用于调用所述comm接口的接口函数。
9.根据本技术的安全平台仿真系统，通过在jd-ii型计算机联锁系统的硬件基础上，设置与之匹配的逻辑部仿真软件、驱采部仿真软件以及api文件生成对应的安全平台仿真系统，以通过软件即可实现与jd-ii型计算机联锁系统的硬件系统相同的功能，无需搭载硬件即可实现相应的功能，有效降低研发、生产和测试成本；且灵活性高，功能性强大，能够满足开发和生产及系统测试的实际要求，有助于提高工作效率。
10.根据本技术的一个实施例，所述api文件还包括用于调用以太网通信的接口函数，所述以太网通信的接口函数应用于所述jd-ii型计算机联锁系统的系间通信接口和/或驱动采集通信接口。
11.根据本技术的一个实施例，所述安全平台仿真系统还包括与所述jd-ii型计算机联锁系统的以太网通信接口对应的以太网通信模块，所述以太网通信接口对应有6个网口，且最大支持5块板卡。
12.根据本技术的一个实施例，所述安全平台仿真系统还包括与所述jd-ii型计算机联锁系统的串口通信接口对应的串口通信模块，所述串口通信接口最大支持5块串口卡，且单个所述串口卡支持4个串口。
13.根据本技术的一个实施例，所述安全平台仿真系统还包括与所述jd-ii型计算机联锁系统的采集驱动通信接口对应的采集驱动通信模块，所述采集驱动通信接口对应有32路采集路和16路驱动路。
14.根据本技术的一个实施例，所述联锁机包括第一联锁机和第二联锁机，所述安全平台仿真系统还包括至少两个第一共享内存模块，所述第一共享内存模块分别与所述第一联锁机和所述第二联锁机通信连接，且所述至少两个第一共享内存模块分别由互斥量核心对象进行保护。
15.根据本技术的一个实施例，所述第一共享内存模块包括：
16.工作状态模块，所述工作状态模块分别与所述第一联锁机和所述第二联锁机通信连接，且所述工作状态模块用于存储所述第一联锁机和所述第二联锁机的工作状态；
17.主用状态模块，所述主用状态模块用于获取并存储双系联锁系统的当前主用状态。
18.第二方面，本技术提供了一种安全平台仿真系统应用方法，应用于如第一方面所述的安全平台仿真系统，该方法包括：
19.对所述安全平台仿真系统进行初始化处理；
20.在初始化处理成功的情况下，控制所述安全平台仿真系统进入定周期处理状态；
21.在所述定周期处理状态下，基于目标函数，在所述安全平台仿真系统中执行定周期任务。
22.根据本技术的安全平台仿真系统应用方法，通过采用安全平台仿真系统能够执行与硬件系统相同的定周期处理任务，从而实现平台调度功能，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
23.第三方面，本技术提供了一种安全平台仿真系统应用装置，应用于如第一方面所述的安全平台仿真系统，该装置包括：
24.第一处理模块，用于对所述安全平台仿真系统进行初始化处理；
25.第二处理模块，用于在初始化处理成功的情况下，控制所述安全平台仿真系统进入定周期处理状态；
26.第三处理模块，用于在所述定周期处理状态下，基于目标函数，在所述安全平台仿真系统中执行定周期任务。
27.根据本技术的安全平台仿真系统应用装置，通过采用安全平台仿真系统能够执行与硬件系统相同的定周期处理任务，从而实现平台调度功能，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
28.第四方面，本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的安全平台仿真系统应用方法。
29.第五方面，本技术提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的安全平台仿真系统应用方法。
30.本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
31.通过在jd-ii型计算机联锁系统的硬件基础上，设置与之匹配的逻辑部仿真软件、驱采部仿真软件以及api文件生成对应的安全平台仿真系统，以通过软件即可实现与jd-ii型计算机联锁系统的硬件系统相同的功能，无需搭载硬件即可实现相应的功能，有效降低研发、生产和测试成本；且灵活性高，功能性强大，能够满足开发和生产及系统测试的实际要求，有助于提高工作效率。
32.进一步地，通过设置共享模块实现两系间光口通信，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
33.更进一步地，通过在第一共享内存模块内设置工作状态模块和主用状态模块以提供倒机功能，能够实现倒机仿真，功能性较高，且进一步降低了测试成本，有助于提高工作效率。
34.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
35.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
