CN103544863B - 轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块，其中数据交互模块具有便利的管理接口，多种数据存储单元和功能齐全的读写接口，并且具有一个通信协议池，支持多种通信协议接口与外系统进行数据交互。数据交互模块的管理接口和读写接口直接与培训仿真模拟器连接，通过调用各种通信协议接口建立各子专业通道与轨道交通综合监控系统连接，很好的实现了两者之间的数据交互功能，以便构成轨道交通综合监控培训仿真系统，用于地铁从业人员的培训工作。

Description

轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块及工作方法

技术领域

本发明涉及轨道交通综合监控培训仿真系统领域，更具体地讲，是轨道交通综合监控系统与培训仿真模拟器之间的数据交互模块。

背景技术

近年来，随着我国城市轨道交通行业的快速发展，对地铁从业人员的需求也越来越大。地铁从业人员在上岗之前，必须要进行系统的培训。轨道交通综合监控系统具有设备先进、结构复杂的特点，在以前的培训过程中，往往受到场地、设备、经费和安全性等方面的制约，严重影响培训的效果和进度。利用计算机数字仿真技术，通过软件模拟现场设备的功能、状态和变化过程，构建轨道交通综合监控培训仿真系统，可以提供逼真的工作环境，使地铁调度人员尽快熟悉工作环境和掌握操作技能。

数据交互模块位于培训仿真模拟器和轨道交通综合监控系统之间，建立起中间连接。轨道交通综合监控系统将学员的操作指令通过数据交互模块传递到培训仿真模拟器，培训仿真模拟器收到轨道交通综合监控系统操作指令后，经过响应运算，通过数据交互模块传回给轨道交通综合监控系统。培训仿真模拟器仿真设备运行状态，将仿真数据数据写入数据交互模块，轨道交通综合监控系统实时读取数据交互模块中的数据，在界面上显示设备的运行状态信息。

针对上述问题及要求，综合监控培训仿真系统不仅需要实现模拟仿真各个专业的设备运行状态，还要能够与各种轨道交通综合监控系统进行有效连接，实现信息交互。而现有技术中并没有专门为此类模拟仿真开发的方法。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块及工作方法，其主要功能是存储各子专业设备仿真的数据，并完成培训仿真模拟器与轨道交通综合监控系统的信息交互。

为实现上述发明目的，本发明轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块可采用如下技术方案：

一种轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块，

具有方便的管理接口，该管理接口用以创建数据存储区、分配存储区域、配置专业通信通道和销毁数据存储区；

存储区域具有多种数据存储单元；存储区域包括属性区和功能区，属性区存放的是设备点数据；功能区存放的是包括干预类型、动作时间、模拟量上下限的功能信息；在属性数据区，存储数字量属性数据的基本单位为一个比特位，存储模拟量属性数据的基本单位为一个寄存器；在功能数据区，存储数字量功能数据的基本单位为一个寄存器，存储模拟量功能数据的基本单位为五个寄存器；

具有功能齐全的读写接口，其中包括根据设备点的关键字和类型读写数据存储单元的接口，以及按地址方式读写数据、整体读写数据等接口；

具有通信协议池，支持多种通信协议与外系统连接，通信协议池支持IEC104协议、MODBUS协议、OPC协议、PELCO协议和DNP协议，并支持通信协议扩展。

所述存储区域的属性区和功能区根据轨道交通综合监控系统的子专业划分为PSCADA数据区域、BAS数据区域、FAS数据区域、PA数据区域、PIS数据区域和CCTV数据区域等。

上述轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块的工作方法，包括以下步骤：

步骤1，创建数据存储区；在培训仿真模拟服务器上，开启数据交互模块的程序，判断服务器是否有充足的闲置共享内存，如果没有，则减少服务器上共享内存使用量，当服务器上有充足的闲置共享内存后，申请若干大小的共享内存作为数据交互模块的数据存储区；

步骤2，分配数据存储区；将数据交互模块的数据存储区在逻辑上划分为两个数据片区，属性区和功能区，并在每个片区按照综合监控系统子专业划分区域；

步骤3，配置专业通道；在培训仿真时，轨道交通综合监控系统采集步骤2中属性区的数据，因而为该区每个子专业存储区域配置与轨道交通综合监控系统交互的通信协议，构成专业通道；

