一种地铁播放控制器热备切换系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及一种地铁播放控制器热备切换系统及其控制方法，属于地铁通讯控制技术领域。


背景技术：

2.乘客信息系统是地铁系统提高服务质量、加快各种信息公告传递的重要设施，是提高地铁运营管理水平，扩大地铁对乘客服务范围，提高乘客乘车体验的有效工具。pis系统一旦故障，将无法为乘客提供列车到站信息，给乘客带来不好的出行体验。不仅如此，长时间故障将引发乘客投诉，甚至造成网络舆情，这些都影响乘客满意度和地铁的品牌形象。
3.地铁线路故障数据显示，pis系统故障率居高不下，在专用通信系统中占比约三分之一，其中播放控制器故障导致pis屏区域性显示异常占比接近30％。针对pis播放控制器故障率高，同时考虑到线路设备老化和端口类型等问题，因此需要一种pis播放控制器热备冗余方案进行解决。pis系统划分为控制中心子系统、车站设备子系统、车辆段设备子系统和车载设备子系统，本文研究的播放控制器热备冗余属于车站设备子系统部分，车站设备子系统主要包括服务器、播放控制器、lcd屏、交换机、时序电源控制器、光发送器/接收器和pis工作站。全线各车站从编播中心接收发布的内容信息，组织本站所有lcd显示屏进行播放，并对本站所有设备进行统一的控制和管理。pis系统车站设备接收和下发功能，通过传输网络从控制中心接收发布的播表数据，数据通过光纤连接到车站交换机上。通过车站服务器对数据分析处理，播放控制器从车站视频服务器接收视频信号，通过播放控制器进行hdmi接口输出视音频信息。发送器接收播放控制器的视音频信号，将电信号转换成光信号发送到站厅、站台的对应区域pis屏后接收器中，最后将视音频信息通过hdmi接口在pis屏幕上进行显示。
4.1台播放控制器控制一个区域的pis屏(4-8块)，这种设计存在的缺陷是当某1台播放控制器故障时会导致整个区域的pis屏显示异常，影响范围大，容错率低。此外，故障发生后，通常需要现场处理，备件和工器具的准备时间，以及路程花费时间等都影响故障处置效率。因此，怎样检测播放控制器故障以及对故障的播放控制器进行切换成为目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种地铁播放控制器热备切换系统及其控制方法，解决了现有技术中出现的问题。
6.本发明所述的一种地铁播放控制器热备切换系统，包括车站交换机，车站交换机连接有车站服务器和车站播放控制器，车站播放控制器连接有车站发送器和车站显示区，所述车站播放控制器包括主播放控制器和备用播放控制器，主播放控制器和备用播放控制器连接有切换控制装置，所述切换控制装置用于在主播放控制器出现故障后切换至备用播放控制器进行播放控制，车站播放控制器输出到对应车站发送器，车站发送器再发送至车
站显示区进行显示。
7.进一步的，主播放控制器包括站厅播放控制器、上行播放控制器和下行播放控制器，所述站厅播放控制器、上行播放控制器、下行播放控制器和备用播放控制器均连接至车站交换机。
8.进一步的，切换控制装置包括一个一进三出信号切换器和三个二进一出信号切换器，所述一进三出信号切换器分别连接备用播放控制器和三个二进一出信号切换器，所述二进一出信号切换器分别连接主播放控制器。
9.进一步的，切换控制装置还连接有继电器模块，所述继电器模块通过usb连接备用播放控制器，通过继电器模块实现切换控制装置的自动切换。
10.进一步的，车站发送器包括站厅发送器、上行发送器和下行发送器。
11.进一步的，车站显示区包括站厅显示区、上行显示区和下行显示区。
12.进一步的，每个一进三出信号切换器上连接4根hdmi线，一根连接备用播放控制器，另外三根连接至二进一出信号切换器，每个二进一出信号切换器在此基础上分别接受三个主播放控制器的hdmi线，输出端再连出一根到各区域的车站发送器，车站显示区采用pis屏。
13.本发明所述的一种地铁播放控制器热备切换控制方法，包括以下步骤：
14.步骤1：实时检测车站播放控制器的运行状态，在备用播放控制器中加入检测主播放控制器运行状态的脚本，若返回失效语句则程序判断为主播放控制器故障，在第一时间捕捉到发生故障失效的主播放控制器；
