一种主备控制中心的信号系统与外部接口的切换方法与流程

1.本发明涉及交通运输技术领域，特别是一种主备控制中心的信号系统与外部接口的切换方法。


背景技术：

2.全自动运行系统中，信号系统通过通信前置机与pis(乘客信息系统)、pa(广播系统)、iscs(综合监控系统)、clock(时钟系统)等系统传输与接收列车运行相关信息。
3.若通信前置机故障，将会导致外部接口无法获取信号系统的列车运行信息，造成站台广播或站台导乘屏显示错误等故障，影响乘客乘车体验。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明提供一种主备控制中心的信号系统与外部接口的切换方法，并提出信号系统主用控制中心和所述备用控制中心系统冗余的方案，保证在现有信号系统架构下，实现全自动信号系统主用控制中心和所述备用控制中心与外部接口的冗余，显著提高系统运行的稳定性及外部接口的可靠性。
5.本发明公开了一种新的主备控制中心信号系统与外部接口的切换方法，其包括：当主用控制中心的信号系统中的通信前置机中的模块全部发生故障时，可自动切换至备用控制中心的信号系统中的通信前置机的相应模块，以实现信号系统能够通过备用控制中心的通信前置机与外部的接口机通信；
6.或者是，当备用控制中心的信号系统中的通信前置机中的模块全部发生故障时，可自动切换至主用控制中心的信号系统中的通信前置机的相应模块；以实现信号系统能够通过主用控制中心的通信前置机与外部的接口机通信；
7.当与主用控制中心的通信前置机进行通信的外部接口机发生故障时，可在主用控制中心的不同通信前置机之间切换相应接口机，以确保信号系统通过该主用控制中心的通信前置机与其对应的正常运行的外部接口机通信；
8.或者是，当与备用控制中心的通信前置机进行通信的外部接口机发生故障时，可在该备用控制中心的不同通信前置机之间切换相应的接口机，以确保信号系统通过该备用控制中心的通信前置机与其对应的正常运行的外部接口机通信。
9.进一步地，所述主用控制中心和所述备用控制中心均包括至少两个通信前置机；不同通信前置机之间能够相互切换；
10.所述主用控制中心和所述备用控制中心均包括多个对外接口业务的模块组；每个业务模块组包括乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线系统通信系统；
11.信号系统正常运行时，其通过主用控制中心和/或备用控制中心的至少一个通信前置机与主用控制中心和/或备用控制中心的乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线系统中进行通信。
12.进一步地，每个所述通信前置机包括分别与乘客信息系统、广播系统、综合监控系
统、时钟系统和无线通系统一一对应连接的乘客信息系统接口模块、广播系统接口模块、综合监控系统接口模块、时钟系统接口模块和无线系统接口模块；
13.所述外部接口机包括分别与乘客信息系统接口模块、广播系统接口模块、综合监控系统接口模块、时钟系统接口模块和无线系统接口模块一一对应连接的乘客信息系统接口机、广播系统接口机、综合监控系统接口机、时钟系统接口机和无线系统接口机；
14.信号系统正常运行时，其通过主用控制中心和/或备用控制中心的至少一个通信前置机与其对应的乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线通系统中的至少一个进行通信。
15.进一步地，乘客信息系统接口机内部冗余方式为：
16.常态下与主用控制中心对应的一个乘客信息系统接口机作为最高优先级，当该乘客信息系统接口机发生故障时，将递补至与主用控制中心对应的另一个乘客信息系统接口机；当与主用控制中心对应的乘客信息系统接口机发生故障后，自动切换至与备用控制中心对应的至少一个乘客信息系统接口机与信号系统通信；当与主用控制中心对应的乘客信息系统接口机与信号系统连接恢复正常后，对内通信自动切换到与主用控制中心对应的至少一个乘客信息系统接口机。
17.进一步地，信号系统与乘客信息系统接口机的外部冗余方式为：
18.在主用控制中心和所述备用控制中心，信号系统的所有通信前置机对外并行工作，同时向乘客信息系统对应的所有接口机发送数据；乘客信息系统对应的所有接口机收到数据后，内部进行主备区分。
19.进一步地，综合监控系统接口机的内部冗余方式为：
20.与主用控制中心对应的一个综合监控系统接口机作为最高优先级，当该综合监控系统接口机发生故障时，自动切换至与主用控制中心对应的另一个综合监控系统接口机与信号系统通信；
