列车首尾车载信号系统设备冗余方法、设备和系统与流程

1.本发明属于轨道交通领域，具体涉及列车首尾安装有车载信号系统如atp、lkj以及ato等相关装置及周边监测诊断设备，通过列首列尾间直接无线或贯通线通信，列车较长时可采用中继等通信手段提高通信可靠性，同时或单独采用列首列尾均与地面设备间进行车地无线通信交互数据，实现列车首尾信息的共享，进而实现列车首部与尾部设备的相互冗余，提高系统的可用性和可靠性。


背景技术：

2.车载信号系统包含列车运行控制系统核心部分，负责监控和控制列车安全运行，ato自动驾驶系统提高运输效率和舒适性，以及相关信号和通信设备、车载检测诊断设备等关键设备。目前动车组、动集动车组、城轨车辆的两端均安装有车载列控或信号设备，部分两端装有ato自动驾驶系统，但这些系统在列车两端均独立工作，若运行过程中运行端系统发生故障，列车将被迫降级或退出任务，严重影响运输效率。
3.本方法提出将列车两端的信号设备包括列控系统、ato系统等相关设备及监测诊断设备建立首尾冗余，同时不能影响到信号设备的安全性，提高信号系统的可用性和可靠性。
4.1、申请号为“201811497972.0”、申请日为“2018-12-07”、公开号为
“ꢀ
cn109649443b”、公开日为“2020-09-22”、名称为“一种城轨列车定位设备首尾冗余设计方法”、申请人为“天津津航计算技术研究所”的中国发明专利，本发明属于城市轨道交通信号技术领域，涉及一种城轨列车定位设备首尾冗余设计方法，包括在cbtc信号系统中，车辆的首尾两端分别安装一套btm定位设备；车辆首尾两端的车载atp设有交互通道；车辆首尾两端的车载atp交互通道进行信息交互，交互的信息包括定位信息；利用交互信息，完成首尾两端时间分布和尾端定位。本发明所述方法在首端定位设备发生故障时，可以使用尾端定位信息维持自身定位，提高了系统可用性。首端atp切换到尾端atp的定位时瞬间安全包络可能会扩大，在最不利的情况下安全包络超过最大允许范围，atp输出紧急制动。
5.2、申请号为“202110288220 .9”、申请日为“2021 .03 .18”、公开号为
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cn 112660203a”、公开日为“2021.04.16”、名称为“一种车载信号设备的首尾冗余系统及其执行方法”、申请人为“北京全路通信信号研究设计院集团有限公司”的中国发明专利，本发明公开了一种车载信号设备的首尾冗余系统及其执行方法，首尾冗余系统由首端车载atp设备和尾端车载atp设备连接组成，车载atp设备包括obcu、数据处理单元和外部设备，obcu和数据处理单元均直接与通信总线连接，外部设备与数据处理单元连接；执行方法为外部设备将数据发送给数据处理单元，数据处理单元处理后形成数据帧发送给obcu，obcu接收数据帧进行计算，根据计算结果发出命令至数据处理单元；数据处理单元将接收的命令转化为列车信号输出给列车；如有某个控制组件出现问题对应组件进行替换，本方案只采用一种通信总线，省去了列车两端之间大量的io电缆和通信电缆，节约了成本也更便于检修和维护，实施性更强。
6.3、申请号为“201811220437.0”、申请日为“2018-10-19”、公开号为
“ꢀ
