CN107272401B - 旅客信息系统控制方法 - Google Patents

Abstract

旅客信息系统主控系统，用于旅客信息系统的控制，包括互为冗余的且可相互通信的第一主控单元和第二主控单元，第一主控单元和第二主控单元均包括控制端和信息端，通过控制端与旅客信息系统子设备连接，同时，通过信息端与旅客信息系统子设备连接，二者均包括状态切换单元，包括主机和从机两种运行状态，主机运行状态下，主控单元接通控制端和信息解析端与旅客信息系统子设备的连接；从机运行状态下，主控单元接通信息解析端与旅客信息系统的子设备连接。本专利在旅客信息系统主控单元加入了热备冗余保护控制逻辑，让两个主控单元同时进行计算，但只有主机(即计算又控制)进行控制功能，从机只完成计算功能。保证可靠的主从判断接管机制。

Description

旅客信息系统控制方法

技术领域

本发明属于铁路客车旅客信息系统技术领域，涉及一种旅客信息系统主控系统及控制方法。

背景技术

列车旅客信息系统使列车分布式服务系统，包括广播系统、视频系统、车内对讲系统等，随着城市地铁和轻轨的快速发展，旅客信息系统已经广泛的应用到各个列车上为乘客提供便捷的乘车服务信息。

旅客信息系统主控单元用于控制旅客信息系统的工作，例如控制播出到站信息、播放音视频娱乐节目等。通常，一列车只配备一名司机，因此，当主控单元发生故障时，只能通过司机人工广播通知乘客到站信息，这必将影响司机开车从而带来安全隐患。

解决这一问题的主要办法是配置冗余的主控单元。现有部分列车中，列车配备两个主控单元。为了避免两个主机同时管理子设备相互冲突，现有技术中，两个主控单元的工作模式为：一个主控单元作为主机，用以执行信息计算(例如音视频解码、到站信息计算等)和系统控制(例如音视频播报)工作，而另一台主控单元作为从机，处于待机状态，不执行任何工作。当一台主机发生故障，另一台主机才进行接管，执行信息解析计算和系统控制工作。而两个主控单元之间的信息反馈会存在信息延迟，并且由从机向主机状态的切换也需要时间延迟，因此，主从切换必然存在接管延迟，可能会出现主机故障后一段时间漏报到站信息的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旅客信息系统主控单元冗余控制方法，该方法可以自动识别主机、从机状态，且在主机故障时，迅速切换主机、从机工作职能，从而解决现有技术中旅客信息系统主控单元冗余控制方法存在的主从状态切换延迟造成的控制延迟，从而造成信息播放延迟、信息漏播等问题。

为了解决以上问题，本发明提供以下技术方案：

旅客信息系统主控系统，用于旅客信息系统的控制，所述旅客信息系统包括多种旅客信息子设备，包括互为冗余的且可相互通信的第一主控单元和第二主控单元，第一主控单元和第二主控单元均包括控制端和信息端，通过控制端与旅客信息系统子设备连接，以向所述子设备发送控制信号，同时，通过信息端与旅客信息系统子设备连接，以获取所述子设备的信息并向子设备输出数据的信息；二者均包括状态切换单元，包括主机和从机两种运行状态，主机运行状态下，主控单元接通控制端和信息解析端与旅客信息系统子设备的连接；从机运行状态下，主控单元接通信息解析端与旅客信息系统的子设备连接。

优选为：所述第一主控单元和第二主控单元进一步均包括，用以检测自身是否为应处于主机状态的主机复位信号检测单元，所述主机复位信号检测单元包括以下功能模块的一个或以下功能模块的组合：

用以识别钥匙插入/拔出的钥匙信号识别模块；

用以将主控单元状态设定为主机状态的状态设定模块；

用以获取另一主控单元工作状态信号的热备检测模块。

旅客信息系统控制方法，处于主机状态的主控单元接通控制端及信息端与子设备的连接，获取所述子设备的信息并向子设备发送数据的信息；处于从机状态的主控单元接通信息端与子设备的连接，获取所述子设备的信息但并不向子设备输出数据的信息；当处于主机状态下的主控单元失去主机状态时，处于从机状态的主控单元执行向子设备发送数据的信息的工作

