CN115394092B - 一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，用于信号机驱动模块中，通过信号机的自动重开和信号灯驱动保持，实现信号显示异常后信号机驱动模块对于信号显示的安全处理，还可根据用户需求进行配置，提高了系统的可维护性和可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通信号机驱动领域，尤其涉及一种基于优先级的多灯位信号机驱动逻辑与方法。
背景技术
随着技术发展，轨道交通领域开始越来越多的采用全电子的信号机驱动模块取代继电器点灯电路，实现信号机的驱动和采集功能。信号驱动模块和信号逻辑运算层，比如计算机联锁，采用网络通信的方式交互信号机的驱动命令和信号显示的状态。
但目前新的架构下，存在如下的问题：
一是使用多个信号显示构成组合信号时，如果其中一个信号显示异常，需要对组合信号做降级处理。例如开放黄绿的组合信号时黄色信号故障，需要将信号降级其他显示，比如降级为红灯显示。如果降级信号完全由逻辑运算层根据当前的输入条件，比如轨道占用状态，信号显示状态等运算得出并通过网络通信发送给信号机驱动模块执行。需要经过一个逻辑运算和信息传输的时间。如果网络不稳定，该时间可能长达数秒。这期间存在信号错误显示甚至信号升级的风险。
二是信号机种类繁多，比如进站信号机、出站信号机、通过信号机等，不同的信号机其包含的显示信号数量不同、颜色不同、其降级规则也不同。如果通过软件编码的方式实现不同信号机的控制，一是控制规则复杂，实现难度大；二是当项目新增需求或者需求变更时，需要修改信号机驱动模块控制系统的软件代码，不利于后续维护和扩展。
发明内容
本发明的目的是提出一种多灯位信号机的驱动方法，解决新的技术下信号的错误显示问题，同时提高信号机驱动模块控制系统的可维护性和可扩展性。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，用于信号机驱动模块中，包括以下步骤：
S1、获取多灯位信号机包含的多个信号灯的新的驱动命令；
S2、根据所述信号机驱动模块记录的上一次的各个信号灯的驱动命令，与步骤S1中获取的新的驱动命令对比，判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
S3、根据当前信号灯新的驱动命令、信号机的配置、信号机的驱动状态和优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
优选地，所述步骤S1进一步地包含以下步骤：
S11、将物理层面的多灯位信号机映射为对应的逻辑信号机，将该多灯位信号机包含的多个信号灯映射为对应的多个逻辑信号灯，并确定所述逻辑信号机和逻辑信号灯的数据表；
S12、联锁将各个信号灯的驱动命令发送给信号机驱动模块；信号机驱动模块获取该联锁发出的各个信号灯的驱动命令。
优选地，一个物理意义上的多灯位信号机在数据上可能会映射为一个或者多个逻辑信号机，多灯位信号机包含的多个信号灯在数据上映射为对应的多个逻辑信号灯；每个逻辑信号机包括一个或多个逻辑信号灯，将所述逻辑信号机和不同逻辑信号机下的逻辑信号灯分别编号。
优选地，不同逻辑信号机之间互不影响。
优选地，所述逻辑信号机的数据表至少包括信号自动重开标志和信号灯列表，所述信号灯列表为该逻辑信号机包含的各个逻辑信号灯。
优选地，所述逻辑信号灯的数据表至少包括该逻辑信号灯对应的物理意义的信号灯的优先级、保持驱动标志、信号灯驱动状态、端口锁定状态和端口锁定持续时间。
优选地，所述步骤S3进一步的包括以下步骤：
S31、若S2中判断出同一逻辑信号机下的各个信号灯的驱动命令没有发生变化，则根据各信号灯新的驱动命令、信号机的配置、信号机的驱动状态和各信号灯的优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
S32、若S2中判断出同一逻辑信号机中的各个信号灯的驱动命令发生了变化，则根据新的驱动命令，更新对应的信号灯驱动状态、信号机的驱动状态和有效优先级，根据更新后的信号灯驱动命令和信号机的配置，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
优选地，按照优先级从低到高的顺序驱动同一个逻辑信号机中的信号灯；只有低优先级的所有信号灯都驱动成功，才会开始驱动高优先级的信号灯；拥有相同优先级的信号灯同时驱动。
优选地，所述信号机的有效优先级为：当同一个逻辑信号机下有多个信号灯需要驱动时，若该些信号灯都不亮灯或不闪灯，取优先级最低的信号灯的优先级作为信号机的有效优先级；若该些信号灯都亮灯或闪灯，取优先级最高的信号灯的优先级作为信号机的有效优先级；若该些信号灯中出现不亮灯或不闪灯的情况，取不亮灯或不闪灯的信号机中最低的优先级作为有效优先级。
优选地，所述步骤S32进一步的包括以下步骤：
S321、根据新的驱动命令构建驱动信号灯列表；
