CN109515477B - 一种集中控制联锁命令发送权限的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集中控制联锁命令发送权限的方法，在车站ATS子系统中的ATS‑联锁接口机内部设置控制命令发送权限管理模块；各个ATS设备平行接入ATS‑联锁接口机，通过ATS‑联锁接口机接入控制命令发送权限管理模块；利用控制命令发送权限管理模块对控制命令发送权限的集中管理，使得同一时刻，只能有一个ATS设备拥有一种控制命令发送权限，解决了多个ATS子系统设备对同一联锁子系统的控制权限冲突问题，而且可以在车站环境任意扩展多个ATS设备。

Description

一种集中控制联锁命令发送权限的方法

技术领域

本发明涉及城市轨道交通信号技术领域，尤其涉及一种集中控制联锁命令发送权限的方法。

背景技术

城市轨道交通信号系统中，自动列车监控子系统(Automatic TrainSupervision，ATS)通过向联锁子系统发送各类控制命令，实现排列进路等控制联锁子系统的功能。

ATS子系统按其部署的物理位置可划分为中心ATS子系统和车站ATS子系统。在两种物理位置中，对同一联锁子系统来说，有多个ATS设备可对其进行控制(发送控制命令)。但ATS子系统需要保证在同一时刻只有一个设备可以其发送控制命令。原因有以下两点：

a、防止多设备交叉下达控制命令，造成命令重叠。

通常情况下联锁子系统只对控制命令本身的有效性进行判断，不对命令来源进行识别与卡控。比如排列进路操作分为始端按钮和终端按钮的组合，A设备先下达M进路始端按钮命令，B设备后下达N进路始端按钮，联锁子系统会将两次命令按先后顺序组合成一条排列进路命令。造成执行错误命令。

b、不同物理位置的ATS子系统设备间，需要解决控制权限冲突问题。

针对同一车站的联锁子系统，中心ATS子系统和车站ATS子系统不能同时具备控制权限。避免造成人员操作混乱。

目前主要有如下两种方案：

1)ATS子系统使用控制模式对不同物理位置下各设备的控制权限进行管理。ATS子系统控制模式一般分为三种：中心遥控模式、车站控制模式、紧急控制模式。中心遥控模式：中心ATS子系统的控制设备可对联锁子系统发送控制命令，车站ATS子系统无法发送控制命令。车站控制模式：车站ATS子系统的控制设备可对联锁子系统发送控制命令，中心ATS子系统无法发送控制命令。紧急控制模式：中心与车站ATS子系统都无法对联锁子系统发送控制命令，只有联锁控制台(或限地终端)可对联锁子系统发送控制命令。该方案的缺陷在于：ATS子系统使用控制模式，可避免不同物理位置中各设备对同一联锁子系统发送控制命令权限的冲突，但在相同物理位置下，如果存在多个可发送控制命令的设备，则无法避免发送控制命令的冲突。

2)ATS子系统在使用控制模式的基础上，对相同物理位置中的控制设备数量，或者控制设备输入外设数量进行限定。限定设备的数量：在相同物理位置下，只允许放置一台可以对联锁子系统发送控制命令的设备。限定控制设备输入外设的数量：在相同物理位置下，允许放置多台可以对联锁子系统发送控制命令的设备，但多台设备共享一套输入外设(如：KVM或标准鼠标、键盘设备)。该方案的缺陷在于：控制模式+限定物理设备的方式可以避免在相同或不同物理位置下，多设备对同一联锁子系统发送控制命令的冲突问题。但降低了同一物理位置下的ATS子系统设备扩展性，限定输入外设的方法则降低了系统使用的便利程度，并且需要操作规章配合，由此引入了人工介入的不确定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种集中控制联锁命令发送权限的方法，实现控制权限集中管理，在多个ATS设备权限转换过程中，各ATS设备间无需进行交互。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种集中控制联锁命令发送权限的方法，包括：

在车站ATS子系统中的ATS-联锁接口机内部设置控制命令发送权限管理模块；各个ATS设备平行接入ATS-联锁接口机，通过ATS-联锁接口机接入控制命令发送权限管理模块；利用控制命令发送权限管理模块对控制命令发送权限的集中管理，使得同一时刻，只能有一个ATS设备拥有一种控制命令发送权限。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过权限管理模块识别消息来源，对外提供权限申请变更功能，结合内部状态机的状态，对不同设备发送的控制命令进行卡控，中心或车站环境的ATS设备统一接入该模块，实现对控制命令发送权限的集中管理，解决了多个ATS子系统设备对同一联锁子系统的控制权限冲突问题，而且可以在车站环境任意扩展多个ATS设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种集中控制联锁命令发送权限的方法的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种控制命令发送权限管理模块的工作流程图；