21.信号系统与综合监控系统接口机的外部冗余方式为：
22.在主用控制中心和所述备用控制中心，信号系统的与综合监控系统接口机对应的所有前置机对外并行工作，同时向综合监控系统对应的所有接口机发送数据；综合监控系统对应的所有接口机收到数据后，内部进行主备区分。
23.进一步地，时钟系统接口机内部冗余方式为：
24.时钟系统的至少两台接口机分别与通信母钟连接，当主用控制中心的时钟系统接口机故障后，切换至备用控制中心的时钟系统接口机中的任一个继续运行；若主用控制中心的时钟系统接口机中的所有接口机全部恢复正常，则时钟系统接口机切换回主用控制中心继续运行。
25.进一步地，信号系统与时钟系统接口机的外部冗余方式为：
26.常态下当与主用控制中心对应的一个时钟系统接口机作为主机与通信母钟获取时钟信息，同时与主用控制中心的所有通信前置机进行数据交互，与其中一个通信前置机维持通信链路；当其中一个通信前置机故障，可使用另一个通信前置机备用链路继续数据交互；当主用控制中心的通信前置机的时钟系统接口模块或时钟系统完全故障时，启用备用控制中心的所有通信前置机与其对应的时钟系统接口机进行通信并收发数据。
27.进一步地，所述主用控制中心和所述备用控制中心的信号系统校时机制为：
28.主用控制中心和备用控制中心仅有1个通信前置机作为主机与时钟系统进行校时，其余处于备用状态的通信前置机与当前处于主用状态的通前设备进行校时，主用控制中心和所述备用控制中心的应用服务器均与当前对内主用通信前置机进行校时。
29.进一步地，无线系统接口机的内部冗余方式为：
30.常态下与主用控制中心对应的一个无线系统接口机为最高优先级，当其发生故障时递补至与主用控制中心对应的另一个无线系统接口；当与主用控制中心对应的所有无线系统接口机故障后，自动切换至与备用控制中心对应的接口机与信号系统通信；当与主用控制中心对应的所有无线系统接口机与信号系统连接恢复正常后，对内通信的主用模块仍维持在备用控制中心运行；
31.信号系统与无线系统的外部冗余方式为：
32.在主用控制中心和所述备用控制中心，信号系统的与无线系统接口机对应的所有前置机对外并行工作，同时向无线系统对应的所有接口机发送数据；无线系统对应的所有接口机收到数据后，内部进行主备区分。
33.由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：可实现信号系统在主用控制中心通信前置机故障时，无缝切换至备用控制中心的通信前置机继续维持系统运行；提高全自动系统外部接口的冗余性，显著减小主用控制中心设备故障后对系统运行和信号系统外部接口造成的影响。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例的一种主备控制中心的信号系统与外部接口的切换方法对应的框架示意图；
36.图2为本发明实施例的信号系统与pis口方式示意图；
37.图3为本发明实施例的信号系统与iscs接口方式示意图；
38.图4为本发明实施例的信号系统与时钟系统接口方式示意图；
39.图5为本发明实施例的信号系统与通信无线系统接口方式示意图。
具体实施方式
40.结合附图和实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。
41.本发明的主备控制中心通信前置机冗余机制如下：
42.因通信前置机的组成模块较多，且需要在中心与外部进行接口，无法按照健康度进行冗余切换，需要按照递补的方式进行冗余，优先保证信号系统在主用控制中心与外部接口进行通信。
43.通信前置机对信号子系统内部热备冗余，只有主用的通信前置机模块才可以对内发送数据；对外部接口系统不区分主备，可以同时进行接口数据的发送和接收。
44.单中心内通信前置机可根据外部接口模块连接状态在同一中心范围内进行自动切换，主用控制中心通信前置机模块全部故障后，可自动切换至另一中心的通信前置机的相应模块。
45.外部接口连接服务在自动情况下主备中心四台冗余服务间可按照顺序自动切换，例如中心1机模块故障或外部接口设备故障后，可自动切换至中心2机模块与外部接口继续通信，依次类推。单系统对外接口模块故障，不影响其他系统的对外接口模块，例如pa通信模块故障，不影响该机的pis通信模块。
46.参见图1，本发明提供了一种主备控制中心的信号系统与外部接口的切换方法的实施例，其旨在实现：当通信前置机双系模块均切换至备用控制中心后，外部接口包括pis(乘客信息系统)、pa(广播系统)、iscs(综合监控系统)、时钟系统、无线系统均不受影响，其接口专业服务器可自动跟随通信前置机模块切换而跟随切换至备用控制中心继续运行。