36.图1是本技术实施例提供的安全平台仿真系统的结构示意图之一；
37.图2是本技术实施例提供的安全平台仿真系统的结构示意图之二；
38.图3是本技术实施例提供的安全平台仿真系统的结构示意图之三；
39.图4是本技术实施例提供的安全平台仿真系统的结构示意图之四；
40.图5是本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用方法的流程示意图之一；
41.图6是本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用方法的流程示意图之二；
42.图7是本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用装置的结构示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.本技术的说明书和权利要求书中的术语“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数据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”等所区分的对象通常为一类，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。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
45.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的安全平台仿真系统、安全平台仿真系统应用方法、安全平台仿真系统应用装置和可读存储介质进行详细地说明。
46.如图1所示，该安全平台仿真系统应用于jd-ii型计算机联锁系统，该安全平台仿
真系统包括：逻辑部仿真软件(jd2e4ilc.lib)、驱采部仿真软件(jd2e4ioc.lib)和api文件。
47.需要说明的是，jd-ii型计算机联锁系统包括：联锁机(ilc)、驱采机(ioc)、操作机(ow)和维修机(mw)。
48.其中，联锁机(ilc)包括jd-fs安全平台和联锁机应用软件。
49.联锁机软件是由联锁机应用软件和jd-fs安全平台系统软件编译、链接生成，并烧录到cpu板中。
50.驱采机(ioc)包括jd-fs安全平台和驱采机应用软件。
51.平台接口(api)是jd-fs安全平台向联锁机应用软件提供的软件接口，jd-fs安全平台由平台系统软件和硬件组成。
52.操作机(ow)和维修机(mw)一般采用工控机(操作系统为windows)。
53.在实际执行过程中，jd-fs安全平台和各类应用软件基于平台接口(api)进行通信连接。
54.jd-fs安全平台包括：逻辑部(lgu)和驱采部(iou)，逻辑部应用于联锁机，驱采部应用于驱采机。
55.其中，逻辑部由两系组成，与倒机单元(su)一起构成2
×
2取2双机热备冗余结构，主要板卡如表1所示。
56.表1
[0057][0058]
逻辑部的主要功能如下所述：
[0059]
1)提供一个安全可靠的运算平台。
[0060]
2)提供以太网电口、以太网光口、rs422三类通信接口。
[0061]
3)提供了两路系间通信接口(平台通过安全通信协议进行防护)。
[0062]
4)支持倒机相关继电器的控制和状态采集功能，可配合应用软件实现逻辑部i/ii系的双机热备。
[0063]
5)提供两路以太网光口实现与驱采部之间通信，通信数据由安全通信协议进行防护。
[0064]
6)对设备的运行状态进行诊断、监控及上报。
[0065]
驱采部由两系构成2
×
2取2双机并用冗余结构；主要板卡如表2所示。
[0066]
表2
[0067][0068]
驱采部的主要功能如下所述：
[0069]
1)提供一个安全可靠的运算平台。
[0070]
2)提供以太网电口、以太网光口、rs422三类通信接口，实现与其它系统之间通信。由于通信接口的安全性由安全通信协议保证，而安全通信协议的处理由应用软件完成，安全平台只负责相关通信接口的数据收发工作。
[0071]
3)提供两路以太网光口实现与逻辑部之间通信或与另一个驱采部之间通信，通信数据由安全通信协议进行防护。
[0072]
4)提供i/o数字量的采集和驱动接口，实现对轨旁设备的状态采集及输出控制。
[0073]
5)对设备的运行状态进行诊断、监控及上报。
[0074]
在一些实施例中，继续参考图1，jd-fs安全平台还可以包括comm接口，用于进行comm通信。
[0075]
在本技术中，需要说明的是，安全平台仿真系统是jd-fs安全平台在windows平台下的仿真实现，安全平台仿真系统与jd-fs安全平台的应用接口(jd-fs apis)相同。
[0076]