优选为：上电后，第一主控单元和第二主控单元默认均为从机状态，彼此检测是否收到对方发送的用以反应主控单元是否满足主机触发条件的主控单元复位信号，发出主设备复位信号的一方设定为主机状态；所述主机触发条件为以下条件的一个或几个的组合：钥匙插入信号、主机状态设定信号、对方主控单元工作状态异常的热备信号。

优选为：进一步包括以下步骤：收到对方主控单元的主设备复位信号后，进一步对对方主控单元进行热备检测，即检测对方主控单元是否发送工作状态异常信号，若是，则将自身状态切换为主机状态，若否，则对方主控单元仍为主机状态。

优选为：收到对方的主设备复位信号后，检测在连续时间段T内，是否收到对方主控单元发送的工作状态正常信号。

优选为：所述主设备复位信号包括钥匙钥匙插入信号、主机状态设定信号和热备信号，且信号具有以下优先级：钥匙插入/拔出信号的优先级最高，热备信号的优先级最低。

优选为：当处于主机状态的主控单元获取从机触发信号后，其工作状态由主机状态切换为从机状态。

优选为：从机触发信号为：

当主机状态是由钥匙插入信号触发，则钥匙拔出信号作为从机触发信号；

或，

当主机状态是由状态设定模块设定，则将对方主控单元状态设定模块设定对方主控单元为主机的设定信号或者对方主控单元钥匙插入信号及工作状态正常信号作为从机触发信号；

或，

当主机状态是由对方主控单元热备信号触发，则将对方主控单元的工作状态正常信号作为从机触发信号。

优选为：当主机状态是由状态设定模块设定或对方主控单元热备信号触发，随后又检测到钥匙插入信号后，则将钥匙拔出信号作为从机触发信号。

优选为：当主机状态是由状态设定模块设定，则将对方主控单元状态设定模块设定对方主控单元为主机的设定信号，或，对方主控单元的工作状态信号及钥匙插入信号作为从机触发信号，且钥匙插入信号优先级高于状态设定单元设定信号优先级。

本发明的有益效果为：

本专利在旅客信息系统主控单元加入了热备冗余保护控制逻辑，让两个主控单元同时进行计算，但只有主机(即计算又控制)进行控制功能，从机只完成计算功能。除此之外，两台主从机实时进行信息(工作状态信息、报警信息)确认以确保记录的状态信息同步，在主机发生故障时，从机的实时接管。对于热备系统，虽然保证了实时性，但极有可能出现某一时刻系统同时出现两个主控点，造成系统管理混乱，子设备错误响应的问题，因此，本发明提出了可靠的主从判断接管机制。

附图说明

图1为旅客信息系统结构示意图；

图2为热备保护流程图；

图3为主控系统控制方法完整流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提供了一种旅客信息系统的主控系统以及应用该主控单元对旅客信息系统进行控制的控制方法，采用该主控单元和控制方法，可以实现可靠的主控单元主控机制切换。

旅客信息系统主控单元，用于旅客信息系统的控制，结构具体参考图1。旅客信息系统包括多种旅客信息子设备，例如每节车厢内均设置有视频播放设备、广播设备等。

主控单元包括互为冗余的且可相互通信的第一主控单元和第二主控单元，两个主控单元的配置相同，功能也相同，本实施例中，两个主控单元分别设置在头车和尾车中。每节车厢内均设置有交换机，每节车厢内的交换机均连接该车厢内的旅客信息系统子设备，以向车厢的子设备传递旅客信息。与头车和尾车相连的车厢内的交换机分别与第一主控单元或第二主控单元连接，以实现两个主控单元与旅客信息系统子设备的通讯。

本发明主控单元的主要特点在于：第一主控单元和第二主控单元均包括控制端和信息端，通过控制端与旅客信息系统子设备连接，以向所述子设备发送控制信号，同时，通过信息端与旅客信息系统子设备连接，以获取所述子设备的信息并向子设备输出数据的信息。二者均包括状态切换单元，包括主机和从机两种运行状态，每个主控单元近可以工作在一种运行状态；主机运行状态下，主控单元接通控制端和信息解析端与旅客信息子设备的连接，即该主控单元可以控制旅客信息系统子设备的工作，同时也可以获取旅客信息系统子设备的信息，以及向子设备发送数据信息，例如，可以发送视频信息到各节车厢内的视频设备；从机运行状态下，主控单元接通信息解析端与旅客信息子设备的连接，此时，主控单元不可用于向子设备发送控制指令，但可以获取子设备的信息。

