本發(fā)明屬于鐵路客車旅客信息系統(tǒng)技術(shù)領域，涉及一種旅客信息系統(tǒng)主控系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

列車旅客信息系統(tǒng)使列車分布式服務系統(tǒng)，包括廣播系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、車內(nèi)對講系統(tǒng)等，隨著城市地鐵和輕軌的快速發(fā)展，旅客信息系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應用到各個列車上為乘客提供便捷的乘車服務信息。

旅客信息系統(tǒng)主控單元用于控制旅客信息系統(tǒng)的工作，例如控制播出到站信息、播放音視頻娛樂節(jié)目等。通常，一列車只配備一名司機，因此，當主控單元發(fā)生故障時，只能通過司機人工廣播通知乘客到站信息，這必將影響司機開車從而帶來安全隱患。

解決這一問題的主要辦法是配置冗余的主控單元?，F(xiàn)有部分列車中，列車配備兩個主控單元。為了避免兩個主機同時管理子設備相互沖突，現(xiàn)有技術(shù)中，兩個主控單元的工作模式為：一個主控單元作為主機，用以執(zhí)行信息計算(例如音視頻解碼、到站信息計算等)和系統(tǒng)控制(例如音視頻播報)工作，而另一臺主控單元作為從機，處于待機狀態(tài)，不執(zhí)行任何工作。當一臺主機發(fā)生故障，另一臺主機才進行接管，執(zhí)行信息解析計算和系統(tǒng)控制工作。而兩個主控單元之間的信息反饋會存在信息延遲，并且由從機向主機狀態(tài)的切換也需要時間延遲，因此，主從切換必然存在接管延遲，可能會出現(xiàn)主機故障后一段時間漏報到站信息的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種旅客信息系統(tǒng)主控單元冗余控制方法，該方法可以自動識別主機、從機狀態(tài)，且在主機故障時，迅速切換主機、從機工作職能，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中旅客信息系統(tǒng)主控單元冗余控制方法存在的主從狀態(tài)切換延遲造成的控制延遲，從而造成信息播放延遲、信息漏播等問題。

為了解決以上問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

旅客信息系統(tǒng)主控系統(tǒng)，用于旅客信息系統(tǒng)的控制，所述旅客信息系統(tǒng)包括多種旅客信息子設備，包括互為冗余的且可相互通信的第一主控單元和第二主控單元，第一主控單元和第二主控單元均包括控制端和信息端，通過控制端與旅客信息系統(tǒng)子設備連接，以向所述子設備發(fā)送控制信號，同時，通過信息端與旅客信息系統(tǒng)子設備連接，以獲取所述子設備的信息并向子設備輸出數(shù)據(jù)的信息；二者均包括狀態(tài)切換單元，包括主機和從機兩種運行狀態(tài)，主機運行狀態(tài)下，主控單元接通控制端和信息解析端與旅客信息系統(tǒng)子設備的連接；從機運行狀態(tài)下，主控單元接通信息解析端與旅客信息系統(tǒng)的子設備連接。

優(yōu)選為：所述第一主控單元和第二主控單元進一步均包括，用以檢測自身是否為應處于主機狀態(tài)的主機復位信號檢測單元，所述主機復位信號檢測單元包括以下功能模塊的一個或以下功能模塊的組合：

用以識別鑰匙插入/拔出的鑰匙信號識別模塊；

用以將主控單元狀態(tài)設定為主機狀態(tài)的狀態(tài)設定模塊；

用以獲取另一主控單元工作狀態(tài)信號的熱備檢測模塊。

旅客信息系統(tǒng)控制方法，處于主機狀態(tài)的主控單元接通控制端及信息端與子設備的連接，獲取所述子設備的信息并向子設備發(fā)送數(shù)據(jù)的信息；處于從機狀態(tài)的主控單元接通信息端與子設備的連接，獲取所述子設備的信息但并不向子設備輸出數(shù)據(jù)的信息；當處于主機狀態(tài)下的主控單元失去主機狀態(tài)時，處于從機狀態(tài)的主控單元執(zhí)行向子設備發(fā)送數(shù)據(jù)的信息的工作