S322、重置所述驱动信号灯列表中的信号灯的驱动状态、对应的端口锁定状态、以及对应的信号机的驱动状态；
S323、根据当前信号机的驱动状态、信号机的配置，结合S322重置后的驱动列表中的信号灯的驱动状态和端口锁定状态，计算新的信号机的驱动状态和有效优先级；
S324、根据当前信号灯的驱动命令、信号机的配置、新的信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
优选地，当同一个逻辑信号机中的一个或多个信号灯出现故障、驱动异常时，进行以下操作：
寻找同一个逻辑信号机下所有驱动异常的信号灯中优先级最低的信号灯，将该驱动异常的优先级最低的信号灯记为第一异常信号灯；关闭该逻辑信号机下所有优先级高于该第一异常信号灯的信号灯；对于其他正常驱动但是优先级不大于该第一异常信号灯的信号灯，根据其信号灯数据表中的保持驱动状态，判断其是继续驱动还是关闭；由于信号灯出现故障、驱动异常会使其对应的端口进入锁定状态，此时根据信号机和信号灯的状态，执行S1-S3的操作。
优选地，当同一个逻辑信号机中的一个或多个信号灯出现故障、驱动异常时，经过所述端口锁定持续时间后，端口自动恢复到正常状态，当所有驱动异常的信号灯对应的端口都从锁定状态退出后，如果信号机的允许自动重开，则自动执行S1-S3的操作，按照优先级从低到高的顺序驱动同一个逻辑信号机中的信号灯；如果信号机的不允许自动重开，则根据需要人为重开信号机。
综上所述，本发明方法至少具有以下优点和有益效果：
1)通过信号的优先级，实现不同信号之间的关联；
2)通过信号机的自动重开和信号灯驱动保持，实现信号显示异常后信号机驱动模块对于信号显示的安全处理。
3)由应用设计人员根据用户需求配置，在满足需求的同时，提高了系统的可维护性和可扩展性。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中端口锁定状态的转换示意图；
图3为本发明实施例中信号灯驱动状态的状态转换示意图；
图4为本发明实施例中逻辑信号机和逻辑信号灯的示意图。
具体实施方式
以下将结合本发明实施例中的图1～图4，对本发明实施例中的技术方案、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。
需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括明确列出的要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，用于信号机驱动模块的控制系统中，如图1所示，包括以下步骤：
S1、获取信号机包含的各个信号灯的驱动命令，具体包括以下步骤：
S11、将物理层面的多灯位信号机映射为对应的逻辑信号机，将该多灯位信号机包含的多个信号灯映射为对应的多个逻辑信号灯，并确定所述逻辑信号机和逻辑信号灯的数据表；
具体的，一个物理意义上的多灯位信号机在数据上可能会映射为一个或者多个逻辑信号机，多灯位信号机包含的多个信号灯在数据上映射为对应的多个逻辑信号灯，将所述逻辑信号机和逻辑信号灯分别编号；每个逻辑信号机包括一个或多个逻辑信号灯。
每个逻辑信号机的数据表至少包括信号自动重开标志和信号灯列表，所述信号灯列表为该逻辑信号机包含的逻辑信号灯的编号；每个逻辑信号灯的数据表至少包括该逻辑信号灯对应的物理意义的信号灯的优先级、保持驱动标志、信号灯驱动状态、端口锁定状态和端口锁定持续时间。其中端口设置在信号灯驱动模块中，端口响应信号灯驱动模块发出的信号灯驱动命令，对信号灯进行驱动；每个信号灯对应一个端口。
本实施例中，逻辑信号机的数据表结构为：{逻辑信号机编号，自动重开，信号灯编号列表，信号机驱动状态}(此处信号机驱动状态指的是逻辑信号机的状态)，逻辑信号灯的数据表结构为：{逻辑信号灯编号，逻辑信号机编号，端口编号，优先级，保持驱动，信号灯驱动状态，端口锁定状态，端口锁定持续时间}。其中信号机的自动重开以及信号灯的优先级、保持驱动和端口锁定持续时间，均由配置人员在设计初期根据项目需要进行设置，其他数据均由信号机驱动模块的内部系统流程自动完成配置。
如图2所示，所述端口锁定状态包括：正常和锁定；将端口锁定状态处于正常记为“NORMAL”，为初始默认状态，处于正常状态的端口能够响应信号灯驱动命令以打开、关闭或闪烁从而使信号灯亮灯、灭灯或闪烁；将端口锁定状态处于锁定记为“LOCK”，当信号灯驱动状态进入驱动失败状态的同时，会将端口设置为锁定状态并启动计时，计时长度为配置的端口锁定持续时间，计时结束后或者从外部主动复位时，端口会从锁定状态恢复到正常状态；处于锁定状态下的端口不响应信号灯驱动命令，从而将信号灯保持在关闭状态。
