用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制方法及装置与流程

本发明涉及一种城市轨道交通领域信号设备的控制方法及装置，尤其是涉及一种用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制方法及装置。

背景技术：

cbtc自动列车控制系统包括ats子系统、atc子系统、车站联锁子系统等，为城市轨道交通列车的安全运行提供了技术保障，上述子系统中存在大量计算机设备、如轨旁区域控制(zc)、lats设备、联锁下位机等，这些设备分散在沿线各个车站信号机械室。当信号设备，特别是无人值守车站的信号设备发生故障时，需要人工介入重启信号设备，从而延长了故障恢复时间。同时根据某些城市轨道交通运营单位的维护要求，也需要对信号设备进行定期重启作业，原先都需要耗费大量人力和时间。

传统的重启信号设备方法，大多采用人工现场直接控制空气开关来驱动信号设备的电源回路分闸和合闸，根据上述两种应用场景会面临下列问题：

1、日常维护作业效率问题。人工现场控制开关在日常定期重启作业维护过程中耗费的较高人力成本以及较长的作业时间。尤其是信号设备发生故障时，有些会影响列车正常运行，缩短处理故障时间尤为重要。

2、可靠性问题。人工现场控制开关的可靠性，准确性完全依靠个人来保证。易发生误操作。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制方法及装置，首次实现了故障设备的远程重启，具备安全、可靠以及高效等优点，为城市轨道交通信号设备降低故障延时、提高故障恢复能力、提高维护水平提供了可靠的技术手段，开创了城市轨道交通信号设备维护作业的先河。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制方法，通过双链路的校核，保证指令下达和执行的安全和可靠，所述的控制方法具体包括以下步骤：

1)在中心层操作终端a上执行电源控制命令；

2)所述电源控制命令经由中心校验服务器分发至车站工作站a；

3)所述车站工作站a收到电源控制命令后再转发电源控制命令至硬件控制器a；

4)所述硬件控制器a收到电源控制命令后，随机生成命令校验码，再将命令校验码发送至硬件控制器b和沿原通信链路发送至中心操作终端a；

5)在命令校验码传输至中心校验服务器节点时，完成命令校验码和源控制命令的校验，以确保命令校验码和控制命令对应的，如果校验不通过，中心校验服务器丢弃该控制命令校验码，并给出提示信息，如果校验通过，则继续后续步骤；

6)将操作终端a所返回的命令校验码再次输入至操作终端b并执行相同的控制命令，控制命令经由中心校验服务器、车站工作站b发往硬件控制器b；

7)所述中心校验服务器收到命令校验码和控制命令后，完成与操作终端a发出控制命令后所获取的命令校验码比对，如果比对失败，那么中心服务器丢弃操作终端b发送的控制命令，如果比对成功，则继续后续步骤；

8)所述硬件控制器b会将操作终端b和硬件控制器a生成的命令校验码进行比对，如果不一致，则命令硬件控制器a和硬件控制器b同时丢弃控制命令，如果一致，则继续后续步骤；

9)所述硬件控制器a和硬件控制器b受到命令间设定延时，需要对控制命令进行超时确认，如果超时，则硬件控制器a和硬件控制器b同时丢弃控制命令，如果不超时，则继续后续步骤；

10)所述硬件控制器a和硬件控制器b同时执行控制命令，最终完成控制回路的合闸和开闸。

一种用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制装置，包括操作终端a、操作终端b、中心校验服务器、车站工作站a、车站工作站b、硬件控制器a以及硬件控制器b，所述的操作终端a、中心校验服务器、车站工作站a以及硬件控制器a依次连接，所述操作终端b、中心校验服务器、车站工作站b以及硬件控制器b依次连接，各自构成独立的通信链路，所述的硬件控制器a与硬件控制器b连接，所述的硬件控制器a和硬件控制器b分别与城市轨道交通信号设备电源开关回路连接。

所述的操作终端a为预置控制命令终端，操作终端b为执行控制命令终端。

所述的中心校验服务器由两台冗余配置关系的pc服务器组成。

所述的车站工作站为小型工控机，用于负责：1)与中心校验服务器建立通信，获取实时下发的控制命令并转发给硬件控制器；2)与硬件控制器建立通信，实时接收回送状态信息并转发给中心校验服务器。

所述的硬件控制器为plc控制器，用于负责：1)与车站工作站建立通信，接收并执行控制命令；2)驱动隔离继电器以驱动rc控制模块动作，进行电源回路的分闸与合闸。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过采用城市轨道交通信号设备远程电源控制方法及装置，可以有效减轻维护人员工作强度，提高日常维护作业工作效率，压缩故障处理延时，降低误操作发生的可能性。

附图说明

图1为本发明用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制方法的流程图；

图2为本发明用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制装置的系统结构示意图；

图3为本发明用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制装置的信号设备控制回路原理示意图。

具体实施方式

下面将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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种应用于城市轨道交通信号设备的远程电源控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，操作人员首先在中心层操作终端a上执行电源控制命令，操作方式为操作点击图形化界面相关设备图元相关的操作界面，操作终端生成控制命令m。