图3为本发明实施例提供的权限模式的变迁方式的示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明实施例提供一种集中控制联锁命令发送权限的方法，如图1所示，在车站ATS子系统中的ATS-联锁接口机内部设置控制命令发送权限管理模块；各个ATS设备平行接入ATS-联锁接口机，通过ATS-联锁接口机接入控制命令发送权限管理模块；利用控制命令发送权限管理模块对控制命令发送权限的集中管理，使得同一时刻，只能有一个ATS设备拥有一种控制命令发送权限。

本发明实施例中，所述的ATS设备可以是中心ATS设备，也可以是车站ATS设备，所有通过ATS-联锁接口机发送至联锁子系统的控制命令，都通过控制命令发送权限管理模块进行过滤卡控，不符合限制条件(无权限)的命令会被屏蔽。

如图2所示，所述控制命令发送权限管理模块主要包括：消息处理单元、消息发送单元、注册设备单元、状态机、权限审核单元；其中：

消息处理单元，从ATS设备接收与识别有效的交互协议消息，并根据消息类型分流至其它单元；

消息发送单元，为内部产生数据的输出接口，所有待发送数据通过该单元组装为有效格式后进行发送；

注册设备单元，接收ATS设备的注册消息，完成ATS设备注册操作；同时，从ATS设备注册消息中提取设备标识，并从状态机中提取当前权限标识，生成并存储相应ATS设备对应的权限状态，且周期性的生成权限状态消息，送至消息发送单元发送；

状态机，接收权限申请消息，根据所申请的权限模式及当前所处的权限模式，完成权限转换；

权限审核单元，接收控制命令消息，从交互协议中提取控制命令源ATS设备标识，在权限状态消息内进行ATS设备与权限的匹配，根据匹配结果，选择转发或屏蔽操作。

为了便于理解，下面针对本发明实施例提供的控制命令发送权限管理模块(可简称模块)做详细的介绍。

一、权限模式。

模块对外提供多种不同的权限模式，满足不同场景的功能需求。权限模式包括初始化模式、封闭模式、自由模式及锁定模式。

其中，自由模式和锁定模式可由ATS设备通过权限申请消息获得，初始化模式和封闭模式为模块内部状态，不对外提供申请途径，只提供模块调用接口，供模块调用者使用。

初始化模式下，注册设备列表内没有拥有权限的ATS设备，所有控制命令都会被屏蔽，任意设备发送权限申请都能够获得相应的权限；

封闭模式由模块调用者开启与关闭，封闭模式开启后，强制进入初始化模式，且忽略所有权限申请消息(也即此时是初始化模式+关闭权限申请通道，两者组合的状态)；强制进入初始化模式的目的是清空当前的权限模式(即自由模式与锁定模式)。

自由模式为无保护的权限，在任意ATS设备已获得此权限的情况下，其它ATS设备只要发送权限申请消息，都能够无条件抢夺权限；

锁定模式为有保护的权限，在任意ATS设备已获得权限的情况下，忽略其它设备的权限申请消息；当获得权限的ATS设备申请解除权限后，才重新接收权限申请消息。

上述权限模式的变迁方式如图3所示，主要如下：

T1：1)初始化模式下，根据接收到的权限状态消息，进入自由模式或者锁定模式。2)自由模式下，根据接收到的权限状态消息，进入锁定模式。

T2：锁定模式下，已获得权项的ATS设备申请解除权限，则重新进入初始化模式。

T3：初始化模式下、自由模式下以及锁定模式下，接收到模块调用者的开启封闭模式接口指令，则进入封闭模式。

T4：封闭模式下，接收到模块调用者的关闭封闭模式接口指令，则进入初始化模式。

T5：1)自由模式下，已获得权项的ATS设备通信中断，则重新进入初始化模式。2)锁定模式下，已获得权项的ATS设备通信中断，则重新进入初始化模式。

二、交互协议

1、数据流向。

之前关于模块内各单元介绍中已经说明了，设备注册消息、权限申请消息以及控制命令消息都是有ATS设备发送至模块，而控制命令屏蔽消息与权限状态消息则是由模块发送至ATS设备。具体如表1所示：