如图3所示，所述信号灯驱动状态包括：关闭、启动、驱动中和驱动失败；将信号灯驱动状态处于关闭记为“LAMP_CLOSED”，为初始的默认状态，当信号灯对应的端口处于锁定状态，或者，处于正常状态且被关闭时，信号灯驱动状态被设置为“LAMP_CLOSED”；将信号灯驱动状态处于启动记为“LAMP_START”，当信号灯对应的端口处于正常状态，且该端口从关闭转换为打开或者闪烁时，信号灯驱动状态被设置为“LAMP_START”；将信号灯驱动状态处于驱动中记为“LAMP_DRIVING”，在信号灯对应的端口处于正常状态时，当信号灯的电流有效值在规定的范围区间内，信号灯驱动状态被设置为“LAMP_DRIVING”；将信号灯驱动状态处于驱动失败记为“LAMP_FAILED”，在信号灯对应的端口处于正常状态下，检测到信号灯的电流有效值不在规定的范围区间内，信号灯驱动状态被设置为“LAMP_FAILED”。
所述信号机驱动状态包括：启动、驱动中和驱动失败；将信号机驱动状态处于启动记为“GROUP_START”，为初始的默认状态，当需要驱动信号灯打开或闪烁前，该信号灯所属的逻辑信号机的驱动状态处于“GROUP_START”；将信号机驱动状态处于驱动中记为“GROUP_DRIVING”，当逻辑信号机的所有需要亮灯或闪烁的信号灯都处于“LAMP_START”时，该逻辑信号机的驱动状态处于“GROUP_DRIVING”；当逻辑信号机中有处于“LAMP_FAILED”的信号灯时，该逻辑信号机的驱动状态为驱动失败，记为“GROUP_FAILED”。
S12、获取各个逻辑信号机下的各个信号灯的驱动命令；
联锁将各个信号灯的驱动命令发送给信号机驱动模块；信号机驱动模块的控制系统获取所述驱动命令；每个信号灯的驱动命令包含三种：亮灯、闪灯和灭灯。
S2、根据信号机驱动模块的控制系统记录的第一信号机上一次发送给各信号灯的驱动命令，跟S1获取的驱动命令对比，判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
S3、根据当前信号灯的驱动命令、信号机的配置、信号机的驱动状态和优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令；
S31、若S2中判断出各个信号灯的驱动命令没有发生变化，则根据各信号灯的驱动命令、信号机的配置、信号机的驱动状态和信号机的有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
按照优先级从低到高的顺序驱动同一个逻辑信号机中的信号灯；只有低优先级的所有信号灯都驱动成功，才会开始驱动高优先级的信号灯；拥有相同优先级的信号灯同时驱动；但不同逻辑信号机之间相互独立互不影响。
进一步的，设置信号机的有效优先级，当同一逻辑信号机下有多个信号灯需要驱动时，所述信号机的有效优先级为：当该些信号灯都不亮灯或不闪灯时，取优先级最低的信号灯的优先级作为信号机的有效优先级；当该些信号灯都亮灯或闪灯时，取优先级最高的信号灯的优先级作为信号机的有效优先级；当该些信号灯中出现不亮灯或不闪灯的情况时，取不亮灯或不闪灯的信号机中最低的优先级作为有效优先级。对于需要驱动打开的信号灯，若其优先级小于等于所述信号机的有效优先级，可正常驱动其对应的端口打开以打开信号灯，若其优先级大于所述信号机的有效优先级，则使其对应的端口关闭，从而不打开该信号灯。
S32、若S2中判断出各个信号灯的驱动命令发生了变化，则包括以下步骤：
S321、根据新的驱动命令构建驱动信号灯列表；
S322、重置所述驱动信号灯列表中的信号灯的驱动状态、对应的端口锁定状态、以及对应的信号机的驱动状态；
S323、根据当前信号机的驱动状态、信号机的配置，结合S322重置后的驱动列表中的信号灯的驱动状态和端口锁定状态，计算新的信号机的驱动状态和有效优先级；
S324、根据当前信号灯的驱动命令、信号机的配置、当前信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
其中，当同一个逻辑信号机中的一个或多个信号灯出现故障、驱动异常时，进行以下操作：
寻找同一个逻辑信号机下所有驱动异常的信号灯中优先级最低的信号灯，将该驱动异常的优先级最低的信号灯记为第一异常信号灯；
关闭该逻辑信号机下所有优先级高于该第一异常信号灯的信号灯；
对于其他正常驱动但是优先级不大于该第一异常信号灯的信号灯，根据其信号灯数据表中的保持驱动状态，判断其是继续驱动还是关闭(对于“保持驱动＝是”的信号灯，则继续驱动；对于“保持驱动＝否”的信号灯，则关闭其对应的端口从而熄灭该信号灯)；
由于信号灯出现故障、驱动异常会使其对应的端口进入锁定“LOCK”状态，此时根据信号机和信号灯的状态，执行S1-S3的操作；
经过所述端口锁定持续时间后，端口自动恢复到“NORMAL”状态，当所有驱动异常的信号灯对应的端口都从“LOCK”状态退出后，如果信号机的“自动重开＝是”，自动执行S1-S3的操作，按照优先级从低到高的顺序驱动同一个逻辑信号机中的信号灯；如果信号机的“自动重开＝否”，则根据需要人为重开信号机。
以下将通过一个具体的多灯位信号机的各种状态对上述步骤进行进一步的说明：
