一种地铁半自动广播冗余播放方法与流程

本发明属于嵌入式计算机领域，涉及一种地铁半自动广播冗余播放方法。

背景技术：

地铁是运行于城市内的一种交通工具，它行驶在固定的铁轨上，并依靠电力牵引。地铁主要由位于列车两端的司机室和位于列车中部的多节客室组成。在每列地铁中都运行着一套乘客信息系统PIS(Passenger Information System)，它的主要功能是向乘客提供列车行驶的相关信息和一些多媒体信息。PIS主要结构由两部分组成：位于两端司机室中的广播控制单元ACSU(Announcement Control System Unit)以及外接在ACSU上的其他设备和位于每节客室中的乘客广播控制单元PACU(Passenger Announcement Control System)以及外接于PACU上的其他设备。PIS系统的结构图如图1所示，在ACSU内部主要包含以下模块：电源、以太网交换机、视频编码器Encoder、视频播放器MP(Media Player)、I/O模块，广播控制器ACSU Controller。ACSU外接的设备有触摸屏TLCD(Touch LCD)和司机广播控制单元DACU(Driver Announcement Control Unit)。在PACU内部主要包含以下模块：电源、以太网交换机、视频解码器Decoder、功率放大器AMP，PACU控制器，在PACU外接的设备有LCD显示屏、喇叭、LED屏、DRMD(Dynamic Route Map Display)和乘客紧急通信单元PECU(Passenger Emergency Communication Unit)。在PIS系统中ACSU Controller是重要的组成部分，它负责与列车控制管理系统TCMS(Train Control Manage System)通信，并管理PIS系统中的其它设备，其中TCMS是列车的主控系统。两端司机室的两个ACSU Controller一个是主控，一个是副控。ACSU Controller与TCMS的通信是通过多功能车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)完成的。在PIS系统内部ACSU Controller、TLCD、MP、Encoder，Decoder之间通过以太网进行通信，ACSU Controller与I/O模块、DACU、AMP、PACU控制器，PECU通过MVB总线进行通信。

PIS系统主要功能由三个部分组成：乘客信息显示部分、闭路监控部分，乘客广播部分。乘客信息显示部分主要负责将列车行驶的相关信息显示到LED、LCD，DRMD屏幕上。闭路监控部分主要负责利用客室的摄像头来记录客室内部的画面并将视频画面通过以太网传给司机室中的TLCD，TLCD将画面显示到屏幕上以供司机观看，从而达到监控的效果。乘客广播部分主要负责利用司机室和客室的麦克与扬声器向司机和乘客提供司机间的对讲、司机与乘客之间的对讲、司机向客室的人工广播和数字广播。

乘客在乘坐地铁列车时主要是通过客室喇叭提供的语音信息、客室LED上的文字信息和DRMD的站点信息来获取当前所处的站点位置，而该功能主要是通过PIS系统的全自动广播、半自动广播和手动广播三种广播模式来完成。在列车行驶过程中常用的播放模式是半自动模式，所以半自动广播是PIS系统中重要的功能之一。半自动广播是PIS系统用于播放报站广播、显示站点信息的功能，它通过TCMS向ACSU Controller发送起点站、终点站，速度等信号。然后Controller对信号进行处理，更新站点信息。最后由主控端Controller向客室AMP、LED，DRMD发送控制指令对其进行控制，完成客室的语音报站、LED的文字显示和DRMD上的站点显示。确保半自动广播播放的内容正确是非常重要的，如果播放的内容出错则有可能导致乘客下错站，会对乘客的出行造成困扰。本发明使用冗余的方法，通过两端司机室的ACSU Controller相互通信并同步站点信息，这样可以在主控端ACSU Controller出现故障或者故障恢复之后都能够确保半自动广播的正常和广播内容的正确。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种地铁半自动广播冗余播放方法。该方法包含两个模块，TCMS通信模块和MVB通信模块。TCMS通信模块负责进行半自动广播，MVB模块负责两端司机室内的ACSU Controller的相互监测。通过以上两个模块，确保列车在某一端司机室内的ACSU Controller出现故障时，另一端司机室内的ACSU Controller能够继续进行半自动广播。