15.步骤2：播控软件自动配置：备用播放控制器在主播放控制器未失效时配置信息为空，热备命令触发后对备用播放控制器进行自动配置，使用录制的鼠标键盘操作程序对配置过程进行预录制，生成的可执行程序对备用播放控制器进行自动配置；
16.步骤3：通过usb向对应的继电器模块下达开关指令，进行hdmi信号的线路切换，备用播放控制器的视频信号切换连接至故障的主播放控制器对应的发送器发送至前端显示器，实现播放控制器切换。
17.进一步的，步骤1中检测车站播放控制器的运行状态的步骤具体包括以下：
18.步骤11：在备用播放控制器中加入检测播放控制器运行状态的脚本，在备用播放控制器未激活状态下工作；
19.步骤12：通过批处理中的ping命令每两秒向本站三个主播放控制器ip发送一次数据包，通过数据包返回结果判断主播放控制器是否运行正常；
20.步骤13：如果检测到一台主播放控制器失效，会进行再次尝试校验，累计三次失败则进行备用播放控制器的配置，代替故障主播放控制器。
21.进一步的，步骤3中备用播放控制器的自动配置程序运行后，程序会判断故障播放控制器所支持的区域，替换当前版式文件为站厅或站台，在配置结束后启动hipis软件，备用播放控制器显示原故障播放控制器内容和版式。
22.本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
23.本发明所述的一种地铁播放控制器热备切换系统及其控制方法，在改造后的架构中备用播放控制器可与原本三台播放控制器共同实现对三个区域的控制。设备运行正常时，备用播放控制器未配置且运行状态检测程序与其它播放控制器同时运行，当状态检测
程序捕捉到主用播放控制器发生故障失效时，触发增加的播放控制器自动配置软件，软件配置完毕备用播放控制器上线完全替代故障播放控制器的功能。备用播放控制器视频信号通过一进三出的hdmi分割器传输至三个切换器，故障时继电器模块发生动作，备用播放控制器传输的视频信号自动选择故障区域，对应的二进一出的hdmi切换器在此时选择输出备用播放控制器传输的信号，输出到对应发送器，再通过光纤发送至前端显示屏。备用播放控制器实现热备切换，故障恢复，前端显示屏显示恢复正常。本发明的技术方案以降低pis系统故障影响为目的，在原有组网方式的基础上，不改动播放控制器内置系统，通过增加一台备用播放控制器来实现双机热备功能，且本方案改造范围小，对既有设备影响小。解决了现有技术中存在的问题。
附图说明
24.图1为现有技术中车站子系统架构图；
25.图2为本发明实施例中pis播放控制器热备份拓扑图；
26.图3为本发明实施例中切换器的连接图；
27.图4为本发明方法实施例2中整体的流程框图；
28.图5为本发明方法实施例2中切换控制软件的流程框图；
29.图中：1、车站交换机；11、车站服务器；12、站厅播放控制器一；13、站厅播放控制器二；14、上行播放控制器；15、下行播放控制器；16、备用播放控制器；121、站厅发送器一；131、站厅发送器二；141、上行发送器；151、下行发送器；122、站厅显示区一；132、站厅显示区二；142、上行显示区；143、下行显示区；31、一进三出信号切换器；32、二进一出信号切换器一；33、二进一出信号切换器二；34、二进一出信号切换器三；35、继电器模块。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：
31.实施例1：
32.本发明所述的一种地铁播放控制器热备切换系统，包括车站交换机1，车站交换机1连接有车站服务器11和车站播放控制器，车站播放控制器连接有车站发送器和车站显示区，所述车站播放控制器包括主播放控制器和备用播放控制器16，主播放控制器和备用播放控制器16连接有切换控制装置，切换控制装置用于在主播放控制器出现故障后切换至备用播放控制器16进行播放控制，车站播放控制器输出到对应车站发送器，车站发送器再发送至至车站显示区进行显示。