如图4所示为一个多灯位信号机映射得到的逻辑信号机与逻辑信号灯，该信号机包括6个信号灯，可映射为两个逻辑信号机，分别为第一信号机和第二信号机，其中第一信号机包括4个逻辑信号灯，分别为第一信号灯、第二信号灯、第三信号灯和第四信号灯，所述第二信号机包括2个逻辑信号灯，分别为第五信号灯和第六信号灯。因此各个逻辑信号机和逻辑信号灯的数据表如下，其中信号机是否自动重开、信号灯优先级、信号灯是否保持驱动、端口锁定持续时间均为预先配置：
第一信号机＝{逻辑信号机编号＝1，自动重开＝是，信号灯编号列表＝{1,2,3,4}，第一信号机驱动状态}；
第二信号机＝{逻辑信号机编号＝2，自动重开＝否，信号灯编号列表＝{5,6}，第一信号机驱动状态}；
第一信号灯＝{逻辑信号灯编号＝1，逻辑信号机编号＝1，端口＝1，优先级＝1，保持驱动＝是，第一信号灯驱动状态，端口锁定状态，端口锁定持续时间＝10s}；
第二信号灯＝{逻辑信号灯编号＝2，逻辑信号机编号＝1，端口＝3，优先级＝2，保持驱动＝是，第二信号灯驱动状态，端口锁定状态，端口锁定持续时间＝10s}；
第三信号灯＝{逻辑信号灯编号＝3，逻辑信号机编号＝1，端口＝2，优先级＝2，保持驱动＝是，第三信号灯驱动状态，端口锁定状态，端口锁定持续时间＝10s}；
第四信号灯＝{逻辑信号灯编号＝4，逻辑信号机编号＝1，端口＝6，优先级＝3，保持驱动＝否，第四信号灯驱动状态，端口锁定状态，端口锁定持续时间＝10s}；
第五信号灯＝{逻辑信号灯编号＝5，逻辑信号机编号＝2，端口＝5，优先级＝1，保持驱动＝是，第五信号灯驱动状态，端口锁定状态，端口锁定持续时间＝10s}；
第六信号灯＝{逻辑信号灯编号＝6，逻辑信号机编号＝2，端口＝4，优先级＝2，保持驱动＝否，第六信号灯驱动状态，端口锁定状态，端口锁定持续时间＝10s}。
接下来以图4中的第一信号机为例对信号机驱动方法加以说明，由于各个逻辑信号机之间互不影响，所以第二信号机的操作方法与第一信号机类似。
情形一：联锁发送给第一逻辑信号机的驱动命令发生改变。在该种情形下，本发明方法具体如下：
S1、获取第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令；
在该情形中，设定：联锁要求使第一信号灯熄灭、使第二信号灯点亮、使第三信号灯熄灭、使第四信号灯点亮，因此第一信号机下的各个信号灯的驱动命令为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}。
S2、判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
根据所述驱动模块的控制系统的记录，第一信号机上一次发送给各个信号灯的驱动命令为：{第一信号灯＝亮灯，第二信号灯＝灭灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝灭灯}；
跟S1中获取得到的当前第一信号机下的各个信号灯的驱动命令相比，判断出：第一信号灯的命令由亮灯变为灭灯、第二信号灯的命令由灭灯变为亮灯、第三信号灯的命令没有改变、第四信号灯的命令由灭灯变为亮灯。驱动命令发生了变化，因此执行S32；
S321、根据新的驱动命令构建驱动信号灯列表；
需要驱动的信号灯为第二信号灯和第四信号灯，因此驱动信号灯列表为：{第二信号灯，第四信号灯}。
S322、重置所述驱动信号灯列表中的信号灯的驱动状态、对应的端口锁定状态、以及对应的信号机的驱动状态；
将第二信号灯和第四信号灯对应的端口锁定状态重置为正常＝“NORMAL”，将其驱动状态都重置为关闭＝“LAMP_CLOSED”，将第一信号机的驱动状态重置为启动＝“GROUP_START”；
S323、根据S322重置后的驱动列表中的信号灯的驱动状态和端口锁定状态，计算新的第一信号机的驱动状态和有效优先级；
当前第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”；需要驱动的信号灯中，第二信号灯的驱动状态为关闭＝“LAMP_CLOSED”，“优先级＝2”；第四信号灯的驱动状态为关闭＝“LAMP_CLOSED”，“优先级＝3”。因此新的第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，有效优先级＝2。
S324、生成各信号灯对应的端口的驱动命令；
第一信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口1，因此将关闭端口1以熄灭第一信号灯；
第二信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口3，且第二信号灯的优先级＝2、等于有效优先级，第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，因此将打开端口3以点亮第二信号灯；
第三信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口2，因此将关闭端口2以熄灭第三信号灯；