例如，该安全平台仿真系统可以为jd-fs安全平台仿真系统。
[0077]
当然，在其他实施例中，该安全平台仿真系统还可以应用于与jd-ii型计算机联锁系统类似的其他系统，如：tis型安全主机系统以及jdiie型安全主机系统等。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。
[0078]
当安全平台仿真系统应用于tis型安全主机系统以及jdiie型安全主机系统时，其设计原理与应用于jd-ii型计算机联锁系统类似，下文将以jd-ii型计算机联锁系统为例，对安全平台仿真系统进行说明。
[0079]
安全平台仿真系统内置主函数main()。
[0080]
安全平台仿真系统包括：逻辑部仿真软件(jd2e4ilc.lib)和驱采部仿真软件(jd2e4ioc.lib)，分别对应于jd-fs安全平台中的逻辑部和仿真部。
[0081]
逻辑部仿真软件和驱采部仿真软件为静态库文件。
[0082]
逻辑部仿真软件用于加载逻辑部对应的功能；驱采部仿真软件用于加载驱采部对应的功能，具体功能已在上文中进行说明，在此不作赘述。
[0083]
安全平台仿真系统还包括api文件，该api文件为平台接口对应的文件。
[0084]
api文件包括用于调用comm接口的接口函数。
[0085]
在一些实施例中，联锁机通过comm板与驱采机进行通信。在该实施例中，采用内存共享的方式实现联锁机与驱采机间的通信，具体通信方式将在下文实施例中进行说明，在此暂不作赘述。
[0086]
需要说明的是，每次应用软件通过api从共享内存中收完数据后，安全平台仿真系统自动清空共享内存中对应的数据，以防止数据残留。
[0087]
在一些实施例中，还可以对共享数据增加保护机制，以保证数据的完整性。
[0088]
在一些实施例中，api文件还可以包括用于调用以太网通信的接口函数。
[0089]
在该实施例中，以太网通信的接口函数应用于jd-ii型计算机联锁系统的系间通信接口和/或驱动采集通信接口，通过冗余的光纤以太网进行通信。
[0090]
当然，在一些实施例中，api文件可以包括所有涉及的通信接口对应的接口函数。
[0091]
表3示例了api文件所包括的文件清单。
[0092]
表3
[0093][0094]
在本技术中，可以理解的是，目标机的系统软件是应用软件与jd-fs安全平台系统库一起编译链接生成的，而基于安全平台仿真系统的应用软件是应用软件与安全平台仿真系统一起编译链接而成，最终生成的目录如表4所示。
[0095]
目标机的系统软件与安全平台仿真系统的应用软件所实现的功能相同，上层应用软件相同，但所用的平台库和编译器及运行环境不同。
[0096]
表4
[0097]
序号标准目录简述1jdiie4ilc/jd2e4ioc工程仿真库软件根目录2
├─
src仿真库通用软件,功能模块(*.c/h)3
├─
include全局性头文件(包括各模块的api文件和其他公共头文件)4
├─
lib编译输出lib目录
[0098]
继续参考表4，在一些实施例中，安全平台仿真系统可以提供：工程仿真库软件根目录、仿真库通用软件、全局性头文件以及编译输出lib目录中的至少一种。
[0099]
根据本技术实施例提供的安全平台仿真系统，通过在jd-ii型计算机联锁系统的硬件基础上，设置与之匹配的逻辑部仿真软件、驱采部仿真软件以及api文件生成对应的安全平台仿真系统，以通过软件即可实现与jd-ii型计算机联锁系统的硬件系统相同的功能，无需搭载硬件即可实现相应的功能，有效降低研发、生产和测试成本；且灵活性高，功能性强大，能够满足开发和生产及系统测试的实际要求，有助于提高工作效率。
[0100]
如图2所示，在一些实施例中，联锁机可以包括第一联锁机和第二联锁机，安全平台仿真系统还可以包括至少两个第一共享内存模块。
[0101]
在该实施例中，第一联锁机和第二联锁机分别可以对应于i系联锁机和ii系联锁机。
[0102]
至少两个第一共享内存模块包括sm_i和sm_ii。
[0103]
其中，第一共享内存模块分别与第一联锁机和第二联锁机通信连接，sm_i用于实现i系联锁机向ii系联锁机的单向通信，sm_ii用于实现ii系联锁机向i系联锁机的单向通信。
[0104]
需要说明的是，在本实施例中，至少两个第一共享内存模块分别由互斥量核心对象进行保护，以确保一个进程对共享内存的独占访问；即在某系联锁机写操作未完时，另一系联锁由于有互斥量核心对象的保护而不能对缓冲区进行访问，从而保证了数据的完整性。
[0105]
可以理解的是，在jd-fs安全平台中，系间通信由平台提供的两路冗余的光纤以太网来完成，安全通信也由平台完成，对应用软件而言直接调用对应的api函数收发数据即可。
[0106]
在采用安全平台仿真系统的情况下，两系设备(如两系联锁机)实际上是应用软件(如ilc.exe)的两个进程，区别在于启动这两个进程时用的参数不同(该参数是用以标识不同设备的系id)，基于安全平台仿真系统的系间通信实质上这两个进程间的通信。