步骤4，数据交互；在完成上面步骤的基本配置后，在培训仿真模拟服务器上，开启数据交互模块的读写程序，获取数据交互模块信息；数据交互模块在与外部的轨道交通综合监控系统进行数据交互时，模拟各类通信从站设备，接收轨道交通综合监控系统的命令包，回送数据包，完成读写操作。这样，两者通过对数据交互模块中数据存储区数据的读写，有效地实现了数据交互。

步骤5，退出程序；在培训结束之后，轨道综合监控系统和培训仿真模拟器要释放数据交互模块资源并销毁申请的共享内存，当判定共享内存完全销毁时，就可以执行退出程序。

本发明与现有技术相比，本发明轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块中，数据交互模块具有便利的管理接口，多种数据存储单元和功能齐全的读写接口，并且具有一个通信协议池，支持多种通信协议接口与外系统进行数据交互。数据交互模块的管理接口和读写接口直接与培训仿真模拟器连接，通过调用各种通信协议接口建立各子专业通道与轨道交通综合监控系统连接，很好的实现了两者之间的数据交互功能，以便构成轨道交通综合监控培训仿真系统，用于地铁从业人员的培训工作。

附图说明

图1是轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块的结构图。

图2是轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明的数据交互模块具有便利的管理接口，多种数据存储单元和功能齐全的读写接口，并且具有一个通信协议池，支持多种通信协议接口与外系统进行数据交互。数据交互模块的管理接口和读写接口直接与培训仿真模拟器连接，通过调用各种通信协议接口建立各子专业通道与轨道交通综合监控系统连接，很好的实现了两者之间的数据交互功能。

轨道交通综合监控系统将学员的操作指令通过数据交互模块传递到培训仿真模拟器，培训仿真模拟器收到轨道交通综合监控系统操作指令后，经过响应运算，通过数据交互模块传回给轨道交通综合监控系统。培训仿真模拟器仿真设备运行状态，将仿真数据数据写入数据交互模块，轨道交通综合监控系统实时读取数据交互模块中的数据，在界面上显示设备的运行状态信息。

数据交互模块具有管理接口，由培训仿真模拟器控制管理，主要功能是创建数据存储区、分配存储区域、配置专业通信通道和销毁数据存储区等。

轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块的数据存储区是在培训仿真服务器上申请的若干大小的共享内存，根据应用功能在逻辑上划分为两个存储区域：属性区和功能区。属性区存放的是设备点数据，可以在轨道交通综合监控界面显示；功能区存放的是干预类型、动作时间、模拟量上下限等功能信息，用于培训仿真模拟器的功能计算。每个区又根据轨道交通综合监控系统的子专业划分为PSCADA数据区域、BAS数据区域、FAS数据区域、PA数据区域、PIS数据区域和CCTV数据区域等。

数据交互模块的数据存储区虽然在逻辑上由多个专业数据区域构成，但数据交互模块的数据存储基本单元是相同的，有以下四种类型：

在属性数据区，存储数字量属性数据的基本单位为一个比特位，存储模拟量属性数据的基本单位为一个寄存器。

在功能数据区，存储数字量功能数据的基本单位为一个寄存器，存储模拟量功能数据的基本单位为五个寄存器。

数据交互模块具有功能齐全的读写接口，不仅提供了根据设备点的关键字和类型读写数据存储单位的接口，还提供了按地址方式读写数据、整体读写数据等接口。在创建数据交互模块后，培训仿真模拟器可以根据需求使用相应的读写接口进行读写操作。

数据交互模块具有一个通信协议池，支持IEC104协议、MODBUS协议、OPC协议和PELCO协议等多种通信协议，能够与各厂家的轨道交通综合监控系统进行外接。数据交互模块在与外部的轨道交通综合监控系统进行数据交互时，模拟各类通信从站设备，接收轨道交通综合监控系统的命令包，回送数据包。数据交互模块中的共享内存区域可以设置不同的通信协议，以便接入各子专业通道，提高内存使用率。

如图2所示，为本发明的轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块的基本工作流程，步骤如下：

步骤1，创建数据存储区；

在培训仿真模拟服务器上，开启数据交互模块的程序，判断服务器是否有充足的闲置共享内存，如果没有，则减少服务器上共享内存使用量，当服务器上有充足的闲置共享内存后，申请若干大小的共享内存作为数据交互模块的数据存储区。