cn109532951a”、公开日为“2019-03-29”、名称为“一种轨道列车首尾冗余测速测距系统及方法”、申请人为“北京全路通信信号研究设计院集团有限公司”的中国发明专利，本发明提供一种轨道列车首尾冗余测速测距系统及方法，所述系统包括：列车首尾两端各有一套独立的测速测距系统；每套测速测距系统包括用于测速测距的m个主传感器、n个辅助传感器，其中m≥1，n≥0且m+n≥2；每套测速测距系统还包括一个测速测距处理单元，用于处理传感器测量数据，输出测速测距结果信息；列车首尾两端传感器测量信息通过通信装置在两个测速测距系统间共享；所述测速测距处理单元从两端测速测距系统的传感器中至少选择正常运行的x个传感器作为测量数据来源进行处理，x个传感器中至少有y个是主传感器。所述系统实现了列车首尾安全冗余定位，提高了列车自动运行的可靠性。
7.4、《西门子信号系统车载设备头尾冗余功能简述》中介绍了西门子公司在城轨信号系统冗余防范，具体描述：两端的车载控制单元接收来自两个驾驶室的按钮、开关和接点的所有输入。如果atp检测到内部故障，则会立即切断其安全输出。在切换到另一套车载控制单元后，列车将以同样的运行模式继续运行。为了提供一个热备的atp冗余模式，两端atp的输出需要相互连接起来。
8.5、《城市轨道交通车载 atc 控制系统冗余方式对比分析》中描述了卡斯柯和泰雷兹的cbtc的车载atc冗余系统，卡斯柯的车载信号设备采用首尾冗余配置，实质上是首尾车载控制器的核心处理单元冗余，即核心处理单元二乘二取二配置，而输入输出单元首尾不能冗余，即单端三取二配置，而泰雷兹的车载信号设备冗余切换方式是备用控制器通过监听主用控制器的在线工作状态是否激活来判断是否需要切换，一旦备用控制器收到主用控制器在线工作状态信号断开，备用控制器会在500 ms 内完成切换，因切换需500 ms，车载atc 控制系统切换过程中主用车载atc 控制器会中断所有对车辆的输出，包括紧急制动控制命令，因此会导致车辆施加紧急制动，为实现主用和备用车载atc 控制器无缝切换，需要车辆紧急制动电路配合，在备用车载atc 控制器接管电路后，可以根据车载atc 控制系统的指令恢复因车载atc 控制器切换而中断的紧急制动（eb）电路。
9.上述专利和文献提出的首尾冗余方案，要么只是冗余部分功能，要么提出完整但不具备实际应用价值的方案,有些不具备首尾冗余条件的如tcr（轨道信息采集），同时没有提供正确的列车接口冗余方案，设备采用了总线通信方式，列车能提供的贯通线很少，不具有实用价值，同时现有方案大部分是针对城市轨道交通信号系统的冗余设计。


技术实现要素：

10.本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提出针对非机辆模式如动车组、动集式动车组、城轨列车等列车首尾两端的车载信号设备互为独立状态，或仅通过列车贯通线如通信总线或点对点串行线方式交互数据实现的冗余，通过一定措施实现列车两端车载信号设备互为可靠冗余，提高车载信号设备的可用性和可靠性。
11.车载信号设备包含车载列控系统和自动驾驶系统等相关设备，以及车载监测诊断设备等。
12.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：针对短编组列车可采用列首与列尾之间直接无线或贯通线通信，实现列首信号设备与列尾信号设备的信息冗余，对于
长编组列车或较长列车采用列车中部通信中继方式，实现长编组列车首尾信号设备信息可靠冗余，进而实现车载信号设备首尾冗余。
13.在车地通信满足实时性、数据量和可靠性等要求时，列车首尾信号设备也可通过车地通信与地面设备通信实现列车首尾设备信息共享冗余，实现首尾车载信号设备冗余。
14.在车地无线通信弱场区或无场区，可根据实际情况采取不同通信方式，可布置直放站加天线或泄露电缆方式，或通过中继方式，可同时采用信号交织覆盖布置，提高车地通信可靠性。
15.列车提供有预留贯通通信总线，可将贯通通信总线或点对点串行通信作为首尾设备交互数据的手段或冗余备用。