[0107]
需要说明的是，在使用共享内存的情况下，两系设备对应的两个进程应运行于同一台计算机中。
[0108]
例如，在实际执行过程中，当i系联锁机向ii系联锁机发送数据时，只需将数据发送到第一共享内存模块sm_i中即可，ii系联锁机通过api收取系间数据时可直接从第一共享内存模块sm_i中读取数据。
[0109]
同理，当ii系联锁机向i系联锁机发送数据时，只需将数据发送到第一共享内存模
块sm_ii中，i系联锁机收取数据时也可直接从第一共享内存模块sm_ii中获取相关数据。
[0110]
根据本技术实施例提供的安全平台仿真系统，通过设置共享模块实现两系间光口通信，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
[0111]
如图3所示，在一些实施例中，第一共享内存模块可以包括：工作状态模块和主用状态模块。
[0112]
在该实施例中，工作状态模块用于接收并存储第一联锁机对应的i系联锁机的工作状态和第二联锁机对应的ii系联锁机的工作状态。
[0113]
其中，工作状态包括正常工作状态和非正常工作状态。
[0114]
可以理解的是，在真实平台中，两系联锁机通过倒机单元控制命令将其工作状态输出给倒机单元，倒机单元负责完成主用裁决功能(即保证只有一系联锁是主用)，并将裁决的结果(即主用信息)通过倒机单元状态信息返回给双系联锁。
[0115]
在安全平台仿真系统中，则可以通过设置共享内存的方式实现倒机单元的功能。
[0116]
共享内存中模拟倒机单元设置了两系联锁机的工作状态(即工作状态模块)和裁决结果(即主用状态模块)。
[0117]
工作状态模块分别与第一联锁机和第二联锁机通信连接，以监控并接收各联锁机的工作状态信息。
[0118]
主用状态模块用于获取并存储双系联锁系统的当前主用状态。
[0119]
其中，主用状态即为双系联锁通过api从共享内存中获取裁决结果。
[0120]
例如，在实际执行过程中，当某系联锁机通过api设置自身的工作状态时(即向工作状态模块发送倒机单元控制命令时)，安全平台仿真系统依据另一系的工作状态以及当前主用状态模块存储的主用状态实时判决并刷新当前的主用状态；双系联锁通过api从第一共享内存模块中获取裁决结果(主用状态)刷新自身的主用状态。
[0121]
在一些实施例中，在连续目标数量的周期内未接收到控制命令的情况下，则可以自动将该系的工作状态置为非工作状态并启动对应的倒机逻辑刷新对应主用状态，以对倒机单元控制命令的有效性实时监控。
[0122]
在一些实施例中，第一共享内存模块还可以包括同步保护模块，以提供同步保护机制，保证数据的完整性。
[0123]
根据本技术实施例提供的安全平台仿真系统，通过在第一共享内存模块内设置工作状态模块和主用状态模块以提供倒机功能，能够实现倒机仿真，功能性较高，且进一步降低了测试成本，有助于提高工作效率。
[0124]
继续参考图1，在一些实施例中，该安全平台仿真系统还可以包括：通用pc、操作系统驱动器和仿真器系统库。
[0125]
在该实施例中，操作系统驱动器与通用pc通信连接，仿真器系统库与操作系统驱动器通信连接。
[0126]
其中，仿真器系统库对应于jd-ii型计算机联锁系统中jd-fs系统库，操作系统驱动器对应于jd-ii型计算机联锁系统中os/driver。
[0127]
继续参考图1，在一些实施例中，jd-ii型计算机联锁系统还可以包括以太网通信接口，安全平台仿真系统还可以包括与jd-ii型计算机联锁系统的以太网通信接口对应的以太网通信模块。
[0128]
在该实施例中，以太网通信接口对应有6个网口，且最大支持5块板卡。
[0129]
继续参考图1，在一些实施例中，jd-ii型计算机联锁系统还可以包括串口通信接口，安全平台仿真系统还可以包括与jd-ii型计算机联锁系统的串口通信接口对应的串口通信模块。
[0130]
在该实施例中，串口通信接口最大支持5块串口卡，且单个串口卡支持4个串口。
[0131]
在实际执行过程中，串口通信接口可以支持rs422接口。
[0132]
在安全平台仿真系统中，主要由rs422板卡对应的通信模块来完成rs422通信功能，包括初始化、发送和接收功能：
[0133]
其中，初始化包括配置波特率、数据位、停止位以及奇偶校验方式等。
[0134]
发送即通过指定端口对外发送数据。
[0135]
接收即将接收到的数据返回给调用者。
[0136]
如图4所示，在安全平台仿真系统中，基于实际应用，提供了多种仿真实现方案，具体可依据需要通过修改安全平台仿真系统的配置来实施：
[0137]
1)用以太网模拟串口
[0138]
2)用pc机中的rs422模拟安全平台中的rs422
[0139]