優(yōu)選為：上電后，第一主控單元和第二主控單元默認均為從機狀態(tài)，彼此檢測是否收到對方發(fā)送的用以反應主控單元是否滿足主機觸發(fā)條件的主控單元復位信號，發(fā)出主設備復位信號的一方設定為主機狀態(tài)；所述主機觸發(fā)條件為以下條件的一個或幾個的組合：鑰匙插入信號、主機狀態(tài)設定信號、對方主控單元工作狀態(tài)異常的熱備信號。

優(yōu)選為：進一步包括以下步驟：收到對方主控單元的主設備復位信號后，進一步對對方主控單元進行熱備檢測，即檢測對方主控單元是否發(fā)送工作狀態(tài)異常信號，若是，則將自身狀態(tài)切換為主機狀態(tài)，若否，則對方主控單元仍為主機狀態(tài)。

優(yōu)選為：收到對方的主設備復位信號后，檢測在連續(xù)時間段t內(nèi)，是否收到對方主控單元發(fā)送的工作狀態(tài)正常信號。

優(yōu)選為：所述主設備復位信號包括鑰匙鑰匙插入信號、主機狀態(tài)設定信號和熱備信號，且信號具有以下優(yōu)先級：鑰匙插入/拔出信號的優(yōu)先級最高，熱備信號的優(yōu)先級最低。

優(yōu)選為：當處于主機狀態(tài)的主控單元獲取從機觸發(fā)信號后，其工作狀態(tài)由主機狀態(tài)切換為從機狀態(tài)。

優(yōu)選為：從機觸發(fā)信號為：

當主機狀態(tài)是由鑰匙插入信號觸發(fā)，則鑰匙拔出信號作為從機觸發(fā)信號；

或，

當主機狀態(tài)是由狀態(tài)設定模塊設定，則將對方主控單元狀態(tài)設定模塊設定對方主控單元為主機的設定信號或者對方主控單元鑰匙插入信號及工作狀態(tài)正常信號作為從機觸發(fā)信號；

或，

當主機狀態(tài)是由對方主控單元熱備信號觸發(fā)，則將對方主控單元的工作狀態(tài)正常信號作為從機觸發(fā)信號。

優(yōu)選為：當主機狀態(tài)是由狀態(tài)設定模塊設定或?qū)Ψ街骺貑卧獰醾湫盘栍|發(fā)，隨后又檢測到鑰匙插入信號后，則將鑰匙拔出信號作為從機觸發(fā)信號。

優(yōu)選為：當主機狀態(tài)是由狀態(tài)設定模塊設定，則將對方主控單元狀態(tài)設定模塊設定對方主控單元為主機的設定信號，或，對方主控單元的工作狀態(tài)信號及鑰匙插入信號作為從機觸發(fā)信號，且鑰匙插入信號優(yōu)先級高于狀態(tài)設定單元設定信號優(yōu)先級。

本發(fā)明的有益效果為：

本專利在旅客信息系統(tǒng)主控單元加入了熱備冗余保護控制邏輯，讓兩個主控單元同時進行計算，但只有主機(即計算又控制)進行控制功能，從機只完成計算功能。除此之外，兩臺主從機實時進行信息(工作狀態(tài)信息、報警信息)確認以確保記錄的狀態(tài)信息同步，在主機發(fā)生故障時，從機的實時接管。對于熱備系統(tǒng)，雖然保證了實時性，但極有可能出現(xiàn)某一時刻系統(tǒng)同時出現(xiàn)兩個主控點，造成系統(tǒng)管理混亂，子設備錯誤響應的問題，因此，本發(fā)明提出了可靠的主從判斷接管機制。

附圖說明

圖1為旅客信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為熱備保護流程圖；

圖3為主控系統(tǒng)控制方法完整流程圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行清楚完整地描述。顯然，具體實施方式所描述的實施例僅為本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

本發(fā)明提供了一種旅客信息系統(tǒng)的主控系統(tǒng)以及應用該主控單元對旅客信息系統(tǒng)進行控制的控制方法，采用該主控單元和控制方法，可以實現(xiàn)可靠的主控單元主控機制切換。

旅客信息系統(tǒng)主控單元，用于旅客信息系統(tǒng)的控制，結(jié)構(gòu)具體參考圖1。旅客信息系統(tǒng)包括多種旅客信息子設備，例如每節(jié)車廂內(nèi)均設置有視頻播放設備、廣播設備等。