47.本实施例包括信号系统与pis主备中心接口冗余方式、信号系统与iscs主备中心接口冗余方式、信号系统与时钟主备中心接口冗余方式、信号系统与无线系统主备中心接口冗余方式。其中，以主用控制中心和备用控制中心均包括2个业务模块组，2个通信前置机为例，其中，业务模块组为乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线系统通信系统；以每个通信前置机中的接口模块为乘客信息系统接口模块、广播系统接口模块、综合监控系统接口模块、时钟系统接口模块和无线系统接口模块为例，对本发明实施例进行具体阐述。
48.信号系统与pis主备中心接口冗余方式具体为：
49.信号系统与pis口方式如图2所示，信号系统正常运行时使用通信前置机-主1/通信前置机-主2分别与主控中心pis接口机-主1/pis接口机-主2通信。通信前置机可与pis在主备控制中心实现自动切换，且pis系统4台接口设备均为热备。
50.当主用控制中心通信前置机pis模块或pis接口机完全故障时，启用备用控制中心通信前置机-备1/通信前置机-备2与pis接口机-备1/pis接口机-备2进行通信并收发数据，其它接口模块不受影响。
51.pis接口机内部冗余方式如下：
52.常态下接口机-主1为最高优先级，当主机1发生故障时递补至接口机-主2。当主用控制中心pis接口机故障后，自动切换至接口机-备1及接口机-备2与信号系统通信。当主用控制中心接口机与信号系统连接恢复正常后，对内通信主用模块自动切换回主用控制中心接口机-主1/主2。
53.信号接口机与pis外部冗余方式如下：
54.在主备控制中心，信号系统的4台通信前置机对外并行工作，同时向乘客信息系统的4台接口机发送数据；乘客信息系统4台接口机收到数据后，内部进行主备区分。
55.信号系统与iscs主备中心接口冗余方式具体为：
56.信号系统与iscs接口方式如图3所示，iscs正常运行时使用通信前置机-主1/通信前置机-主2分别与主控中心iscs接口机-主1/iscs接口机-主2通信，通信前置机可与iscs在主备控制中心同时收发数据。
57.iscs接口机内部冗余方式如下：
58.常态下接口机-主1为主机，当主机1发生故障时切换至接口机-主2。当主用控制中
心与信号系统的冗余连接故障后，自动切换至接口机-备1及接口机-备2与信号系统通信。
59.信号接口机与iscs外部冗余方式如下：
60.在主备控制中心，信号系统的4台接口机对外并行工作，同时向综合监控系统的4台接口机发送数据；综合监控4台接口机收到数据后，内部进行主备区分。
61.在主备控制中心，iscs的4台接口机同时对外并行工作，同时向信号系统的4台通信前置机发送数据；信号系统的4台接口机收到数据后，内部进行主备区分。
62.信号系统与时钟主备中心接口冗余方式具体为：
63.信号系统与clk系统接口方式如图4所示，clk系统正常运行时使用通信前置机-主1与主控中心clk接口机-主1通信。通信前置机可与时钟系统在主备控制中心实现自动切换，且时钟系统2台接口设备互为冗余。
64.clk(时钟系统)接口机内部冗余方式如下：
65.时钟系统两台接口机分别与通信母钟连接，当主用控制中心clk接口机故障后，切换至备用控制中心-备1继续运行。若clk接口机-主1/主2故障恢复，则clk切换回主用控制中心继续运行。
66.信号接口机与clk外部冗余方式如下：
67.常态下接口机-主1为主机与通信母钟获取时钟信息，同时与通信前置机-主1/主2进行数据交互，与通信前置机-主2维持通信链路。当通信前置机-主1故障，可使用通信前置机-主2备用链路继续数据交互。当通信前置机clk模块或clk系统在主用控制中心完全故障时，启用备用控制中心通信前置机-备1/通信前置机-备2与clk接口机-备1/备2进行通信并收发数据，信号其它接口模块不受影响。
68.信号主备中心信号系统校时机制：
69.主备控制中心共有4台通信前置机，但只有1台通信前置机是做为主机与外部时钟系统进行校时的，其余处于备用状态的通信前置机与当前处于主用状态的通前设备进行校时，主备控制中心的应用服务器均与当前对内主用通信前置机进行校时。若发生主备控制中心切换，由于此前备控中心的通信前置机-备1/备2和主控中心的通前设备是实时校时，故切换至备控中心的通信前置机-备1后，不会致使主备控倒切前后的时间差值过大。
70.信号系统与无线系统主备中心接口冗余方式具体为：