为了可以实现主机和从机状态的设定，第一主控单元和第二主控单元进一步均包括，用以检测自身是否为应处于主机状态的主机复位信号检测单元，主机复位信号检测单元包括以下功能模块的一个或以下功能模块的组合：

用以识别钥匙插入/拔出的钥匙信号识别模块；当司机插入钥匙或者拔出钥匙时，该模块将反馈相应的信息；

用以将主控单元状态设定为主机状态的状态设定模块；当通过状态设定模块设定主控单元的状态时，主控单元运行状态切换到相应的设定状态；此处所述的运行状态是指主控单元运行在主机状态还是从机状态；例如，设定第一主控单元为主机状态，则其执行主机状态工作职能；此处所述的状态设定模块的作用主要是用于手动设定主控单元的运行状态；

用以获取对方主控单元工作状态信号的热备检测模块；此处所说的工作状态是指主控单元是否可以正常工作，以第一主控单元为例，相对于第一主控单元，对方主控单元为第二主控单元，第一主控单元的热备检测模块获取第二主控单元的工作状态信号，例如，若第二主控单元故障，则信号将反馈到第一主控单元。

主控单元根据以上一种或几种信号的组合来切换第一/第二主控单元的运行状态。

旅客信息系统控制方法，与传统的冗余控制单元的控制方法不同。处于主机状态的主控单元接通控制端及信息端与子设备的连接，获取所述子设备的信息并向子设备发送数据的信息，即处于主机运行状态下的主控单元可以控制旅客信息系统子设备的工作，同时也可以获取旅客信息系统子设备的信息，以及向子设备发送数据信息；处于从机状态的主控单元接通信息端与子设备的连接，获取所述子设备的信息但并不向子设备输出数据的信息；当处于主机状态下的主控单元失去主机状态时，处于从机状态的主控单元执行向子设备发送数据的信息的工作。失去主机状态可以是由多种原因造成的，例如该主控单元发生故障、系统崩溃、长时间运行CPU过热导致主板故障、输入设备异常等。

需要说明的是，两个主控单元存在同时为从机的状态.例如:司机还未在任意端插入钥匙信号.冗余保证的是不能两端同时为主机。

上电后，第一主控单元和第二主控单元默认均为从机状态，即两个主控单元均将自己设定为从机，两个主控单元均进行定位计算、音频解码计算等工作。此时，彼此检测是否收到对方发送的用以反应主控单元是否满足主机触发条件的主控单元复位信号，主机复位信号用于表达这一方具备被设定为主机的条件，因此，发出主设备复位信号的一方设定为主机状态，另一方设定为从机状态。状态设定后，两个主控单元分别按各自的运行状态执行相应的工作。

主机触发条件为以下条件的一个或几个的组合：钥匙插入信号、主机状态设定信号、对方主控单元工作状态异常的热备信号。

即主机复位信号可以采用以上三种信号中的一种，或者采用三种信号中的两种或者三种。当采用多种信号的组合时，需分别对每种信号进行判断。若采用多种信号的组合，则要设定信号的优先级。例如，所述主设备复位信号包括钥匙钥匙插入信号、主机状态设定信号和热备信号，且信号具有以下优先级：钥匙插入/拔出信号的优先级最高，热备信号的优先级最低。

进一步包括以下步骤：收到对方主控单元的主设备复位信号后，进一步对对方主控单元进行热备检测，即检测对方主控单元是否发送工作状态异常信号，若是，则将自身状态切换为主机状态，若否，则对方主控单元仍为主机状态。

为了保证信号的稳定性，避免发生错判，收到对方的主设备复位信号后，检测在连续时间段T内，是否收到对方主控单元发送的工作状态异常信号。

当处于主机状态的主控单元获取从机触发信号后，其运行状态由主机状态切换为从机状态。

该控制方法具有热备保护功能，可以及时对主控单元的故障做出反应，避免由于其故障导致的旅客信息系统时间延误。

以下，以音频信息输出为例来详细的描述热备处理的具体实施方式。流程图具体参考图 2。

上电后，第一主控单元和第二主控单元均默认为从机状态，均进行音频解码工作。

此时第一主控单元和第二主控单元相互检测是否收到对方发送给自己的复位信号，以钥匙插入信号为例，若第一主控单元发出钥匙插入信号，则此时，第一主控单元将工作在主机状态；第二主控单元检测到第一主控单元的这一主机复位信号，第二主控单元工作在从机状态。