主控單元包括互為冗余的且可相互通信的第一主控單元和第二主控單元，兩個主控單元的配置相同，功能也相同，本實施例中，兩個主控單元分別設置在頭車和尾車中。每節(jié)車廂內(nèi)均設置有交換機，每節(jié)車廂內(nèi)的交換機均連接該車廂內(nèi)的旅客信息系統(tǒng)子設備，以向車廂的子設備傳遞旅客信息。與頭車和尾車相連的車廂內(nèi)的交換機分別與第一主控單元或第二主控單元連接，以實現(xiàn)兩個主控單元與旅客信息系統(tǒng)子設備的通訊。

本發(fā)明主控單元的主要特點在于：第一主控單元和第二主控單元均包括控制端和信息端，通過控制端與旅客信息系統(tǒng)子設備連接，以向所述子設備發(fā)送控制信號，同時，通過信息端與旅客信息系統(tǒng)子設備連接，以獲取所述子設備的信息并向子設備輸出數(shù)據(jù)的信息。二者均包括狀態(tài)切換單元，包括主機和從機兩種運行狀態(tài)，每個主控單元近可以工作在一種運行狀態(tài)；主機運行狀態(tài)下，主控單元接通控制端和信息解析端與旅客信息子設備的連接，即該主控單元可以控制旅客信息系統(tǒng)子設備的工作，同時也可以獲取旅客信息系統(tǒng)子設備的信息，以及向子設備發(fā)送數(shù)據(jù)信息，例如，可以發(fā)送視頻信息到各節(jié)車廂內(nèi)的視頻設備；從機運行狀態(tài)下，主控單元接通信息解析端與旅客信息子設備的連接，此時，主控單元不可用于向子設備發(fā)送控制指令，但可以獲取子設備的信息。

為了可以實現(xiàn)主機和從機狀態(tài)的設定，第一主控單元和第二主控單元進一步均包括，用以檢測自身是否為應處于主機狀態(tài)的主機復位信號檢測單元，主機復位信號檢測單元包括以下功能模塊的一個或以下功能模塊的組合：

用以識別鑰匙插入/拔出的鑰匙信號識別模塊；當司機插入鑰匙或者拔出鑰匙時，該模塊將反饋相應的信息；

用以將主控單元狀態(tài)設定為主機狀態(tài)的狀態(tài)設定模塊；當通過狀態(tài)設定模塊設定主控單元的狀態(tài)時，主控單元運行狀態(tài)切換到相應的設定狀態(tài)；此處所述的運行狀態(tài)是指主控單元運行在主機狀態(tài)還是從機狀態(tài)；例如，設定第一主控單元為主機狀態(tài)，則其執(zhí)行主機狀態(tài)工作職能；此處所述的狀態(tài)設定模塊的作用主要是用于手動設定主控單元的運行狀態(tài)；

用以獲取對方主控單元工作狀態(tài)信號的熱備檢測模塊；此處所說的工作狀態(tài)是指主控單元是否可以正常工作，以第一主控單元為例，相對于第一主控單元，對方主控單元為第二主控單元，第一主控單元的熱備檢測模塊獲取第二主控單元的工作狀態(tài)信號，例如，若第二主控單元故障，則信號將反饋到第一主控單元。

主控單元根據(jù)以上一種或幾種信號的組合來切換第一/第二主控單元的運行狀態(tài)。

旅客信息系統(tǒng)控制方法，與傳統(tǒng)的冗余控制單元的控制方法不同。處于主機狀態(tài)的主控單元接通控制端及信息端與子設備的連接，獲取所述子設備的信息并向子設備發(fā)送數(shù)據(jù)的信息，即處于主機運行狀態(tài)下的主控單元可以控制旅客信息系統(tǒng)子設備的工作，同時也可以獲取旅客信息系統(tǒng)子設備的信息，以及向子設備發(fā)送數(shù)據(jù)信息；處于從機狀態(tài)的主控單元接通信息端與子設備的連接，獲取所述子設備的信息但并不向子設備輸出數(shù)據(jù)的信息；當處于主機狀態(tài)下的主控單元失去主機狀態(tài)時，處于從機狀態(tài)的主控單元執(zhí)行向子設備發(fā)送數(shù)據(jù)的信息的工作。失去主機狀態(tài)可以是由多種原因造成的，例如該主控單元發(fā)生故障、系統(tǒng)崩潰、長時間運行cpu過熱導致主板故障、輸入設備異常等。