71.信号系统与通信无线系统接口方式如图5所示，通信无线系统正常运行时使用通信前置机-主1/通信前置机-主2分别与主控中心通信无线接口机-主1/通信无线接口机-主2通信。
72.当主用控制中心通信前置机通信无线模块或通信无线接口机完全故障时，启用备用控制中心通信前置机-备1/通信前置机-备2与通信无线接口机-备1/通信无线接口机-备2进行通信并收发数据，其它接口模块不受影响。
73.通信无线接口机内部冗余方式如下：
74.常态下接口机-主1为最高优先级，当主机1发生故障时递补至接口机-主2。当主用控制中心无线系统接口机故障后，自动切换至接口机-备1及接口机-备2与信号系统通信。当主用控制中心接口机与信号系统连接恢复正常后，对内通信主用模块仍维持在备控中心运行，不影响整体系统使用。
75.信号系统与无线系统外部冗余方式如下：
76.在主备控制中心，信号系统的4台接口机对外并行工作，同时向通信无线系统的4台接口机发送数据；通信无线系统的4台接口机收到数据后，内部进行主备区分。
77.本实施例能够达到以下技术效果：
78.1)实现主备控制中心通信前置机的冗余；
79.2)实现信号系统与各系统专业无缝切换；
80.3)信号切换或外部接口专业切换，不影响信号系统运行；
81.4)主备控制中心通信前置机对外不区分主备机，均并行工作。
82.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种主备控制中心的信号系统与外部接口的切换方法，其特征在于，包括：当主用控制中心的信号系统中的通信前置机中的模块全部发生故障时，可自动切换至备用控制中心的信号系统中的通信前置机的相应模块，以实现信号系统能够通过备用控制中心的通信前置机与外部的接口机通信；或者是，当备用控制中心的信号系统中的通信前置机中的模块全部发生故障时，可自动切换至主用控制中心的信号系统中的通信前置机的相应模块；以实现信号系统能够通过主用控制中心的通信前置机与外部的接口机通信；当与主用控制中心的通信前置机进行通信的外部接口机发生故障时，可在主用控制中心的不同通信前置机之间切换相应接口机，以确保信号系统通过该主用控制中心的通信前置机与其对应的正常运行的外部接口机通信；或者是，当与备用控制中心的通信前置机进行通信的外部接口机发生故障时，可在该备用控制中心的不同通信前置机之间切换相应的接口机，以确保信号系统通过该备用控制中心的通信前置机与其对应的正常运行的外部接口机通信。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用控制中心和所述备用控制中心均包括至少两个通信前置机；不同通信前置机之间能够相互切换；所述主用控制中心和所述备用控制中心均包括多个对外接口业务的模块组；每个业务模块组包括乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线系统通信系统；信号系统正常运行时，其通过主用控制中心和/或备用控制中心的至少一个通信前置机与主用控制中心和/或备用控制中心的乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线系统中进行通信。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个所述通信前置机包括分别与乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线通系统一一对应连接的乘客信息系统接口模块、广播系统接口模块、综合监控系统接口模块、时钟系统接口模块和无线系统接口模块；所述外部接口机包括分别与乘客信息系统接口模块、广播系统接口模块、综合监控系统接口模块、时钟系统接口模块和无线系统接口模块一一对应连接的乘客信息系统接口机、广播系统接口机、综合监控系统接口机、时钟系统接口机和无线系统接口机；信号系统正常运行时，其通过主用控制中心和/或备用控制中心的至少一个通信前置机与其对应的乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、时钟系统和无线通系统中的至少一个进行通信。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，乘客信息系统接口机内部冗余方式为：常态下与主用控制中心对应的一个乘客信息系统接口机作为最高优先级，当该乘客信息系统接口机发生故障时，将递补至与主用控制中心对应的另一个乘客信息系统接口机；当与主用控制中心对应的乘客信息系统接口机发生故障后，自动切换至与备用控制中心对应的至少一个乘客信息系统接口机与信号系统通信；当与主用控制中心对应的乘客信息系统接口机与信号系统连接恢复正常后，对内通信自动切换到与主用控制中心对应的至少一个乘客信息系统接口机。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，信号系统与乘客信息系统接口机的外部冗余方式为：
