基于云边协同的CBTC系统关键技术（一）集群式安全计算机平台
基于云边协同的CBTC系统（以下简称EC-CBTC系统）相比传统的CBTC系统，具有可用性高、可维护性好、易于升级改造、无安全短板（全系统采用SIL4级安全控制器）和支持大规模互联互通等优势（参看基于云边协同的CBTC系统架构初探一文）。与传统的CBTC系统采用分布式架构，分散部署（在集中站和列车上）安全计算机平台不同，EC-CBTC系统是构建在集群化或云化的安全计算机平台、安全的边缘控制器及低延迟确定性网络基础上的，上述技术在城市轨道交通领域尚未规模化应用，因此，在EC-CBTC系统中，对于包括安全计算机基础设施、安全边缘控制器和低时延确定性网络的实现问题，应予以仔细考虑。
集群式安全计算机平台
集群式安全计算机平台承载EC-CBTC系统中的TC（列车控制器）和WSC（轨旁控制器）子系统模块，安全完整性等级为SIL4级。
集群式安全计算机平台，由与云平台中的“裸金属”服务器类似的，相互独立的板卡式安全计算安全计算机单元（SCU）构成，这些板卡式安全计算机单元被高密度的部署于控制中心机房内的机柜中。每套板卡式安全计算机单元可以是2oo2或2oo3结构，并由独立的电源板供电。
集群式安全计算机平台中的安全计算机单元被划分为主用单元集群和备用单元集群，通过双环TSN相互连接。
进一步，集群式安全计算机平台中的所有安全计算机单元，可以共享静态数据库和动态数据库。出于提高可用性考虑，承载静态数据库和动态数据库的安全计算机单元冗余度，宜高于承载应用的安全计算机单元。静态数据库和动态数据库均为部署在安全计算机单元中的实时数据库，这些数据库系统只对有限数量的安全计算机单元服务，且严格按照查询请求顺序，在确定的时延范围内输出查询结果。
一种集群式安全计算机平台方案的架构如图1所示。
2oo3 RTDB-三取二实时数据库；
TSN-时间敏感网络；TSN SW-TSN交换机。
图1 集群式安全计算机平台方案架构
通过共享静态数据库，可实现线路电子地图数据的统一升级，为支持大规模线网的互联互通奠定基础。同时，通过共享动态数据库，可使TC、WSC应用成为无状态应用，在双系切换时，无需进行数据同步，只需从备用单元集群中任意分配一个热备单元，从动态数据库加载数据，接管主用单元的工作，即可完成主备切换，在主用单元可靠性较好，维护及时的情况下，可以减少备用单元的配置数量，备用单元无需与主用单元1:1配置，从而可有效降低系统成本。
（未完待续，下期介绍云化安全计算机平台）
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