步骤2，分配数据存储区；

将数据交互模块的数据存储区在逻辑上划分为两个数据片区，属性区和功能区，并在每个片区按照综合监控系统子专业划分区域，如PSCADA区域、BAS区域、FAS区域和CCTV等区域，每个专业区域可以根据设备数目的多少合理划分。

步骤3，配置专业通道；

在培训仿真时，轨道交通综合监控系统会采集步骤2中属性区的数据，因而为该区每个子专业存储区域配置与轨道交通综合监控系统交互的通信协议，构成专业通道。例如，PSCADA专业配置IEC104协议传递数据，BAS专业配置MODBUS协议，CCTV专业配置PELCO协议。若通信协议池中没有综合监控系统子专业的一些特殊通信协议时，可以将特殊通信协议方便地扩展到通信协议池中，再配置该子专业通道。

步骤4，数据交互；

在完成上面步骤的基本配置后，在培训仿真模拟服务器上，开启数据交互模块的读写程序，获取数据交互模块信息。

培训仿真模拟器程序在读写操作时，使用相应的数据交互模块的读写接口读写数据交互模块中的数据。读写接口不仅提供了根据设备点的关键字和类型读写数据存储单位的接口，还提供了按地址方式读写数据、整体读写数据等接口。

数据交互模块在与外部的轨道交通综合监控系统进行数据交互时，模拟各类通信从站设备，接收轨道交通综合监控系统的命令包，回送数据包，完成读写操作。

这样，两者通过对数据交互模块中数据存储区数据的读写，有效地实现了数据交互。

步骤5，退出程序。

在培训结束之后，轨道综合监控系统和培训仿真模拟器要释放数据交互模块资源并销毁申请的共享内存，当判定共享内存完全销毁时，就可以执行退出程序。

Claims (3)

1.一种轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块，其特征在于：

具有方便的管理接口，该管理接口用以创建数据存储区、分配存储区域、配置专业通信通道和销毁数据存储区；

存储区域具有多种数据存储单元；存储区域包括属性区和功能区，属性区存放的是设备点数据；功能区存放的是包括干预类型、动作时间、模拟量上下限的功能信息；在属性数据区，存储数字量属性数据的基本单位为一个比特位，存储模拟量属性数据的基本单位为一个寄存器；在功能数据区，存储数字量功能数据的基本单位为一个寄存器，存储模拟量功能数据的基本单位为五个寄存器；

具有功能齐全的读写接口，其中包括根据设备点的关键字和类型读写数据存储单元的接口，以及按地址方式读写数据、整体读写数据接口；

具有通信协议池，支持多种通信协议与外系统连接，通信协议池支持IEC104协议、MODBUS协议、OPC协议、PELCO协议和DNP协议，并支持通信协议扩展。

2.如权利要求1所述的轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块，其特征在于：所述存储区域的属性区和功能区根据轨道交通综合监控系统的子专业划分为PSCADA数据区域、BAS数据区域、FAS数据区域、PA数据区域、PIS数据区域和CCTV数据区域。

3.一种如权利要求1或2所述的轨道交通综合监控培训仿真系统数据交互模块的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，创建数据存储区；在培训仿真模拟服务器上，开启数据交互模块的程序，判断服务器是否有充足的闲置共享内存，如果没有，则减少服务器上共享内存使用量，当服务器上有充足的闲置共享内存后，申请若干大小的共享内存作为数据交互模块的数据存储区；

步骤2，分配数据存储区；将数据交互模块的数据存储区在逻辑上划分为两个数据片区，该两个数据片区分别为属性区和功能区，并在每个片区按照综合监控系统子专业划分区域；

步骤3，配置专业通道；在培训仿真时，轨道交通综合监控系统采集步骤2中属性区的数据，因而为该属性区每个子专业存储区域配置与轨道交通综合监控系统交互的通信协议，构成专业通道；

步骤4，数据交互；在完成上面步骤的基本配置后，在培训仿真模拟服务器上，开启数据交互模块的读写程序，获取数据交互模块信息；数据交互模块在与外部的轨道交通综合监控系统进行数据交互时，模拟各类通信从站设备，接收轨道交通综合监控系统的命令包，回送数据包，完成读写操作；这样，两者通过对数据交互模块中数据存储区数据的读写，有效地实现了数据交互；

步骤5，退出程序；在培训结束之后，轨道综合监控系统和培训仿真模拟器要释放数据交互模块资源并销毁申请的共享内存，当判定共享内存完全销毁时，就可以执行退出程序。