第四信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口6，但是第四信号灯的优先级＝3，大于有效优先级，因此将关闭端口6以熄灭第四信号灯。
情形二：接情形一，第二信号灯处于被驱动、但尚未点亮，此时第二信号灯的驱动状态为启动＝“LAMP_START”。在该种情形下，本发明方法具体如下：
S1、获取第一信号机下的各个信号灯的驱动命令；
此时联锁还未发出新的要求，因此第一信号机下的各个信号灯的驱动命令与情形一的S1中相同，为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}。
S2、判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
所述驱动模块的控制系统中记录的第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令也为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}，因此驱动命令没有发生变化，执行步骤S31；
S31、根据各信号灯的驱动命令、第一信号机的配置、第一信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
当前第一信号机的驱动状态延续情形一，为启动＝“GROUP_START”，需要驱动的信号灯为第二信号灯和第四信号灯，其中第二信号灯的驱动状态为启动＝“LAMP_START”、“优先级＝2”，第四信号灯的驱动状态延续情形一，为关闭＝“LAMP_CLOSED”，“优先级＝3”。因此计算出第一信号机新的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，有效优先级＝2。
根据上述信息，生成各信号灯对应的端口的驱动命令：
第一信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口1，因此将关闭端口1以熄灭第一信号灯；
第二信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口3，且该第二信号灯“优先级＝2”等于有效优先级，第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，因此将打开端口3以点亮第二信号灯；
第三信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口2，因此将关闭端口2以熄灭第三信号灯；
第四信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口6，但是第四信号灯的优先级＝3，大于有效优先级，因此将关闭端口6以熄灭第四信号灯。
情形三：接续情形二，此时第二信号灯被点亮，第二信号灯的驱动状态被设置为驱动中＝“LAMP_DRIVING”。在该种情形下，本发明方法具体如下：
S1、获取第一信号机给各个信号灯的驱动命令；
此时联锁还未发出新的要求，因此第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令与情形一、情形二中的S1相同，为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}。
S2、判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
所述驱动模块的控制系统中记录的第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令也为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}，因此驱动命令没有发生变化，执行步骤S31；
S31、根据各信号灯的驱动命令、第一信号机的配置、第一信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
当前第一信号机的驱动状态延续情形二，为启动＝“GROUP_START”，需要驱动的信号灯为第二信号灯和第四信号灯，其中第二信号灯的驱动状态为驱动中＝“LAMP_DRIVING”、“优先级＝2”，第四信号灯的驱动状态延续情形二，为关闭＝“LAMP_CLOSED”，“优先级＝3”。因此计算出第一信号机新的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，有效优先级＝3。
根据上述信息，生成各信号灯对应的端口的驱动命令：
第一信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口1，因此将关闭端口1以熄灭第一信号灯；