本发明的技术方案：

一种地铁半自动广播冗余播放方法所用的系统为PIS，包括位于两端司机室中的广播控制单元ACSU(Announcement Control System Unit)、位于每节客室中的乘客广播控制单元PACU(Passenger Announcement Control System)以及ACSU和PACU外接的其他设备；ACSU包含电源、以太网交换机、视频编码器Encoder、视频播放器MP(Media Player)、I/O模块和广播控制器ACSU Controller；ACSU外接的设备有触摸屏TLCD(Touch LCD)和司机广播控制单元DACU(Driver Announcement Control Unit)；PACU包含电源、以太网交换机、视频解码器Decoder、功率放大器AMP和PACU控制器，PACU外接的设备有LCD显示屏、喇叭、LED屏、DRMD(Dynamic Route Map Display)和乘客紧急通信单元PECU(Passenger Emergency Communication Unit)；在PIS系统中，ACSU Controller是重要的组成部分，负责与列车控制管理系统TCMS(Train Control Manage System)通信，并管理PIS系统中的其它设备，TCMS是列车的主控系统；两端司机室的两个ACSU Controller，一个是主控，另一个是副控；ACSU Controller与TCMS的通信是通过多功能车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)完成的；在PIS系统内部ACSU Controller、TLCD、MP、Encoder和Decoder之间通过以太网进行通信，ACSU Controller与I/O模块、DACU、AMP、PACU控制器，PECU通过MVB总线进行通信。

一种地铁半自动广播冗余播放方法，步骤如下：

首先，创建TCMS通信模块和MVB通信模块，TCMS通信模块用于ACSU Controller与TCMS通信获取半自动广播相关信息，并根据获取的信息设置站点、进行半自动广播。MVB通信模块用于ACSU Controller和PIS系统内部的其它MVB设备通信以便于监控另一端Controller状态、向其它设备下发控制命令；

在TCMS通信模块中，ACSU Controller通过与TCMS的通信，先获取起点站ID和终点站ID，然后与Controller板卡内存储的站点信息配置文件进行比较。站点信息配置文件中存储的信息是列车可以行驶的所有路线上的所有站点的相关信息。如果TCMS发送的站点ID能够匹配配置文件中的站点信息，则说明TCMS发送的站点ID正确，可以设置路线；如果TCMS发送的站点ID与配置文件中的站点信息不匹配，则说明TCMS发送的站点ID无效，不进行路线设置。路线设置成功，获取开门、关门信号，如果本端是主控端Controller，则进行开门、关门铃声广播；然后获取列车的行驶速度，根据列车速度的变化进行当前站更新、离站广播和到站广播；然后将更新后的信息发送给另一端Controller进行信息同步；若本端ACSU Controller是主控端，则还向客室LED、AMP和DRMD发送控制指令，完成报站操作；

在MVB通信模块中，ACSU Controller先与列车两端司机室内的I/O模块进行通信，获取列车钥匙信号，根据钥匙信号将本端设置为主控端或副控端；再与另一端Controller通信并判断其是否在线，若不在线，当本端为副控端，则设置本端为主控端；若在线，若本端I/O模块有钥匙信号并且本端Controller是副控端，则设置本端Controller为主控端，若本端I/O模块没有钥匙信号但本端Controller为主控端，则将本端设置为副控端，其它情况则不改变本端的主副控状态。然后，获取另一端Controller发送的站点相关信息并与本地存储的信息进行比较，若一致则不更新站点信息，若不一致则判断是否需要更新信息，若需要则将本地存储的站点信息更新成与另一端Controller信息一致。

所述的本端ACSU Controller指当前所在的司机室内的ACSU Controller。

所述的另一端Controller指当前ACSU Controller所在司机室的另一端司机室内的ACSU Controller。

本发明的有益效果在于通过半自动广播冗余，确保两端司机室内的ACSUController内部存储的站点信息一致、有效，进而使得列车在行驶过程中即使有一端司机室内的Controller故障死机也能正确的进行半自动报站，有益于乘客对于站点信息的获取。