表1数据流向

2、消息类型及相关结构。

1)注册消息。

ATS设备重新启动后，需要向控制命令发送权限管理模块进行注册操作，发送注册消息对自身设备类型及设备序号进行登记；

ATS设备接收到包含自身设备标识的权限状态消息，说明已注册成功，否则需要重新发送注册消息。

所述注册消息的内容如表2所示，主要包括：帧头、消息类型、设备类型与设备序号；其中，设备类型与设备序号构成了设备标识。

表2注册消息

2)权限申请消息。

ATS设备通过发送权限申请消息获取控制命令发送权限，ATS设备在权限状态消息中通过<设备类型，设备序号>(即设备标识)进行匹配，查看申请权限是否成功。

所述权限申请消息的内容如表3所示，其主要包括：帧头、消息类型、申请的权限模式、设备类型与设备序号。

表3权限申请消息

此外，状态机内部有<当前权限模式，设备标识>组成的权限标识，该权限标识同一时刻只保存单一ATS设备，即同一时刻，只能有一个ATS设备拥有一种控制命令发送权限。

3)控制命令消息。

控制命令消息承载源ATS设备向联锁子系统发送的控制命令，控制命令消息包含权限管理交互协议以及联锁子系统控制命令两个部分；控制命令发送权限管理模块只对权限管理交互协议部分进行处理，对联锁子系统控制命令保留；控制命令发送权限管理模块通过<设备类型，设备序号>进行匹配，确认源ATS设备是否有相应发送权限，并选择转发或屏蔽操作。

所述权限管理交互协议部分的内容如表4所示，其主要包括：帧头、消息类型、设备类型、设备序号。

表4控制命令消息

4)控制命令屏蔽消息。

当源ATS设备拥有权限时，提取出联锁子系统控制命令，由消息发送单元发送至联锁子系统；当源ATS设备不具备发送权限时，生成控制命令屏蔽消息，由消息发送单元发送至源ATS设备，用以通知相应的ATS设备相应命令被屏蔽。

所述控制命令屏蔽消息的内容如表5所示，其主要包括：帧头、消息类型、设备类型与设备序号。

表5控制命令屏蔽消息

5)权限状态消息。

模块按固定周期向所有已注册设备发送该消息，ATS设备可通过该消息确认自身或其它设备的当前注册状态和权限状态。

所述权限状态消息的内容如表6所示，其主要包括：帧头、消息类型、当前是否处于封闭模式、设备个数、当前获得权限的设备类型、相应的设备序号、相应ATS设备是否获得权限、以及获得权限时所对应的权限模式。

表6权限状态消息

权限状态消息内包含所有已注册设备的权限状态，所以需要用列表的方式一次性提供全部设备的信息，一个ATS设备的完整信息包含了设备类型、设备序号与设备权限，也即表6中的序号5～7，表6中仅给出了一些示意，具体应用中表6最后一行所提到的下一设备字段5-7循环，会被具体ATS设备的完整信息替代。

需要说明的是，上述表格中关于帧头、消息类型、设备类型、设备序号等信息给出的字段说明仅为举例，并非构成限制。

本发明实施例上述方案，相对于现有方案主要具有如下有益效果：

1)解决了多个ATS子系统设备对同一联锁子系统的控制权限冲突问题。

2)中心和车站的ATS子系统设备统一接入车站环境内的控制权限管理模块，实现集中管理，在多个设备权限转换过程中，各设备间无需进行交互。

3)模块嵌入接口机，外部设备平行接入接口机的结构，可在车站环境任意扩展多个所连接设备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，包括：

在车站ATS子系统中的ATS-联锁接口机内部设置控制命令发送权限管理模块；各个ATS设备平行接入ATS-联锁接口机，通过ATS-联锁接口机接入控制命令发送权限管理模块；利用控制命令发送权限管理模块对控制命令发送权限的集中管理，使得同一时刻，只能有一个ATS设备拥有一种控制命令发送权限；