在主用控制中心和所述备用控制中心，信号系统的所有通信前置机对外并行工作，同时向乘客信息系统对应的所有接口机发送数据；乘客信息系统对应的所有接口机收到数据后，内部进行主备区分。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，综合监控系统接口机的内部冗余方式为：与主用控制中心对应的一个综合监控系统接口机作为最高优先级，当该综合监控系统接口机发生故障时，自动切换至与主用控制中心对应的另一个综合监控系统接口机与信号系统通信；信号系统与综合监控系统接口机的外部冗余方式为：在主用控制中心和所述备用控制中心，信号系统的与综合监控系统接口机对应的所有前置机对外并行工作，同时向综合监控系统对应的所有接口机发送数据；综合监控系统对应的所有接口机收到数据后，内部进行主备区分。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，时钟系统接口机内部冗余方式为：时钟系统的至少两台接口机分别与通信母钟连接，当主用控制中心的时钟系统接口机故障后，切换至备用控制中心的时钟系统接口机中的任一个继续运行；若主用控制中心的时钟系统接口机中的所有接口机全部恢复正常，则时钟系统接口机切换回主用控制中心继续运行。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，信号系统与时钟系统接口机的外部冗余方式为：常态下当与主用控制中心对应的一个时钟系统接口机作为主机与通信母钟获取时钟信息，同时与主用控制中心的所有通信前置机进行数据交互，与其中一个通信前置机维持通信链路；当其中一个通信前置机故障，可使用另一个通信前置机备用链路继续数据交互；当主用控制中心的通信前置机的时钟系统接口模块或时钟系统完全故障时，启用备用控制中心的所有通信前置机与其对应的时钟系统接口机进行通信并收发数据。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用控制中心和所述备用控制中心的信号系统校时机制为：主用控制中心和备用控制中心仅有1个通信前置机作为主机与时钟系统进行校时，其余处于备用状态的通信前置机与当前处于主用状态的通前设备进行校时，主用控制中心和所述备用控制中心的应用服务器均与当前对内主用通信前置机进行校时。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无线系统接口机的内部冗余方式为：常态下与主用控制中心对应的一个无线系统接口机为最高优先级，当其发生故障时递补至与主用控制中心对应的另一个无线系统接口；当与主用控制中心对应的所有无线系统接口机故障后，自动切换至与备用控制中心对应的接口机与信号系统通信；当与主用控制中心对应的所有无线系统接口机与信号系统连接恢复正常后，对内通信的主用模块仍维持在备用控制中心运行；信号系统与无线系统的外部冗余方式为：在主用控制中心和所述备用控制中心，信号系统的与无线系统接口机对应的所有前置机对外并行工作，同时向无线系统对应的所有接口机发送数据；无线系统对应的所有接口机收到数据后，内部进行主备区分。

技术总结
本发明公开了一种主备控制中心的信号系统与外部接口的切换方法，其包括：当主用控制中心或备用控制中心的信号系统中的通信前置机中的模块全部发生故障时，可自动切换正常运行的备用控制中心或主用控制中心的信号系统中的通信前置机的相应模块，以实现信号系统与外部的接口机通信；当与主用控制中心或备用控制中心的通信前置机进行通信的外部接口机发生故障时，可在备用控制中心或主用控制中心的不同通信前置机之间切换相应接口机，以确保信号系统与其对应的正常运行的外部接口机通信。本发明提高全自动运行系统外部接口的冗余性，显著减小主用控制中心设备故障后对系统运行和信号系统外部接口造成的影响。和信号系统外部接口造成的影响。和信号系统外部接口造成的影响。


技术研发人员：张扬 黄嘉 姚文韬 林全青 李向荣
受保护的技术使用者：成都交控轨道科技有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/9/9