需要说明的是，以上两种方式，联锁机软件调用api均相同，为jd-fs平台输出给应用软件的api，仅仅是安全平台仿真系统对该接口采用了两种不同的实现方式而已。即无论采用哪种方式，应用软件的代码都是不变的，仅仅是安全平台仿真系统的配置不同。
[0140]
在一些实施例中，jd-ii型计算机联锁系统还可以包括采集驱动通信接口，安全平台仿真系统还可以包括与jd-ii型计算机联锁系统的采集驱动通信接口对应的采集驱动通信模块。
[0141]
在该实施例中，采集驱动通信接口对应有32路采集路和16路驱动路。
[0142]
可以理解的是，jd-ii型计算机联锁系统中由驱采机实现对轨旁设备的状态采集及输出控制，主要通过驱动板(out16)和采集板(in32d)实现；系统最多可支持8组驱采机，驱采机数目取决于站场规模。
[0143]
轨旁设备由轨旁仿真软件实现，轨旁仿真软件可以显示站场设备(道岔、信号机以及区段等)的状态，也可以手动设置各设备的状态，例如设置灯丝断丝或区段占用等。
[0144]
在安全平台仿真系统中，可以采用共享内存的方式实现驱采机和轨旁仿真软件间的通信，即安全平台仿真系统还可以包括第二共享内存模块，且第二共享内存模块分别与驱采机和轨旁仿真模块通信连接。
[0145]
在实际执行过程中，每个驱采机将驱动命令发送到各自的第二共享内存模块中去，轨旁仿真再从对应的共享内存获取驱动信息，具体实现方式与上述系间光口通信相同，本技术不作赘述。
[0146]
同理轨旁仿真将采集信息也输出到对应的第二共享内存模块中，各驱采机从对应的第二共享内存模块中获取。
[0147]
在一些实施例中，除了驱动和采集信息外，各驱采机的配置信息也可以更新至第二共享内存模块，以便汇集驱动命令和拆解采集信息。
[0148]
在一些实施例中，安全平台仿真系统中第二共享内存模块中的驱动命令设置有“保质期”，即在超过“保质期”未更新驱动命令的情况下，则会清0，采集信息也类同。
[0149]
在一些实施例中，第二共享内存模块还可以包括同步保护机制模块，以保证数据的完整性。
[0150]
根据本技术实施例提供的安全平台仿真系统，通过设置第二共享内存模块实现驱采机与轨旁仿真软件之间的通信，从而提供与硬件设备相同的io功能，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
[0151]
本技术实施例还提供一种安全平台仿真系统应用方法，该安全平台仿真系统应用方法应用于如上任意实施例所述的安全平台仿真系统。
[0152]
如图5所示，该安全平台仿真系统应用方法包括：步骤510、步骤520和步骤530。
[0153]
步骤510、对安全平台仿真系统进行初始化处理；
[0154]
在该步骤中，可以理解的是，jd-fs安全平台在上电或复位后，首先执行“初始化”过程，在该过程中系统平台通过回调usr_init()完成应用软件的初始化；初始化成功后，平台进入定周期处理，且通过回调usr_proc_cycle()完成应用软件的周期处理任务。初始化接口函数usr_init()和周期处理接口函数usr_proc_cycle()均由应用层实现，jd-fs安全平台负责调用执行。
[0155]
jd-fs安全平台的这种调度机制决定了应用软件的入口必须在平台里而不是在应用软件中实现，在本技术中，安全平台仿真系统也基于该机制实现，将main()封装于安全平台仿真系统库中。
[0156]
在实际执行过程中，如图6所示，与真实平台类似，安全平台仿真系统中在调用usr_init()进行应用层初始化之前，会调用安全平台仿真系统内部各模块的初始化函数，用以完成安全平台仿真系统自身的初始化处理。
[0157]
例如通过参数设定模拟跳线从而实现设备id的设定；通过对配置文件的读取获取对rs422仿真实现的方式进行设定和初始化(注：rs422可按以太网或windows中真实的rs422来安全平台仿真系统的rs422通信功能)。
[0158]
步骤520、在初始化处理成功的情况下，控制安全平台仿真系统进入定周期处理状态；
[0159]
在该步骤中，在初始化处理成功的情况下，则控制安全平台仿真系统进入定周期处理状态。
[0160]
步骤530、在定周期处理状态下，基于目标函数，在安全平台仿真系统中执行定周期任务。
[0161]
在该步骤中，继续参考图6，当进入定周期处理状态后，则可以通过回调usr_proc_cycle()完成应用软件的定周期处理任务。
[0162]
根据本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用方法，通过采用安全平台仿真系统能够执行与硬件系统相同的定周期处理任务，从而实现平台调度功能，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
[0163]
继续参考图6，在一些实施例中，在步骤530之后，该方法还可以包括：
[0164]
