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龙图腾网获悉兰州交通大学申请的专利一种基于双机热备伺服电机控制的道岔转辙机及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120270298B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510582412.9，技术领域涉及：B61L5/06；该发明授权一种基于双机热备伺服电机控制的道岔转辙机及控制方法是由赵斌;夏琦;吴刚;宋玉华;张正义;富成才;付帅设计研发完成，并于2025-05-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于双机热备伺服电机控制的道岔转辙机及控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于双机热备伺服电机控制的道岔转辙机及控制方法，属于铁路道岔控制领域，包括：指令输入模块，用于生成操作指令；双机热备控制模块，生成目标位置控制指令；FPGA逻辑控制模块，用于基于目标位置控制指令生成驱动信号，以及实时监测主控制器和冗余控制器的故障状态，并基于故障状态切换主控制器和冗余控制器的控制权；伺服驱动模块包括伺服电机，用于基于驱动信号控制铁路道岔的位置；状态监测模块，用于监测伺服驱动模块的运行状态。采用上述一种基于双机热备驱动伺服电机控制的道岔转辙机及控制方法，提高了系统的控制精度、响应速度和可靠性，从而采用通信的方式大幅增强了道岔操作的安全性和稳定性。

本发明授权一种基于双机热备伺服电机控制的道岔转辙机及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于双机热备伺服电机控制的道岔转辙机的控制方法，其特征在于： 基于双机热备伺服电机控制的道岔转辙机，其特征在于：包括： 指令输入模块，用于生成操作指令； 双机热备控制模块包括内置相同的控制逻辑且相互通讯的主控制器和冗余控制器，用于基于确定控制权的主控制器或者冗余控制器处理操作指令，生成目标位置控制指令； FPGA逻辑控制模块，用于基于目标位置控制指令生成驱动信号，以及实时监测主控制器和冗余控制器的故障状态，并基于故障状态切换主控制器和冗余控制器的控制权； 伺服驱动模块包括伺服电机，用于基于驱动信号控制铁路道岔的位置； 状态监测模块，用于监测伺服驱动模块的运行状态，并反馈至FPGA逻辑控制模块； 指令输入模块、双机热备控制模块、FPGA逻辑控制模块和伺服驱动模块依次通讯连接，伺服驱动模块还经状态监测模块与FPGA逻辑控制模块反馈连接； 控制方法包括以下步骤： S1、系统初始化：分别对双机热备控制模块、FPGA逻辑控制模块和伺服驱动模块进行初始化设置，初始状态下，主控制器具有控制权，冗余控制器进入热备状态； S2、利用指令输入模块输入操作指令，再将操作指令传输至主控制器，并经串口同步传输至冗余控制器； S3、判断主控制器和冗余控制器是否数据同步，若是则执行步骤S4，否则利用基于时间戳的差分同步算法进行数据同步； S4、主控制器向FPGA逻辑控制模块发送查询命令，FPGA逻辑控制模块将上一次伺服驱动模块的运行状态反馈至主控制器； S5、主控制器基于步骤S4反馈的运行状态判断接收的操作指令是否合法，若是则执行步骤S6，否则反馈至指令输入模块； S6、主控制器的控制板将操作指令发送至主控制器的驱动板，生成目标位置控制指令，并将目标位置控制指令传输至FPGA逻辑控制模块； S7、FPGA逻辑控制模块进行一致性检验，并基于目标位置控制指令生成驱动信号； S8、伺服驱动模块根据生成的驱动信号，进行正转或者反转，改变道岔位置，并在此过程中利用状态监测模块监测伺服驱动模块的运行状态，以此判断道岔是否到位，直至道岔到位，关闭伺服驱动模块，双机热备控制模块和FPGA逻辑控制模块存储更新后的数据； 在步骤S1-步骤S8的过程中，利用FPGA逻辑控制模块周期性判断主控制器是否发生故障，若发生故障，则FPGA逻辑控制模块将控制权由主控制器切换至冗余控制器，并将当前冗余控制器标记为主控制器，将恢复正常后的原主控制器标记为冗余控制器； 步骤S3具体包括以下步骤： S31、同步初始化； S311、主控制器与冗余控制器上电后，通过握手协议建立通信链路； S312、交换初始寄存器数据：系统时钟基准值T0和关键参数初始值，其中关键参数包括道岔位置、电机扭矩、故障码等； S313、主控制器周期生成时间戳序列Tk： Tk＝T0+k*ΔTk＝1,2...n； 式中，ΔT为同步周期；T0为系统时钟基准值；k为主控制器的周期计数器；n为周期总数； S32、周期性数据比对； S321、主控制器在每个同步周期执行：冻结当前控制指令输出，以及读取自身寄存器数据M＝{M1,M2,...,MN}，M1,M2,...,MN分别表示主控制器的寄存器中的第1,2,…N个关键参数，关键参数包括道岔位置、电机扭矩、故障码； S322、向冗余控制器发送差异请求包； S323、冗余控制器收到差异请求包后，校验其完整性，并通过CRC32算法计算自身参数哈希值HASHB： HASHB＝CRC32B1||B2||...||BN 式中，B1,B2,…,BN均为冗余控制器收到差异请求包中的数据； S324、比对主控制器内寄存器存储数据M的哈希值HASHM与HASHB的一致性，若一致则返回同步确认包，否则执行步骤S33； S33、计算差异量并执行同步决策； S331、计算数据差异量D： 式中，Mi为主控制器寄存器数据；Bi为冗余控制器寄存器数据，N为关键参数数量；δ为防除零系数，且δ＝0.1； S332、设定阈值为D0，当D＞D0时触发全量同步策略，当D≤D0时触发增量同步策略； 其中，全量同步策略如下：首先，主控制器冻结控制输出，并发送全量数据包；其次，冗余控制器接收全量数据包并校验后，将自身寄存器数值替换为接收的全量数据包，返回同步完成确认包；最后，主控制器接收同步完成确认包后，比对哈希值一致性，并解除控制输出冻结，恢复实时控制； 增量同步策略如下：首先，主控制器计算差异参数集其次，主控制器向冗余控制器发送增量数据包，即差异参数集；最后，冗余控制器接收增量数据包，并按索引更新本地寄存器，同时返回增量确认包。

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