需要說明的是，兩個主控單元存在同時為從機的狀態(tài).例如:司機還未在任意端插入鑰匙信號.冗余保證的是不能兩端同時為主機。

上電后，第一主控單元和第二主控單元默認均為從機狀態(tài)，即兩個主控單元均將自己設定為從機，兩個主控單元均進行定位計算、音頻解碼計算等工作。此時，彼此檢測是否收到對方發(fā)送的用以反應主控單元是否滿足主機觸發(fā)條件的主控單元復位信號，主機復位信號用于表達這一方具備被設定為主機的條件，因此，發(fā)出主設備復位信號的一方設定為主機狀態(tài)，另一方設定為從機狀態(tài)。狀態(tài)設定后，兩個主控單元分別按各自的運行狀態(tài)執(zhí)行相應的工作。

主機觸發(fā)條件為以下條件的一個或幾個的組合：鑰匙插入信號、主機狀態(tài)設定信號、對方主控單元工作狀態(tài)異常的熱備信號。

即主機復位信號可以采用以上三種信號中的一種，或者采用三種信號中的兩種或者三種。當采用多種信號的組合時，需分別對每種信號進行判斷。若采用多種信號的組合，則要設定信號的優(yōu)先級。例如，所述主設備復位信號包括鑰匙鑰匙插入信號、主機狀態(tài)設定信號和熱備信號，且信號具有以下優(yōu)先級：鑰匙插入/拔出信號的優(yōu)先級最高，熱備信號的優(yōu)先級最低。

進一步包括以下步驟：收到對方主控單元的主設備復位信號后，進一步對對方主控單元進行熱備檢測，即檢測對方主控單元是否發(fā)送工作狀態(tài)異常信號，若是，則將自身狀態(tài)切換為主機狀態(tài)，若否，則對方主控單元仍為主機狀態(tài)。

為了保證信號的穩(wěn)定性，避免發(fā)生錯判，收到對方的主設備復位信號后，檢測在連續(xù)時間段t內(nèi)，是否收到對方主控單元發(fā)送的工作狀態(tài)異常信號。

當處于主機狀態(tài)的主控單元獲取從機觸發(fā)信號后，其運行狀態(tài)由主機狀態(tài)切換為從機狀態(tài)。

該控制方法具有熱備保護功能，可以及時對主控單元的故障做出反應，避免由于其故障導致的旅客信息系統(tǒng)時間延誤。

以下，以音頻信息輸出為例來詳細的描述熱備處理的具體實施方式。流程圖具體參考圖2。

上電后，第一主控單元和第二主控單元均默認為從機狀態(tài)，均進行音頻解碼工作。

此時第一主控單元和第二主控單元相互檢測是否收到對方發(fā)送給自己的復位信號，以鑰匙插入信號為例，若第一主控單元發(fā)出鑰匙插入信號，則此時，第一主控單元將工作在主機狀態(tài)；第二主控單元檢測到第一主控單元的這一主機復位信號，第二主控單元工作在從機狀態(tài)。

若第一主控單元為故障單元，則其不能執(zhí)行主控單元的相關(guān)工作。因此，兩個主控單元的運行狀態(tài)設定好之后，第二主控單元需要繼續(xù)檢測第一主控單元的工作狀態(tài)是否正常。若持續(xù)時間t內(nèi)未收到第一主控單元的工作狀態(tài)正常信號，則第二主控單元將自身運行狀態(tài)設定為主機狀態(tài)，進行音頻信息解碼及相關(guān)的播報工作。其中，t為設定時間，本實施例中，t取10s。

在以上工作過程中，若工作在主機狀態(tài)下的主控單元收到從機觸發(fā)信號，滿足從機觸發(fā)條件，則相應的，其運行狀態(tài)調(diào)整為從機狀態(tài)。

從機觸發(fā)信號的種類可以有很多種，視主機觸發(fā)條件的不同，從機觸發(fā)信號的種類不同：

當主機狀態(tài)是由鑰匙插入信號觸發(fā)，則鑰匙拔出信號作為從機觸發(fā)信號；

或，

當主機狀態(tài)是由狀態(tài)設定模塊設定，則將對方主控單元狀態(tài)設定模塊設定對方主控單元為主機的設定信號，或者，對方的工作狀態(tài)正常信號及鑰匙插入信號作為從機觸發(fā)信號；即，當主機狀態(tài)是由熱備啟動或者狀態(tài)設定模塊設置觸發(fā)，將取消鑰匙信號作為主從切換的觸發(fā)條件。但，當收到鑰匙信號后重新添加鑰匙信號作為主從切換的觸發(fā)條件，之后，如果收到鑰匙拔出信號，從機觸發(fā)條件將滿足；或者，未收到鑰匙信號的情況下，在對方主控單元設定對方為主機，則從機觸發(fā)條件將滿足。