第二信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口3，且该第二信号灯“优先级＝2”小于有效优先级，第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，因此将打开端口3以点亮第二信号灯；
第三信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口2，因此将关闭端口2以熄灭第三信号灯；
第四信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口6，第四信号灯的优先级＝3，等于有效优先级，第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，因此将打开端口6以点亮第四信号灯。
情形四：接续情形三，此时第四信号灯被驱动点亮，其驱动状态被设置为驱动中＝”LAMP_DRIVING”。在该种情形下，本发明方法具体如下：
S1、获取第一信号机给各个信号灯的驱动命令；
此时联锁还未发出新的要求，因此第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令与情形一、情形二、情形三中的S1相同，为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}。
S2、判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
所述驱动模块的控制系统中记录的第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令也为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}，因此驱动命令没有发生变化，执行步骤S31；
S31、根据各信号灯的驱动命令、第一信号机的配置、第一信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
当前第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，需要驱动的信号灯中，第二信号灯的驱动状态是驱动中＝“LAMP_DRIVING”，“优先级＝2”；第四信号灯的驱动状态是驱动中＝“LAMP_DRIVING”，“优先级＝3”。计算出新的第一信号机的驱动状态为驱动中＝“GROUP_DRIVING”，有效优先级＝“3”。
根据上述信息，生成各信号灯对应的端口的驱动命令：
第一信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口1，因此将关闭端口1以熄灭第一信号灯；
第二信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口3，且该第二信号灯“优先级＝2”小于有效优先级，第一信号机的驱动状态为驱动中＝“GROUP_DRIVING”，因此将打开端口3以点亮第二信号灯；
第三信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口2，因此将关闭端口2以熄灭第三信号灯；
第四信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口6，第四信号灯的优先级＝3，等于有效优先级，第一信号机的驱动状态为驱动中＝“GROUP_DRIVING”，因此将打开端口6以点亮第四信号灯。
情形五：接续情形四，此时第四信号灯点亮后发生故障，其驱动状态被设置为驱动失败＝“LAMP_FAILED”，其对应的端口6进入锁定状态“LOCK”。在该种情形下，本发明方法具体如下：
第一信号机下驱动异常的信号灯为第四信号灯，因此优先级最低的信号灯也为第四信号灯，有效优先级为3；该第一信号机下其他信号灯的优先级均不高于第四信号灯；对于其他正常驱动但是优先级不大于该第四信号灯的信号灯，即第二信号灯，其数据表中“保持驱动＝是”，因此继续驱动第二信号灯。
具体的，包括如下步骤：
S1、获取第一信号机给各个信号灯的驱动命令；
此时联锁还未发出新的要求，因此第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令与情形一、情形二、情形三、情形四中的S1相同，为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}。
S2、判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
所述驱动模块的控制系统中记录的第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令也为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}，因此驱动命令没有发生变化，执行步骤S31；
S31、根据各信号灯的驱动命令、第一信号机的配置、第一信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