若第一主控单元为故障单元，则其不能执行主控单元的相关工作。因此，两个主控单元的运行状态设定好之后，第二主控单元需要继续检测第一主控单元的工作状态是否正常。若持续时间T内未收到第一主控单元的工作状态正常信号，则第二主控单元将自身运行状态设定为主机状态，进行音频信息解码及相关的播报工作。其中，T为设定时间，本实施例中，T 取10s。

在以上工作过程中，若工作在主机状态下的主控单元收到从机触发信号，满足从机触发条件，则相应的，其运行状态调整为从机状态。

从机触发信号的种类可以有很多种，视主机触发条件的不同，从机触发信号的种类不同：

当主机状态是由钥匙插入信号触发，则钥匙拔出信号作为从机触发信号；

或，

当主机状态是由状态设定模块设定，则将对方主控单元状态设定模块设定对方主控单元为主机的设定信号，或者，对方的工作状态正常信号及钥匙插入信号作为从机触发信号；即，当主机状态是由热备启动或者状态设定模块设置触发，将取消钥匙信号作为主从切换的触发条件。但，当收到钥匙信号后重新添加钥匙信号作为主从切换的触发条件，之后，如果收到钥匙拔出信号，从机触发条件将满足；或者，未收到钥匙信号的情况下，在对方主控单元设定对方为主机，则从机触发条件将满足。

或，

当主机状态是由对方主控单元热备信号触发，则将对方主控单元的工作状态正常信号作为从机触发信号。当主机状态是由热备启动触发，将取消钥匙信号作为主从切换的触发条件。当收到对方控制器的工作状态正常信号(包含钥匙插入信号)信号及复位信号，从机触发条件将满足。作为优选，当主机状态是由状态设定模块设定，则将对方主控单元状态设定模块设定对方主控单元为主机的设定信号或对方主控单元的工作状态信号(包含了钥匙插入信号) 作为从机触发信号，收到对方主控单元的设定信号后，进一步判断对方主控单元工作状态是否正常，在对方主控单元工作状态正常的情况下，将对方主控单元设定为主机，本主控单元设定为从机。

从机触发条件将满足后，相应的主控单元将自己设置为从机，进入初始状态等待对方的复位信号。

以上，分模块、分阶段介绍了主控单元的控制流程。以下，将举例介绍整个主控系统主从切换保护机制正常工作的完整流程，具体参考图3。

根据实际的应用，设计了主机系统由从机设置为主机的三个触发条件，1、司机要是插入信号；2、状态设定模块设定信号，即手动设定信号；3、热备启动信号。三个条件满足一个，即可以触发主机运行状态，三个信号中，钥匙信号的优先级最高；无钥匙信号的情况下，状态设定模块设定信号的优先级较高。

参考图3，具体举例说明。主控单元一获得钥匙触发信号，或者获得主控单元二的热备信号后，或者主控单元二的状态设定单元设定主控单元二为主机，但主控单元一并未收到主控单元二的工作状态正常信号的情况下，或者主控单元一的状态设定单元设定主控单元一为主机，但未收到主控单元二状态正常信号，或者，收到主控单元二的状态正常信号中包含了钥匙拔出信号，均将主控单元一自身设定为主机，并发送复位信号到主控单元二。

主控单元一设定为主机后，将判断是通过何种信号触发为主机状态，若是通过热备信号或者状态设定单元设定信号触发的主机状态，则将取消钥匙信号作为主从切换的条件，并按以下三种具体流程执行下一步工作：

(1)在其执行控制工作过程中，一但收到钥匙信号，将重新添加钥匙信号作为主从切换的判断条件。并且，一但检测到钥匙被拔出，则将主控单元一设定为从机。

(2)若是通过热备信号触发的，则说明主控单元二的工作状态是不正常的。主控单元一将持续接收主控单元二的工作状态信号，一但主控单元二工作状态变为正常，则将自身切换为从机。

(3)若是通过检测主控单元二状态设定单元手动设定，且主控单元二工作状态不正常的情况下，主控单元一设定为主机状态，则继续监控主控单元二的手动设定信号及主控单元二的工作状态信号。若将主控单元二设定为主机，且检测到主控单元二工作状态正常，或者检测到主控单元二插入钥匙信号，则主控单元一将自身切换为从机状态。