步骤2，将步骤1中生成的控制命令m经由中心校验服务器分发至车站工作站a；

步骤3，车站工作站a将步骤2中转发来的控制命令m再转发控制命令至硬件控制器a；

步骤4，硬件控制器a收到控制命令m后，随机生成命令校验码n。再将命令校验码b发送至硬件控制器b和沿原通信链路发送至中心操作终端a；

步骤5，在命令校验码n经过中心校验服务器节点时，由中心校验服务器完成命令校验码n和源控制命令m的校验，以确保命令校验码和控制命令对应的。如果校验不通过，中心校验服务器丢弃该控制命令校验码n，操作终端a给出提示信息，结束本次操作。如果校验通过，则继续后续步骤；

步骤6，操作人员将操作终端a所返回显示的命令校验码n再次输入至操作终端b并执行相同的控制命令q，控制命令q经由中心校验服务器、车站工作站b发往硬件控制器b；

步骤7，中心校验服务器收到操作终端b发来的命令校验码n和控制命令q后，完成与操作终端a发出控制命令m后所获取的命令校验码n比对。如果比对失败，那么中心服务器丢弃操作终端b发送的控制命令q。如果比对成功，则继续后续步骤；

步骤8，硬件控制器会将操作终端b和硬件控制器a生成的命令校验码进行比对，如果不一致，则命令控制器a、b丢弃控制命令，结束步骤。如果一致，则继续后续步骤；

步骤9，硬件控制器a和硬件控制器b受到命令间设定延时，需要对控制命令进行超时确认。如果超时，则硬件控制器丢弃控制命令m和q，结束步骤。如果不超时，则继续后续步骤；

步骤10，步骤1～9正常执行后，硬件控制器a和硬件控制器b同时执行控制命令m和q，最终完成控制回路的合闸和开闸

如图2所示，一种应用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制装置，该装置包括操作终端aa、操作终端bb、冗余的中心校验服务器c、车站工作站ad、车站工作站be、硬件控制器af以及硬件控制器bg，所述的操作终端aa、中心校验服务器c、车站工作站aa以及硬件控制器af依次连接，操作终端bb、中心校验服务器c、车站工作站be以及硬件控制器bg依次连接，基于工业以太网构成独立的数据通信链路，所述的硬件控制器af与硬件控制器bg连接，基于rs485串口构成独立的数据通信链路，所述的硬件控制器af和硬件控制器bg与城市轨道交通信号设备电源开关回路连接。

以下对各装置节点进行阐述：

1、操作终端aa与操作终端bb：

操作终端基于工作站构建，主要负责1)与远程控制服务器软件建立通信，发送控制命令及接受回采状态信息；2)通过图形化界面展示回采信息及通信状态信息；3)通过图形化界面进行人机操作。

两个操作终端职责不同，操作终端a为预置控制命令终端，操作终端b为执行控制命令终端。

2、中心校验服务器c：

中心校验服务器基于两台pc服务器构建，两台服务器为冗余配置关系，主要负责1)与车站工作站建立通信，获取实时回送状态信息及下发控制命令，操作断路器的通/断；2)与操作终端软件建立通信，将实时回送状态发送给操作终端，并获取控制命令；3)对控制命令进行服务器端的校验，当校验不通过时，回送失败信息。

3、车站工作站ad与车站工作站be：

车站工作站基于小型工控机构建，主要负责1)与中心校验服务器建立通信，获取实时下发的控制命令并转发给硬件控制器；2)与硬件控制器建立通信，实时接收回送状态信息并转发给中心校验服务器。

4、硬件控制器af与硬件控制器bg：

硬件控制器基于plc构建，负责1)与车站工作站建立通信，接收并执行控制命令；2)驱动隔离继电器以驱动rc控制模块动作，进行电源回路的分闸与合闸。

如图3所示，一种应用于城市轨道交通信号设备的远程重启控制装置的控制电路原理如下：

1、控制执行原理

硬件控制器a只驱动ka1a隔离继电器，硬件控制器b只驱动ka1b隔离继电器。只有当ka1a和ka1b都动作时，才能驱动rc控制模块动作，进行分闸或合闸，避免了任何原因产生的误动作引起的被控设备非正常断电。

硬件控制器将分别回采被控设备的一路状态信号(位置、故障)，并通过双机同步功能，将另一硬件控制器采集到的被控设备的状态信号(位置、故障)同步至本机，判断本身采集到的信息和同步过来的信息是否一致，如不一致即认为状态异常/不可信，并拒绝操作终端发来的对此设备的控制命令。

2、安全防护原理

电动操作机构操作电源和控制回路电源相互独立，且电动操作电源采用带保护的端子，防止电流过大造成控制回路设备损坏；

plc控制回路只负责输出控制信号，负载较小，且采用输出继电器隔离，对plc的输出二次回路进行隔离，防止plc二次回路损坏；

所有控制回路(包括plc输出回路、隔离继电器的输出触点)都采用常开触点，只有当需要动作时，触点才闭合，plc机笼任何设备失电都不会造成误动作。

该方法及装置用于上海轨道交通十七号线等cbtc信号系统项目中，在正式上线开通之前，在张江试验线进行现场实地测试，证明完全能满足现场需求，并可投入到城市轨道交通运营方的生产体系中去。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。