基于定周期处理状态对应的起始时刻和结束时刻，确定定周期处理状态的第一时长；
[0165]
在第一时长小于安全平台仿真系统对应的目标运行周期时长的情况下，控制安全平台仿真系统进入空闲时间处理状态；
[0166]
在第一时长不小于目标运行周期时长的情况下，控制安全平台仿真系统库进入下一轮的空闲时间处理状态。
[0167]
在该实施例中，目标运行周期时长可以基于用户自定义，本技术在此不作限定。
[0168]
空闲时间处理状态用于使安全平台仿真系统进入定时睡眠状态，且使jd-fs安全平台进行系统自检和其他一些必要的处理。
[0169]
例如，在实际执行过程中，在安全平台仿真系统中，当每次重新进入定周期处理时，启动计时，在完成usr_proc_cycle()回调处理后结束计时，前后的时间差(即第一时长)与设定的周期值(即目标运行周期时长)进行比较。
[0170]
若还有剩余时间，则让进程进行空闲时间处理状态。
[0171]
若无剩余时间，则基于安全平台仿真系统设定的超周期处理策略处理，当空闲时间处理完成后再次进入定周期处理的始端，周而复始。
[0172]
在一些实施例中，该方法还可以包括：
[0173]
将接收到的第一数据存储至目标缓冲区；
[0174]
接收用于获取数据的请求指令；
[0175]
响应于请求指令，发送存储至目标缓冲区的第二数据；第二数据为存储至目标缓冲区的全部第一数据。
[0176]
在该实施例中，安全平台仿真系统还可以包括6fe(rj45电接口)对应的通信模块和4fx(sc光接口)板卡对应的通信模块，用于实现以太网通信功能。
[0177]
其中，6fe和4fx板卡的物理接口不同，功能和api均相同，包括初始化、发送和接收功能。
[0178]
初始化用于配置ip地址，子网掩码和路由以及对socket的创建。
[0179]
发送即通过指定socket对外发送数据。
[0180]
接收即将接收到的数据返回给调用者。
[0181]
目标缓冲区可以为对应socket的缓冲区。
[0182]
需要说明的是，在安全平台仿真系统中，以太网接收数据由单独的线程完成，且不受平台周期约束实时接收来自网络的数据，并将收到的数据保存到对应socket的缓冲区中。
[0183]
在接收数据的情况下，当应用软件通过api获取接收数据时，安全平台仿真系统将目标缓冲区中所有的数据同时返回给调用者。
[0184]
在发送数据的情况下，则是立即执行，即应用程序调用平台接口发送数据时，安全平台仿真系统立即向网络发送数据。
[0185]
收发数据的特性与真实平台行为保持一致。
[0186]
在一些实施例中，tcp类型(包括server和client)的socket的状态管理也在接收数据的线程中完成。
[0187]
具体实现中，主要采用多路复用技术，即用select系统调用来监视并等待所有socket的属性发生变化，其监视的属性包括：readfds(可读)、writefds(可写)和exceptfds(异常)等类型。
[0188]
调用后select函数会阻塞(该线程会处于睡眠状态)，直到有socket就绪(有数据可读、可写、或者有错误异常)，或者超时(timeout指定等待时间)函数才返回并唤醒该线
程。
[0189]
当select()函数返回后，若有socket就绪(即select返回值大于0)可通过fd_isset查询状态发生变化的socket，并对该socket进行相应的处理。
[0190]
根据本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用方法，通过采用安全平台仿真系统能够实现与硬件平台相同的以太网通信功能，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
[0191]
经发明人多次试验，本技术实施例提供的安全平台仿真系统，能够从开发、生产与测试以及培训等多个方面提高用户的工作效率。
[0192]
一、可以从以下几个方面为研发人员搭建方便快捷的开发环境：
[0193]
1)开发人员在普通的pc机或笔记本上就可以完成开发、调试和测试，减低了对硬件平台的依赖和对实验室环境的要求，减少了公司的研发成本。
[0194]
2)相比相关技术中采用jd-ia的在dos模式下开发，window的方便性能够极大地提高了工作效率，另外windows应用软件可用内存远远超过640k内存，不存在因为内存限制导致无法调试的情况。
[0195]
3)可充分利用windows中的有许多成熟、先进的测试工具，为保障软件质量提供了更多的技术和措施。如在开发中引入了c++test测试工具，开发人员可以随时检查所编写的代码是否符合公司指定的规范。
[0196]