附图说明

图1是本发明的PIS系统的结构图。

图2是本发明的半自动广播冗余播放的总体流程图。

图3是本发明的TCMS通信流程图。

图4是本发明的MVB通信流程图。

图5是本发明的ACSU Controller故障判断流程图。

具体实施方法

以下结合发明内容和说明书附图详细说明本发明的具体实施方式。

(1)TCMS通信模块

如图3所示，ACSU Controller与TCMS通信，获取起点站ID、终点站ID判断这两个ID是否发送过变化，如果发生变化则说明列车行驶线路改变，需要重新设置路线。然后将TCMS发送的起点站ID、终点站ID与Controller板卡内存储的站点信息配置文件进行比较。如果TCMS发送的站点ID能够匹配配置文件中的站点信息，则说明TCMS发送的站点ID正确，可以设置路线；如果TCMS发送的站点ID与配置文件中的站点信息不匹配，则说明TCMS发送的站点ID无效，不进行路线设置。路线设置好之后列车进行开门、关门操作便于乘客上下车。当Controller收到开门信号时，如果本端Controller是主控端，则进行开门铃声广播。当Controller收到关门信号时，如果本端Controller是主控端，则进行关门铃声广播。开门、关门广播结束之后，Controller读取TCMS发送的速度信号，若速度由0变为大于0，则说明列车已经启动离站，将当前站数值加1并发送给另一端Controller进行同步；若速度为由非0变为0说明列车已经进站；若速度一直大于0，则计算列车的离站距离并与站间距进行比较，如果本端Controller是主控端，则在离站距离达到50m时播放离站广播，在距下一站距离200m时播放到站广播。

(2)MVB通信模块

如图4所示，ACSU Controller与两端I/O模块通信并判断钥匙信号是否发生变化，如果发生变化则对本端Controller进行主副控设置，设置规则如下，若本端I/O模块有钥匙信号并且本端Controller是副控端，则设置本端Controller为主控端，若本端I/O模块没有钥匙信号但本端Controller为主控端，则将本端设置为副控端，其它情况则不改变本端的主副控状态。然后与另一端Controller进行通信，先判断另一端Controller是否在线，若不在线并且本端Controller为副控，则说明另一端Controller是主控端并且出现故障，需将本端设置为主控确保半自动广播正常工作，若在线但是在本端Controller内记录的另一端Controller状态为故障状态则说明另一端Controller是故障后恢复或刚刚上电，此时如果本端I/O模块没有钥匙信号并且本端Controller为主控，则需将本端设置为副控，将主控交还给另一端Controller。主副控设置完毕后，如果另一端Controller在线，则需要与其进行站点同步。先获取另一端Controller发送的当前站ID信息，判断本地存储的当前站ID是否小于另一端Controller发送过来的当前站ID，若是并且未同步过站点信息则说明本端存储的当前站ID是无效ID，需将当前站进行同步。如果进行过站点信息的同步，但是本端Controller与TCMS的通信出现异常，则同样对当前站进行同步，确保半自动广播正常运行。

如图5所示，判断对端ACSU Controller是否正常是根据两端司机室内的Controller的通信端口状态和生命信号判断的。首先，本端Controller读取另一端Controller发送的数据，并判断心跳信号是否发生变化。如果心跳信号发生变化，则说明另一端Controller正常，若本端Controller内记录的另一端Controller状态为故障状态，则将另一端Controller的状态设置为正常，并将心跳信号不发生变化的次数清零。如果心跳信号没有发生变化，则判断总线上能否读取另一端Controller发送的数据，若接收不到数据则说明另一端Controller出现故障，需要将另一端Controller的状态设置为故障状态。如果总线上能读取另一端Controller发送的数据，则将心跳信号不变化的次数加1并判断心跳信号不变化的次数是否超过100，若超过100说明另一端Controller出现故障，将另一端Controller的状态设置为故障状态。若没有超过100，则继续与另一端Controller通信并重复上述步骤判断另一端Controller是否正常。