或，

當主機狀態(tài)是由對方主控單元熱備信號觸發(fā)，則將對方主控單元的工作狀態(tài)正常信號作為從機觸發(fā)信號。當主機狀態(tài)是由熱備啟動觸發(fā)，將取消鑰匙信號作為主從切換的觸發(fā)條件。當收到對方控制器的工作狀態(tài)正常信號(包含鑰匙插入信號)信號及復位信號，從機觸發(fā)條件將滿足。作為優(yōu)選，當主機狀態(tài)是由狀態(tài)設定模塊設定，則將對方主控單元狀態(tài)設定模塊設定對方主控單元為主機的設定信號或?qū)Ψ街骺貑卧墓ぷ鳡顟B(tài)信號(包含了鑰匙插入信號)作為從機觸發(fā)信號，收到對方主控單元的設定信號后，進一步判斷對方主控單元工作狀態(tài)是否正常，在對方主控單元工作狀態(tài)正常的情況下，將對方主控單元設定為主機，本主控單元設定為從機。

從機觸發(fā)條件將滿足后，相應的主控單元將自己設置為從機，進入初始狀態(tài)等待對方的復位信號。

以上，分模塊、分階段介紹了主控單元的控制流程。以下，將舉例介紹整個主控系統(tǒng)主從切換保護機制正常工作的完整流程，具體參考圖3。

根據(jù)實際的應用，設計了主機系統(tǒng)由從機設置為主機的三個觸發(fā)條件，1、司機要是插入信號；2、狀態(tài)設定模塊設定信號，即手動設定信號；3、熱備啟動信號。三個條件滿足一個，即可以觸發(fā)主機運行狀態(tài)，三個信號中，鑰匙信號的優(yōu)先級最高；無鑰匙信號的情況下，狀態(tài)設定模塊設定信號的優(yōu)先級較高。

參考圖3，具體舉例說明。主控單元一獲得鑰匙觸發(fā)信號，或者獲得主控單元二的熱備信號后，或者主控單元二的狀態(tài)設定單元設定主控單元二為主機，但主控單元一并未收到主控單元二的工作狀態(tài)正常信號的情況下，或者主控單元一的狀態(tài)設定單元設定主控單元一為主機，但未收到主控單元二狀態(tài)正常信號，或者，收到主控單元二的狀態(tài)正常信號中包含了鑰匙拔出信號，均將主控單元一自身設定為主機，并發(fā)送復位信號到主控單元二。

主控單元一設定為主機后，將判斷是通過何種信號觸發(fā)為主機狀態(tài)，若是通過熱備信號或者狀態(tài)設定單元設定信號觸發(fā)的主機狀態(tài)，則將取消鑰匙信號作為主從切換的條件，并按以下三種具體流程執(zhí)行下一步工作：

(1)在其執(zhí)行控制工作過程中，一但收到鑰匙信號，將重新添加鑰匙信號作為主從切換的判斷條件。并且，一但檢測到鑰匙被拔出，則將主控單元一設定為從機。

(2)若是通過熱備信號觸發(fā)的，則說明主控單元二的工作狀態(tài)是不正常的。主控單元一將持續(xù)接收主控單元二的工作狀態(tài)信號，一但主控單元二工作狀態(tài)變?yōu)檎?，則將自身切換為從機。

(3)若是通過檢測主控單元二狀態(tài)設定單元手動設定，且主控單元二工作狀態(tài)不正常的情況下，主控單元一設定為主機狀態(tài)，則繼續(xù)監(jiān)控主控單元二的手動設定信號及主控單元二的工作狀態(tài)信號。若將主控單元二設定為主機，且檢測到主控單元二工作狀態(tài)正常，或者檢測到主控單元二插入鑰匙信號，則主控單元一將自身切換為從機狀態(tài)。

創(chuàng)新的旅客信息系統(tǒng)主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法，可實現(xiàn)可靠的主從判斷和接管機制，避免主控單元故障下系統(tǒng)控制混亂，提高旅客信息系統(tǒng)工作的可靠性。