二、使用安全平台仿真系统后，生产(指使用通用软件制作车站软件的过程)人员完全可以在普通的pc机或笔记本电脑上进行，不必占用实验室的测试环境，避免了因环境不够而相互等待的情况，节省了公司成本，提高了工作效率。另外，生产人员还可以在自己的计算机上搭建测试环境，对所生成的车站软件做初步的测试，以避免因笔误造成一些没必要的反复。
[0197]
三、还可以安全平台仿真系统搭建培训系统，实现联锁逻辑与实际车站完全相同，学以致用，针对性强，可以起到较好的培训效果，成本低且易于推广。
[0198]
采用以安全平台仿真系统搭建的培训系统可以极大程度地降低培训系统成本，消除作业人员因培训不到位造成的安全隐患，对加强站段实训基地建设、满足一线职工培训要求具有积极意义。
[0199]
本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用方法，执行主体可以为安全平台仿真系统应用装置。本技术实施例中以安全平台仿真系统应用装置执行安全平台仿真系统应用方法为例，说明本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用装置。
[0200]
本技术实施例还提供一种安全平台仿真系统应用装置。
[0201]
如图7所示，该安全平台仿真系统应用装置应用于如上任意实施例所述的安全平台仿真系统，该装置包括：第一处理模块710、第二处理模块720和第三处理模块730。
[0202]
第一处理模块710，用于依次对安全平台仿真系统库和应用模块进行初始化处理；
[0203]
第二处理模块720，用于在初始化处理成功的情况下，控制安全平台仿真系统进入定周期处理状态；
[0204]
第三处理模块730，用于在定周期处理状态下，基于目标函数，在安全平台仿真系统中执行定周期任务。
[0205]
根据本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用装置，通过采用安全平台仿真系
统能够执行与硬件系统相同的定周期处理任务，从而实现平台调度功能，简单可靠且无需设置额外配置，有助于降低设计成本。
[0206]
在一些实施例中，该装置还可以包括：
[0207]
第四处理模块，用于在基于目标函数，在基于目标函数，在安全平台仿真系统中执行定周期任务之后，基于定周期处理状态对应的起始时刻和结束时刻，确定定周期处理状态的第一时长；
[0208]
第五处理模块，用于在第一时长小于安全平台仿真系统对应的目标运行周期时长的情况下，控制安全平台仿真系统进入空闲时间处理状态；
[0209]
第六处理模块，用于在第一时长不小于目标运行周期时长的情况下，控制安全平台仿真系统库进入下一轮的空闲时间处理状态。
[0210]
在一些实施例中，该装置还可以包括：
[0211]
第七处理模块，用于将接收到的第一数据存储至目标缓冲区；
[0212]
第八处理模块，用于接收用于获取数据的请求指令；
[0213]
第九处理模块，用于响应于请求指令，发送存储至目标缓冲区的第二数据；第二数据为存储至目标缓冲区的全部第一数据。
[0214]
本技术实施例提供的安全平台仿真系统应用装置能够实现图5至图6的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
[0215]
本技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述安全平台仿真系统应用方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0216]
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器rom、随机存取存储器ram、磁碟或者光盘等。
[0217]
本技术实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述安全平台仿真系统应用方法。
[0218]
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器rom、随机存取存储器ram、磁碟或者光盘等。
[0219]
本技术实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述安全平台仿真系统应用方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0220]
应理解，本技术实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
[0221]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及
的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
[0222]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