当前第一信号机的驱动状态为驱动中＝“GROUP_DRIVING”，需要驱动的信号灯为第二信号灯和第四信号灯，其中第二信号灯的驱动状态为驱动中＝“LAMP_DRIVING”，“优先级＝2”；第四信号灯的驱动状态为驱动失败＝“LAMP_FAILED”，“优先级＝3”。计算得到第一信号机的驱动状态为驱动失败＝“GROUP_FAILED”，有效优先级为3。
根据上述信息，生成各信号灯对应的端口的驱动命令：
第一信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口1，因此将关闭端口1以熄灭第一信号灯；
第二信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口3，且该第二信号灯“优先级＝2”小于有效优先级，第一信号机的驱动状态为驱动失败＝“GROUP_FAILED”、“保持驱动＝是”，因此将打开端口3以点亮第二信号灯；
第三信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口2，因此将关闭端口2以熄灭第三信号灯；
第四信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口6，第四信号灯的优先级＝3，等于有效优先级，第一信号机的驱动状态为驱动失败＝“GROUP_FAILED”、“保持驱动＝否”、对应的端口锁定状态为锁定＝“LOCK”，因此将关闭端口6以熄灭第四信号灯。
情形六：接续情形五，经过端口锁定持续时间10s后，第四信号灯的对应的端口状态回复到正常＝“NORMAL”，驱动状态恢复为关闭＝“LAMP_CLOSED”。在该种情形下，本发明方法具体如下：
S1、获取第一信号机给各个信号灯的驱动命令；
此时联锁还未发出新的要求，因此第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令与情形一、情形二、情形三、情形四中的S1相同，为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}。
S2、判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
所述驱动模块的控制系统中记录的第一信号机包括的各个信号灯的驱动命令也为：{第一信号灯＝灭灯，第二信号灯＝亮灯，第三信号灯＝灭灯，第四信号灯＝亮灯}，因此驱动命令没有发生变化，执行步骤S31；
S31、根据各信号灯的驱动命令、第一信号机的配置、第一信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
由于第四信号灯对应的端口从锁定＝“LOCK”回复到正常＝“NORMAL”，并且第一信号机的“自动重开＝是”，该第一信号机的驱动状态被重置为启动＝“GROUP_START”。
当前第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，需要驱动的信号灯为第二信号灯和第四信号灯，其中第二信号灯的驱动状态为驱动中＝“LAMP_DRIVING”，“优先级＝2”；第四信号灯的驱动状态为关闭＝“LAMP_CLOSED”，“优先级＝3”。计算得到第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，有效优先级为3。
根据上述信息，生成各信号灯对应的端口的驱动命令：
第一信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口1，因此将关闭端口1以熄灭第一信号灯；
第二信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口3，且该第二信号灯“优先级＝2”小于有效优先级，第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，因此将打开端口3以点亮第二信号灯；
第三信号灯，驱动命令为灭灯，对应端口2，因此将关闭端口2以熄灭第三信号灯；
第四信号灯，驱动命令为亮灯，对应端口6，第四信号灯的优先级＝3，等于有效优先级，第一信号机的驱动状态为启动＝“GROUP_START”，因此将打开端口6以点亮第四信号灯。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，用于信号机驱动模块中，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取多灯位信号机包含的多个信号灯的新的驱动命令；
S2、根据所述信号机驱动模块记录的上一次的各个信号灯的驱动命令，与步骤S1中获取的新的驱动命令对比，判断各个信号灯的驱动命令是否发生变化；