所述控制命令发送权限管理模块包括：消息处理单元、消息发送单元、注册设备单元、状态机、权限审核单元；其中：

消息处理单元，从ATS设备接收与识别有效的交互协议消息，并根据消息类型分流至其它单元；

消息发送单元，为内部产生数据的输出接口，所有待发送数据通过该单元组装为有效格式后进行发送；

注册设备单元，接收ATS设备的注册消息，完成ATS设备注册操作；同时，从ATS设备注册消息中提取设备标识，并从状态机中提取当前权限标识，生成并存储相应ATS设备对应的权限状态，且周期性的生成权限状态消息，送至消息发送单元发送；

状态机，接收权限申请消息，根据所申请的权限模式及当前所处的权限模式，完成权限转换；

权限审核单元，接收控制命令消息，从交互协议中提取控制命令源ATS设备标识，在权限状态消息内进行ATS设备与权限的匹配，根据匹配结果，选择转发或屏蔽操作。

2.根据权利要求1所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，ATS设备重新启动后，需要向控制命令发送权限管理模块进行注册操作，发送注册消息对自身设备类型及设备序号进行登记；

ATS设备接收到包含自身设备标识的权限状态消息，说明已注册成功，否则需要重新发送注册消息；

所述注册消息的内容包括：帧头、消息类型、设备类型与设备序号；其中，设备类型与设备序号构成了设备标识。

3.根据权利要求1所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，权限模式包括初始化模式、封闭模式、自由模式及锁定模式；其中：

初始化模式下，注册设备列表内没有拥有权限的ATS设备，所有控制命令都会被屏蔽，任意设备发送权限申请都能够获得相应的权限；

封闭模式由模块调用者开启与关闭，封闭模式开启后，强制进入初始化模式，且忽略所有权限申请消息；

自由模式为无保护的权限，在任意ATS设备已获得此权限的情况下，其它ATS设备只要发送权限申请消息，都能够无条件抢夺权限；

锁定模式为有保护的权限，在任意ATS设备已获得权限的情况下，忽略其它设备的权限申请消息；当获得权限的ATS设备申请解除权限后，才重新接收权限申请消息。

4.根据权利要求3所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，权限模式的变迁方式包括：

初始化模式下，根据接收到的权限状态消息，进入自由模式或者锁定模式；

自由模式下，根据接收到的权限状态消息，进入锁定模式；

自由模式下，已获得权项的ATS设备通信中断，则重新进入初始化模式；

锁定模式下，已获得权项的ATS设备通信中断，或者已获得权项的ATS设备申请解除权限，则重新进入初始化模式；

初始化模式下、自由模式下以及锁定模式下，接收到模块调用者的开启封闭模式接口指令，则进入封闭模式；

封闭模式下，接收到模块调用者的关闭封闭模式接口指令，则进入初始化模式。

5.根据权利要求3或4所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，所述权限状态消息的内容包括：帧头、消息类型、当前是否处于封闭模式、设备个数、当前获得权限的设备类型、相应的设备序号、相应ATS设备是否获得权限、以及获得权限时所对应的权限模式。

6.根据权利要求1或3或4所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，ATS设备通过发送权限申请消息获取控制命令发送权限，ATS设备在权限状态消息中通过设备标识进行匹配，查看申请权限是否成功；

所述权限申请消息的内容包括：帧头、消息类型、申请的权限模式、设备类型与设备序号。

7.根据权利要求1所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，控制命令消息承载源ATS设备向联锁子系统发送的控制命令，控制命令消息包含权限管理交互协议以及联锁子系统控制命令两个部分；控制命令发送权限管理模块只对权限管理交互协议部分进行处理，对联锁子系统控制命令保留；控制命令发送权限管理模块通过设备标识进行匹配，确认源ATS设备是否有相应发送权限，并选择转发或屏蔽操作；

其中，所述权限管理交互协议部分的内容包括：帧头、消息类型、设备类型、设备序号。

8.根据权利要求6所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，所述根据匹配结果，选择转发或屏蔽操作包括：

当源ATS设备拥有权限时，提取出联锁子系统控制命令，由消息发送单元发送至联锁子系统；

当源ATS设备不具备发送权限时，生成控制命令屏蔽消息，由消息发送单元发送至源ATS设备；

其中，所述控制命令屏蔽消息的内容包括：帧头、消息类型、设备类型与设备序号。

9.根据权利要求1所述的一种集中控制联锁命令发送权限的方法，其特征在于，所述状态机内部有<当前权限模式，设备标识>组成的权限标识，该权限标识同一时刻只保存单一ATS设备，即同一时刻，只能有一个ATS设备拥有一种控制命令发送权限。

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