[0223]
上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。
[0224]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0225]
尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种安全平台仿真系统，其特征在于，应用于jd-ii型计算机联锁系统，所述jd-ii型计算机联锁系统包括联锁机、驱采机和jd-fs安全平台，所述jd-fs安全平台包括逻辑部、驱采部和comm接口，其中，所述逻辑部应用于所述联锁机，所述驱采部应用于所述驱采机；所述安全平台仿真系统包括：逻辑部仿真软件，所述逻辑部仿真软件用于加载所述逻辑部对应的功能；驱采部仿真软件，所述驱采部仿真软件用于加载所述驱采部对应的功能；api文件，所述api文件包括用于调用所述comm接口的接口函数。2.根据权利要求1所述的安全平台仿真系统，其特征在于，所述api文件还包括用于调用以太网通信的接口函数，所述以太网通信的接口函数应用于所述jd-ii型计算机联锁系统的系间通信接口和/或驱动采集通信接口。3.根据权利要求1所述的安全平台仿真系统，其特征在于，所述安全平台仿真系统还包括与所述jd-ii型计算机联锁系统的以太网通信接口对应的以太网通信模块，所述以太网通信接口对应有6个网口，且最大支持5块板卡。4.根据权利要求1所述的安全平台仿真系统，其特征在于，所述安全平台仿真系统还包括与所述jd-ii型计算机联锁系统的串口通信接口对应的串口通信模块，所述串口通信接口最大支持5块串口卡，且单个所述串口卡支持4个串口。5.根据权利要求1所述的安全平台仿真系统，其特征在于，所述安全平台仿真系统还包括与所述jd-ii型计算机联锁系统的采集驱动通信接口对应的采集驱动通信模块，所述采集驱动通信接口对应有32路采集路和16路驱动路。6.根据权利要求1-5任一项所述的安全平台仿真系统，其特征在于，所述联锁机包括第一联锁机和第二联锁机，所述安全平台仿真系统还包括至少两个第一共享内存模块，所述第一共享内存模块分别与所述第一联锁机和所述第二联锁机通信连接，且所述至少两个第一共享内存模块分别由互斥量核心对象进行保护。7.根据权利要求6所述的安全平台仿真系统，其特征在于，所述第一共享内存模块包括：工作状态模块，所述工作状态模块分别与所述第一联锁机和所述第二联锁机通信连接，且所述工作状态模块用于存储所述第一联锁机和所述第二联锁机的工作状态；主用状态模块，所述主用状态模块用于获取并存储双系联锁系统的当前主用状态。8.一种安全平台仿真系统应用方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的安全平台仿真系统，所述方法包括：对所述安全平台仿真系统进行初始化处理；在初始化处理成功的情况下，控制所述安全平台仿真系统进入定周期处理状态；在所述定周期处理状态下，基于目标函数，在所述安全平台仿真系统中执行定周期任务。9.根据权利要求8所述的安全平台仿真系统应用方法，其特征在于，在所述定周期处理状态下，基于目标函数，在所述安全平台仿真系统中执行定周期任务之后，所述方法还包括：基于所述定周期处理状态对应的起始时刻和结束时刻，确定所述定周期处理状态的第一时长；
在所述第一时长小于所述安全平台仿真系统对应的目标运行周期时长的情况下，控制所述安全平台仿真系统进入空闲时间处理状态；在所述第一时长不小于所述目标运行周期时长的情况下，控制所述安全平台仿真系统进入下一轮的空闲时间处理状态。10.根据权利要求8或9所述的安全平台仿真系统应用方法，其特征在于，还包括：将接收到的第一数据存储至目标缓冲区；接收用于获取数据的请求指令；响应于所述请求指令，发送存储至所述目标缓冲区的第二数据；所述第二数据为存储至所述目标缓冲区的全部第一数据。

技术总结
本申请公开了一种安全平台仿真系统和安全平台仿真系统应用方法，属于轨道交通技术领域。所述安全平台仿真系统，应用于JD-II型计算机联锁系统，JD-II型计算机联锁系统包括联锁机、驱采机和JD-FS安全平台，JD-FS安全平台包括逻辑部、驱采部和COMM接口，其中，逻辑部应用于联锁机，驱采部应用于驱采机；安全平台仿真系统包括：逻辑部仿真软件，逻辑部仿真软件用于加载逻辑部对应的功能；驱采部仿真软件，驱采部仿真软件用于加载驱采部对应的功能；API文件，API文件包括用于调用COMM接口的接口函数。本申请的安全平台仿真系统，能够降低研发、生产和测试成本，且提高工作效率。且提高工作效率。且提高工作效率。


技术研发人员：唐丕强 王金成 黄翌虹 张松涛 李世华 丁本江 刘闯 张荣涛 王磊
受保护的技术使用者：北京交大微联科技有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/22