S3、根据当前信号灯新的驱动命令、信号机的配置、信号机的驱动状态和优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令；
其中，步骤S1中，将物理层面的多灯位信号机映射为一个或者多个逻辑信号机，将该多灯位信号机包含的多个信号灯映射为对应的多个逻辑信号灯，并确定所述逻辑信号机和逻辑信号灯的数据表；
多灯位信号机包含的多个信号灯在数据上映射为对应的多个逻辑信号灯；每个逻辑信号机包括一个或多个逻辑信号灯，将所述逻辑信号机和不同逻辑信号机下的逻辑信号灯分别编号；
所述逻辑信号灯的数据表至少包括该逻辑信号灯对应的物理意义的信号灯的优先级、保持驱动标志、信号灯驱动状态、端口锁定状态和端口锁定持续时间；
所述步骤S3进一步的包括以下步骤：
S31、若S2中判断出同一逻辑信号机下的各个信号灯的驱动命令没有发生变化，则根据各信号灯新的驱动命令、信号机的配置、信号机的驱动状态和各信号机的有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令；
S32、若S2中判断出同一逻辑信号机中的各个信号灯的驱动命令发生了变化，则根据新的驱动命令，更新对应的信号灯驱动状态、信号机的驱动状态和有效优先级，根据更新后的信号灯驱动命令和信号机的配置，生成各信号灯对应的端口的驱动命令；
步骤S3中，按照优先级从低到高的顺序驱动同一个逻辑信号机中的信号灯；
只有低优先级的所有信号灯都驱动成功，才会开始驱动高优先级的信号灯；
拥有相同优先级的信号灯同时驱动；其中，不同逻辑信号机之间互不影响；所述信号机的有效优先级为：当同一个逻辑信号机下有多个信号灯需要驱动时，若该些信号灯都不亮灯或不闪灯，取优先级最低的信号灯的优先级作为信号机的有效优先级；若该些信号灯都亮灯或闪灯，取优先级最高的信号灯的优先级作为信号机的有效优先级；若该些信号灯中出现不亮灯或不闪灯的情况，取不亮灯或不闪灯的信号机中最低的优先级作为有效优先级；对于需要驱动打开的信号灯，若其优先级小于等于所述信号机的有效优先级，可正常驱动其对应的端口打开以打开信号灯，若其优先级大于所述信号机的有效优先级，则使其对应的端口关闭，从而不打开该信号灯。
2.如权利要求1所述的一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，其特征在于，所述步骤S1还包含以下步骤：
在将物理层面的多灯位信号机映射为一个或多个逻辑信号机，将该多灯位信号机包含的多个信号灯映射为对应的多个逻辑信号灯，并确定所述逻辑信号机和逻辑信号灯的数据表后，
联锁将各个信号灯的驱动命令发送给信号机驱动模块；信号机驱动模块获取该联锁发出的各个信号灯的驱动命令。
3.如权利要求2所述的一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，其特征在于，所述逻辑信号机的数据表至少包括信号自动重开标志和信号灯列表，所述信号灯列表为该逻辑信号机包含的各个逻辑信号灯。
4.如权利要求2所述的一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，其特征在于，所述步骤S32进一步的包括以下步骤：
S321、根据新的驱动命令构建驱动信号灯列表；
S322、重置所述驱动信号灯列表中的信号灯的驱动状态、对应的端口锁定状态、以及对应的信号机的驱动状态；
S323、根据当前信号机的驱动状态、信号机的配置，结合S322重置后的驱动列表中的信号灯的驱动状态和端口锁定状态，计算新的信号机的驱动状态和有效优先级；
S324、根据当前信号灯的驱动命令、信号机的配置、新的信号机的驱动状态和有效优先级，生成各信号灯对应的端口的驱动命令。
5.如权利要求4所述的一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，其特征在于，当同一个逻辑信号机中的一个或多个信号灯出现故障、驱动异常时，进行以下操作：
寻找同一个逻辑信号机下所有驱动异常的信号灯中优先级最低的信号灯，将该驱动异常的优先级最低的信号灯记为第一异常信号灯；
关闭该逻辑信号机下所有优先级高于该第一异常信号灯的信号灯；
对于其他正常驱动但是优先级不大于该第一异常信号灯的信号灯，根据其信号灯数据表中的保持驱动状态，判断其是继续驱动还是关闭；
由于信号灯出现故障、驱动异常会使其对应的端口进入锁定状态，此时根据信号机和信号灯的状态，执行S1-S3的操作。
6.如权利要求5所述的一种基于优先级的多灯位信号机驱动方法，其特征在于，当同一个逻辑信号机中的一个或多个信号灯出现故障、驱动异常时，经过所述端口锁定持续时间后，端口自动恢复到正常状态，当所有驱动异常的信号灯对应的端口都从锁定状态退出后，如果信号机的允许自动重开，则自动执行S1-S3的操作，按照优先级从低到高的顺序驱动同一个逻辑信号机中的信号灯；如果信号机的不允许自动重开，则根据需要人为重开信号机。
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