创新的旅客信息系统主控系统结构及控制方法，可实现可靠的主从判断和接管机制，避免主控单元故障下系统控制混乱，提高旅客信息系统工作的可靠性。

Claims (10)

1.一种旅客信息系统控制方法，基于旅客信息系统主控系统而实现，用于旅客信息系统的控制，所述旅客信息系统包括多种旅客信息子设备，其特征在于，包括互为冗余的且可相互通信的第一主控单元和第二主控单元，第一主控单元和第二主控单元均包括控制端和信息端，通过控制端与旅客信息系统子设备连接，以向所述旅客信息系统子设备发送控制信号，同时，通过信息端与旅客信息系统子设备连接，以获取所述旅客信息系统子设备的信息并向旅客信息系统子设备输出数据的信息；第一主控单元和第二主控单元均包括状态切换单元，包括主机和从机两种运行状态，主机运行状态下，主控单元接通控制端和信息端与旅客信息系统子设备的连接；从机运行状态下，主控单元接通信息端与旅客信息系统子设备的连接；

所述旅客信息系统控制方法包括以下步骤：

处于主机状态的主控单元接通控制端及信息端与子设备的连接，获取所述旅客信息系统子设备的信息并向旅客信息系统子设备发送数据的信息；处于从机状态的主控单元接通信息端与旅客信息系统子设备的连接，获取所述旅客信息系统子设备的信息但并不向旅客信息系统子设备输出数据的信息；当处于主机状态下的主控单元失去主机状态时，

处于从机状态的主控单元执行向旅客信息系统子设备发送数据的信息的工作；

上电后，第一主控单元和第二主控单元均默认为从机状态，彼此检测是否收到对方发送的用以反应主控单元是否满足主机触发条件的主控单元复位信号，发出主控单元复位信号的一方设定为主机状态；所述主机触发条件为以下条件的一个或几个的组合：钥匙插入信号、主机状态设定信号、对方主控单元工作状态异常的热备信号。

2.如权利要求1所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，所述第一主控单元和第二主控单元进一步均包括，用以检测自身是否为应处于主机状态的主机复位信号检测单元，所述主机复位信号检测单元包括以下功能模块的一个或以下功能模块的组合：

用以识别钥匙插入/拔出的钥匙信号识别模块；

用以将主控单元状态设定为主机状态的状态设定模块；

用以获取对方主控单元工作状态信号的热备检测模块。

3.如权利要求1所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：收到对方主控单元的主控单元复位信号后，进一步对对方主控单元进行热备检测，即检测对方主控单元是否发送工作状态异常信号，若是，则将自身状态切换为主机状态，若否，则对方主控单元仍为主机状态。

4.如权利要求3所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，收到对方的主控单元复位信号后，检测在连续时间段T内，是否收到对方主控单元发送的工作状态异常信号。

5.如权利要求3所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，对对方主控单元进行热备检测的过程中，若收到对方主控单元的取消热备检测命令，则两个主控单元均恢复从机运行状态。

6.如权利要求1所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，所述主机触发条件为以下条件的组合：钥匙插入信号、主机状态设定信号和工作状态异常的热备信号，且信号具有以下优先级：钥匙插入信号的优先级最高，热备信号的优先级最低。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：当处于主机状态的主控单元获取从机触发信号后，其运行状态由主机状态切换为从机状态。

8.如权利要求7所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，所述从机触发信号为：

当主机状态是由钥匙插入信号触发，则钥匙拔出信号作为从机触发信号；

或，当主机状态是由状态设定模块设定，则将对方主控单元状态设定模块设定对方主控单元为主机的设定信号或者对方主控单元钥匙信号及工作状态正常信号作为从机触发信号；

或，

当主机状态是由对方主控单元工作状态异常的热备信号触发，则将对方主控单元的工作状态正常信号作为从机触发信号。

9.如权利要求8所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，主机状态是由状态设定模块设定，则将对方主控单元状态设定模块设定对方主控单元为主机的设定信号，或者对方主控单元钥匙信号及状态正常信号作为从机触发信号，且钥匙插入信号优先级高于状态设定单元设定信号优先级。

10.如权利要求8所述的旅客信息系统控制方法，其特征在于，当主机状态是由状态设定模块设定或对方主控单元工作状态异常的热备信号触发，随后又检测到钥匙插入信号后，则将钥匙拔出信号作为从机触发信号。