16.列首列尾信号设备之间直接通过无线通信交互数据、或增加中继实现首尾信息的可靠无线通信，条件允许可单独或同时采用列车首尾信号设备的车地通信间接实现首尾信息交互，条件允许也可单独或同时采用列车首尾信号设备通过列车首尾贯通通信线实现首尾信息交互，进而实现首尾设备冗余，通信方式及组合方式可根据现场情况配置。
17.列首与列尾信号设备间无线通信可采用微波、数传电台、感应通信、wlan等通信方法，可采用扩频、跳频、定向天线等技术，列首与列尾相距较远，可采用中继方式，满足首尾无线通信要求，可同时采用多种或多个通信方式组合。
18.车地双向通信可采用移动通信技术（如gsm-r、gprs无线分组交换技术、lte、后续推出的新一代移动通信技术等）、卫星通信（如低延时卫星移动通信等）、wlan、微波通信、波导管、泄露电缆、感应环线、信标等点式或连续轨道电路通信技术，根据应用场景匹配合适的通信技术，针对通信盲弱区采用中继、直放站等方式加强场强，同时可采用蜂窝通信、扩频、调频等技术提高通信可靠性，可采用定向天线等，可同时采用多种或多个通信方式组合。
19.列车首尾贯通通信总线可采用rs422、rs485、can总线、mvb总线、以太网等总线或点对点通信技术等，介质可采用电缆或光纤，若采用电缆介质应采用差分通信方式，提高通信可靠性。
20.列首信号设备和列尾信号设备与地面设备间车地通信均可采用双网或多网冗余，列车首尾无线通信也可采用冗余网络，列车首尾贯通线通信也可采用冗余网络。
21.地面设备可具备与同一列车列首列尾信号设备同时交互数据的能力，即可提高车地通信冗余和可靠性，也可间接实现首尾设备间数据交互，进而实现首尾设备的冗余，在列首设备车地通信正常时，列尾设备的车地通信可用于车地间交互非关键数据如状态监控等。
22.应用于多列车虚拟编组时，前车列尾设备可借助首尾数据交互通道实现前后车的车车通信的通信中继，或通过前车列尾的车地通信实现前后车的车车通信的数据交互，作为虚拟编组车车通信的一部分。
23.列车的列首车载信号设备与列尾车载信号设备应能通过id号或其他方式被区分。
24.首尾信号设备冗余方式可采用热备或冷备方式，首尾设备间可根据实际情况采取部分设备冗余或全部设备冗余方式，对采用热备方式，备用设备可监测主控状态并与主控设备保持时间和处理同步，满足一定逻辑和条件自动切换，对于采用冷备方式，可降低设备工作时间，但需要手动切换或停车重新上电进行切换。
25.列车前进方向一端为列首，列车前进方向的另外一端为列尾，当不允许后端控制列车时，列车激活端的信号设备为列首设备，默认为主控设备，列尾信号设备备用，列首信号设备当担任务，此时列尾信号设备可用于记录状态和数据，或/和向列首主控设备提供列尾关键信息，如列尾制动压力信息、运动状态信息和位置信息等，列首车载信号设备可结合列尾制动压力信息、列尾运动信息如速度加速度和定位信息等，通过逻辑、比较判断，实现列车完整性状态判断。
26.在车载信号系统内现有设备能够建立首尾冗余的，不涉及与列车硬线相连的设备如制动接口、司控器接口等，可通过配置首尾通信或/和借助于列首列尾均与地面通信，实现首尾数据交互，进而实现设备首尾冗余，车载信号设备如atp、ato及lkj等主处理单元需要上电进行首尾主控选择和故障切换，而io设备等如测速测距定位系统包括加速度传感器、点式信息系统或信标系统、车地通信和车车通信系统、扩展单元和tax箱系统部分设备、记录设备、lais系统或车载lmd系统、制动压力采集、门控接口、通过网络相连到列车的设备等，io输入设备配置为首尾主处理单元共享，由主控设备主处理单元选择可信信息输入，io通信输出设备由主控设备主处理单元根据io通信输出设备状态控制输出，并通过编码、应答方式等确保输出可靠安全。
27.在车载信号系统内现有设备不能够建立首尾冗余的，可通过增加电气走线，配置额外器件实现首尾冗余，如stm系统即轨道电路信息接收系统的传感器因工作原理导致首尾不能构成冗余，可通过两端stm系统均采集两端的传感器，列车接口因激活端有效非激活端无效导致不能构成冗余，可通过两端设备均采集两端列车接口信息，主控端主处理单元通过互切逻辑等方式选择其中一端输出设备输出到列车接口，通过此操作实现设备首尾冗余，但此方法需要较大改动列车电气布局布线，并增加较多的电气走线。
28.通过布置环境感知传感器采集列车外部环境（如前方、后方、两侧）和内部状态，包括语音采集，并通过网络在首尾两端分享信息并显示或输出，满足列车后端开车条件，列车设备正常优先前端激活并控车，当列首设备故障时，不能通过前述首尾冗余继续控车的，可通过停车再切换到列尾控车，提高可用性。
29.满足列车后端开车条件，在列车需要频繁来回切换轨道时，可允许单端操控，降低劳动强度和提高效率。
30.正常情况下，默认主控设备与地面进行通信，备用的列尾设备与地面设备通信可热备或冷备，或可用于与地面交互非关键信息。
31.首尾设备本身存在冗余，主控端设备可优先在自身系统进行切换，切换逻辑控制按照即有冗余切换方式进行。
32.信号设备上电后通过读取列车激活端信息判断是否为列首信号设备，判断为列首信号设备后励磁主控标记继电器（两端主控标记继电器互锁），再读取主控标记继电器状态为符合逻辑后，列首信号设备当担主控设备，而判断为列尾信号设备需等待一定时间后去励磁对应主控标记继电器，若列首信号设备正常则列尾信号设备无法励磁对应主控标记继电器，读取对应继电器状态为非主控状态，此时列尾信号设备当担备机，若列首信号设备没能正常启动即没有成功励磁主控标记继电器，此时列尾信号设备成功励磁对应主控标记继电器，并读取状态符合逻辑，此时列尾信号设备当担主控设备，后续也通过通信标记主控状态和生命信号传达主控状态信息，励磁继电器可采用动态脉冲驱动，继电器状态通过编码
提高安全性。
33.主控选择和切换可通过增加第三方高可靠安全切换控制单元实现，切换控制单元同步通过网络同步首尾两端设备，并监测首尾两端设备状态，根据状态和外部条件如激活端信号等进行主控选择和切换控制。
34.首尾设备本身不具备冗余或因故障等原因已单系运行，非主处理功能单元的首尾冗余切换由主控设备主处理单元控制，主处理单元监测首尾两端io设备状态，主控设备主处理单元根据状态选择可信数据输入来源，主控设备主处理单元根据状态控制io设备输出，主处理单元的首尾冗余切换满足切换控制逻辑和防止双主，可采用外部互锁逻辑或独立切换控制单元保障切换可靠安全。
35.测速测距定位可采用轮轴测速、激光雷达视觉测速、交叉环线测速定位、gnss及差分测速定位、信标定位含点式应答系统、图像匹配定位、无线通信定位等装置。
36.列车车辆接口包含司控台设备接口、制动设备接口、门控设备接口等。
37.主控设备应能实时检测和监测备用设备状态。
38.首尾两端同步以主控端设备为准，或切换控制器控制首尾两端设备冗余，备用端设备通过网络与主控端设备保持同步。
39.本发明的有益效果为：通过实现首尾设备冗余，提高设备尤其是关键设备的可用性，降低或消除故障引起的影响，提高铁路运输效率。
附图说明
40.图1为基于低延时卫星通信实现列车首尾设备冗余的信号系统示意图，图2为基于移动通信技术实现列车首尾设备冗余的信号系统示意图，图3为基于无线通信技术实现城轨列车首尾设备冗余的信号系统示意图，图4为信号设备首尾冗余车载信号系统示意图，图中：1—车载信号系统、11—车载信号系统主处理单元、12—通信单元、121—车地通信、122—首尾无线通信、123—首尾贯通线通信、124—车车通信、13—周边监测诊断设备（tax箱、扩展单元等）、14—列车接口、141—列车车辆接口、142—门控单元、15—测速测距定位模块、16-点式信息或信标收发模块、17-连续信息收发模块、18-人机接口单元（包括dmi、人机操作接口）、19-记录单元、2-地面无线通信设备、21-城轨车地通信地面接入点、22-卫星通信网关、23-站内无线通信网关、24-网络设备（移动通信）、3-车地通信中间网络设备、31-无线通信基站（含中继和直放站等）、32-网关（低延时卫星通信）、33-站内无线通信基站、4-列控系统、41-有源/无源应答器或信标、42-轨道电路、43-站内精确定位设备如交叉环线或信标、44-车站列控中心、45-中继站列控中心、5-车站联锁、6-中心设备、61-tsrs临时限速服务器、62-rbc闭塞控制中心或数据服务器、63-站内数据服务器、7-调度指挥系统。
具体实施方式
41.下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的描述：本发明的列车首尾信号设备冗余系统如图1至图4所示:包括车载信号系统1、地面无线通信设备2、车地通信中间网络设备3、列控系统4、车站联锁5、中心设备6、调度指挥系
统7，实现列车车载信号设备的首尾冗余，适用于ctcs系统、cbtc系统以及itcs系统。
42.车载信号系统1包括车载信号系统主处理单元11、周边io设备如测速测距定位15、通信设备12和周边检测诊断设备13等。
43.车载信号设备1通过通信设备12、地面无线通信设备2和车地通信中间网络设备3单独或组合实现列车首尾设备数据交互，进而实现设备冗余。
44.列首或列尾车载信号设备1本身具备冗余如采用2乘结构或3取2结构等热备或冷备结构，优先在主控设备本身进行故障冗余切换，主控选择和切换按现有方式进行。
45.首尾车载信号设备1本身不具备冗余或因故障等原因已单系运行，车载信号设备1的io设备（设备12~19）的首尾冗余切换由主控设备主处理单元11控制，主处理单元11监测首尾两端io设备状态，主控设备主处理单元11根据状态选择可信io设备数据输入，主控设备主处理单元11根据状态控制可信io设备输出，并通过编码、应答、反馈和比较方式等确保输出输入可靠安全首尾车载信号设备1本身不具备冗余或因故障等原因已单系运行，主处理单元11的首尾冗余切换满足切换控制逻辑和防止双主，可采用外部互锁逻辑或独立切换控制单元保障主控选择和切换可靠安全，可同时通过通信应答方式、附加生命信号等确保控制安全。
46.在车载信号系统1内现有设备不能够建立首尾冗余的，可通过增加电气走线，配置额外器件实现首尾冗余，如stm系统17即轨道电路信息接收系统的传感器因工作原理导致首尾不能构成冗余，可通过两端stm系统均采集两端的传感器，列车接口14因激活端有效非激活端无效导致不能构成冗余，可通过两端设备均采集两端列车接口信息，主控端主处理单元通过互切逻辑等方式选择其中一端输出设备输出到列车接口，通过此操作实现设备首尾冗余，但此方法需要较大改动列车电气布局布线，并增加较多的电气走线。
47.通过布置环境感知传感器13采集列车外部环境（如前方、后方、两侧）和内部状态，包括语音采集，并通过网络在首尾两端分享信息并显示或输出，满足列车后端开车条件，列车设备正常优先前端激活并控车，当列首设备故障时，不能通过前述首尾冗余继续控车的，可通过停车再切换到列尾控车，提高可用性。
48.首尾两端同步以主控端设备为准，或切换控制器控制首尾两端设备冗余，备用端设备通过网络与主控端设备保持同步。
49.综上所述：本发明的有益效果为：通过首尾设备间构建直接或间接数据交互通道，实现首尾设备冗余，针对当前首尾设备不能构成冗余如轨道电路采集、列车接口和dmi等，通过两端增加冗余连接或通过感知单元实现列尾开车，可实现更多设备首尾冗余，提高设备可靠性，提高运输效率。
50.以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各项权利要求限定。

技术特征：
1.针对非机辆模式如动车组、动集式动车组、城轨列车等，列车首尾两端的车载信号设备互为独立状态，或仅通过贯通通信总线方式交互数据实现的冗余，通过配置直接或间接首尾交互数据通道，实现列车两端车载信号设备全部或部分互为冗余，列首列尾信号设备可配置为热备或冷备方式，提高车载信号设备的可用性和可靠性。2.首尾交互数据通道可为首尾设备间直接无线通信，可为贯通列车的总线通信或点对点串行通信方式，首尾距离较长增加通信中继，也可采用首尾设备均与地面通信间接实现首尾数据交互，通信网络可采用双网或多网冗余，首尾数据交互可单独或组合采用首尾设备直接通信或通过首尾设备的车地通信间接实现，进而实现首尾信号设备冗余；列首与列尾信号设备间无线通信可采用微波、数传电台、感应通信、wlan、wimax等通信方法，可采用扩频、跳频、定向天线等技术，满足首尾无线通信要求，可同时采用多种或多个通信方式组合；车地双向通信可采用移动通信技术（如gsm-r、gprs无线分组交换技术、lte、后续推出的新一代移动通信技术等）、卫星通信（如低延时卫星移动通信等）、wlan、wimax、微波通信、波导管、泄露电缆、感应环线、信标等点式或连续通信技术，根据应用场景匹配合适的通信技术，针对通信盲弱区采用中继、直放站等方式加强场强，同时可采用蜂窝通信、扩频、调频等技术提高通信可靠性，可采用定向天线等，可同时采用多种或多个通信方式组合；列车首尾贯通通信总线可采用rs422、rs485、can总线、mvb总线、以太网等总线或点对点串行通信技术等，介质可采用电缆或光纤，若采用电缆介质应采用差分通信方式，可同时采用多种或多个通信方式组合，提高通信可靠性。3.地面设备可具备与同一列车列首列尾信号设备同时交互数据的能力，列车的列首车载信号设备与列尾车载信号设备应能通过id号或其他方式被区分，即可提高车地通信冗余和可靠性，也可间接实现首尾设备间数据交互，在列首设备或主控设备车地通信正常时，列尾设备或备用设备的车地通信可用于车地间交互非关键数据如状态监控和诊断信息等。4.应用于多列车虚拟编组时，前车列尾设备可借助首尾数据交互通道实现前后车的车车通信的通信中继，或通过前车列尾的车地通信获取前车信息并再通过前后车的车车通信实现数据交互，通信网络可作为虚拟编组车车通信的一部分。5.车载信号设备包括列控车载设备如atp、lkj、ato等以及相关设备，同时也包括车载监测诊断设备等，正常情况下，可默认列首信号设备或列车激活端设备为主控设备，主控设备应能实时检测和监测备用设备状态，首尾两端同步以主控端设备为准，备用设备可监测主控设备状态并与主控设备保持时间和处理同步，同时备用设备可用于状态监测记录或向主控设备提供备用设备一端关键信息如压力、运动状态、位置等信息，主控设备可结合备用设备端信息进行控车和列车完整性判断等，对采用热备方式，备用设备可监测状态并与主控设备保持时间和处理同步，满足一定逻辑和条件自动切换，对于采用冷备方式，可降低设备工作时间，但需要手动切换或停车重新上电进行切换。6.首尾设备本身存在冗余，主控端设备可优先在自身系统进行切换，切换逻辑控制按照即有冗余切换方式进行，首尾设备本身不具备冗余或因故障等原因已单系运行，非主处理功能单元的首尾冗余切换由主控设备主处理单元控制，主控设备主处理单元监测首尾两端io设备状态，主控设备主处理单元根据状态选择可信数据输入，主控设备主处理单元根据状态控制选择io设备输出，主处理单元的首尾冗余切换满足切换控制逻辑和防止双主，可采用外部互锁逻辑或独立切换控制单元保障切换可靠安全。
7.采用外部互锁逻辑时，信号设备上电后通过读取列车激活端信息判断是否为列首信号设备，判断为列首信号设备后励磁主控标记继电器（两端主控标记继电器互锁），再读取主控标记继电器状态为符合逻辑后，列首信号设备当担主控设备，而判断为列尾信号设备需等待一定时间后去励磁对应主控标记继电器，若列首信号设备正常则列尾信号设备无法励磁对应主控标记继电器，读取对应继电器状态为非主控状态，此时列尾信号设备当担备机，若列首信号设备没能正常启动即没有成功励磁主控标记继电器，此时列尾信号设备成功励磁对应主控标记继电器，并读取状态符合逻辑，此时列尾信号设备当担主控设备，后续持续通过通信标记主控状态和生命信号传达主控状态信息，励磁继电器可采用动态脉冲驱动，继电器状态可通过编码提高安全性；主控选择和切换可通过增加第三方高可靠安全切换控制单元实现，切换控制单元通过网络同步首尾两端设备，并监测首尾两端设备状态，根据状态和外部条件如激活端信号等进行主控选择和切换控制。8.在车载信号系统内现有设备能够建立首尾冗余的，不涉及与列车及列车设备io相连的设备如制动接口、司控器接口等，可通过配置首尾通信或/和借助于列首列尾均与地面通信，实现首尾数据交互，进而实现设备首尾冗余；车载信号设备如atp、ato及lkj等主处理单元需要进行首尾主控选择和故障切换，而io设备等如测速测距定位系统包括加速度传感器、点式信息系统或信标读取系统、车地通信和车车通信系统、扩展单元和tax箱系统部分设备、记录设备、lais系统或车载lmd系统、制动压力采集、门控接口、通过网络相连到列车的设备等，io输入设备配置为对应首尾信号设备主处理单元共享，由主控设备主处理单元选择可信信息输入，io输出设备由主控设备主处理单元根据io输出设备状态选择控制输出，并通过编码、应答、反馈和比较方式等确保输出可靠安全。9.在车载信号系统内现有设备不能够建立首尾冗余的，可通过增加电气走线，配置额外器件实现首尾冗余，如stm系统即轨道电路信息接收系统的传感器因工作原理导致首尾不能构成冗余，可通过两端stm系统均采集两端的传感器，列车接口因激活端有效非激活端无效导致不能构成冗余，可通过两端设备均采集两端列车接口信息，主控端主处理单元通过互切逻辑等方式选择其中一端输出设备输出到列车接口，通过此操作实现设备首尾冗余，但此方法需要较大改动列车电气布局布线，并增加较多的电气走线。10.通过布置环境感知传感器采集列车外部环境（如前方、后方、两侧）和内部状态，包括语音采集，并通过网络在首尾两端分享信息并显示或输出，满足列车后端开车条件，列车设备正常优先前端激活并控车，当列首设备故障时，不能通过前述首尾冗余继续控车的，可通过停车再切换到列尾控车，提高可用性，满足列车后端开车条件，在列车需要频繁来回切换轨道时，可允许单端操控，降低劳动强度和提高效率。

技术总结
本发明列车首尾车载信号系统设备冗余方法和系统，针对非机辆模式如动车组、动集式动车组、城轨列车等列车，列车首尾安装有车载信号系统如ATP、LKJ以及ATO等相关装置及周边监测诊断设备，且首尾两端的车载信号设备互为独立状态，或仅通过列车贯通线如通信总线或点对点串行线方式交互数据，通过列首列尾间直接无线或贯通线通信，列车较长时可采用中继等通信手段提高通信可靠性，同时或单独采用列首列尾均与地面设备间进行车地无线通信交互数据，实现列车首尾信息的共享，进而实现列车首部与尾部设备的相互冗余，提高系统的可用性和可靠性。性。性。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：陈建明
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2023/4/19