33.主播放控制器包括站厅播放控制器一12、站厅播放控制器二13、上行播放控制器14和下行播放控制器15，站厅播放控制器、上行播放控制器14、下行播放控制器15和备用播放控制器16均连接至车站交换机1。
34.切换控制装置包括一个一进三出信号切换器31和三个二进一出信号切换器，三个二进一出信号切换器分别为：二进一出信号切换器一32、二进一出信号切换器二33、二进一出信号切换器三34，一进三出信号切换器31分别连接备用播放控制器16和三个二进一出信号切换器，二进一出信号切换器分别连接主播放控制器。
35.切换控制装置还连接有继电器模块35，继电器模35块通过usb连接备用播放控制
器16，通过继电器模块实现切换控制装置的自动切换。
36.车站发送器包括站厅发送器一121和站厅发送器二131、上行发送器141和下行发送器151。
37.车站显示区包括站厅显示区一122和站厅显示区二132、上行显示区142和下行显示区143。
38.每个一进三出信号切换器31上连接4根hdmi线，一根连接备用播放控制器16，另外三根连接至二进一出信号切换器，每个二进一出信号切换器在此基础上分别接受三个主播放控制器的hdmi线，输出端再连出一根到各区域的车站发送器，车站显示区采用pis屏。
39.如图1所示，现有技术中车站pis系统运行的整体模式。车站交换机1首先接收到来自控制中心下发的媒体、控制信息，通过存储转发的形式分发给车站服务器11进行处理，由车站服务器11进行数据处理后，将数据流或指令分发给相对应的车站播放控制器，相应的车站播放控制器可根据指令实现对应的播放控制功能。其中，1台播放控制器控制一个区域的pis屏(4-8块)，这种设计存在的缺陷是当某1台播放控制器故障时会导致整个区域的pis屏显示异常，影响范围大，容错率低。此外，故障发生后，通常需要现场处理，备件和工器具的准备时间，以及路程花费时间等都影响故障处置效率。
40.如图2-3所示，本发明所述的一种地铁播放控制器热备切换系统，反应了进行改造后的车站pis系统运行模式。方案设置了一台备用播放控制器16，同时添加了一进三出信号切换器31、二进一出信号切换器一32、二进一出信号切换器二33、二进一出信号切换器三34组成的切换控制装置，在备用播放控制器16中加入切换控制程序，检测播放控制器运行状态的脚本，在备用播放控制器16未激活状态下工作。脚本通过批处理中的ping命令每两秒向本站三个主播放控制器ip发送一次数据包，通过数据包返回结果判断主播放控制器是否运行正常。考虑到偶发的网络波动影响数据包的返回时间，进而影响程序误判断主播放控制器失效引起备用播放控制器16的非正常激活，如果检测到一台播放控制器失效，会进行再次尝试校验，累计三次失败则进行备用播放控制器16的配置，代替故障播放控制器。
41.播放控制器软件的自动配置是备用播放控制器16发挥作用的重要步骤，利用鼠标键盘记录器分别记录不同区域播放控制器配置过程，在热备时调用生成的可执行文件，模拟人工的配置流程。
42.备用播放控制器16的自动配置程序运行后，程序会判断故障播放控制器所支持的区域，替换当前版式文件为站厅或站台，在配置结束后启动hipis软件，备用播放控制器16显示原故障播放控制器内容和版式。
43.如图3所示，反应了pis播放控制器热备切换控制装置的组成。装置采用一个一进三出的信号切换器和三个二进一出信号切换器。每个一进三出信号切换器上连接4根hdmi线，一根连接备用播放控制器16，另外三根连接至二进一出信号切换器。每个二进一出信号切换器在此基础上分别接受三个原有播放控制器的hdmi线，输出端再连出一根到各区域的发送器。要让hdmi信号切换器的切换自动工作需要增加继电器模块35，继电器模块35通过usb连接备用播放控制器16，以受控的固态继电器模块改造hdmi信号切换器按钮开关，代替手动的按钮，通过程序下达指令，触发继电器实习开关的自动切换。
44.备用播放控制器16可与原本三台播放控制器共同实现对三个区域的控制。设备运行正常时，备用播放控制器16未配置且运行状态检测程序与其它播放控制器同时运行，当
状态检测程序捕捉到主用播放控制器发生故障失效时，触发增加的播放控制器自动配置软件，软件配置完毕备用播放控制器16上线完全替代故障播放控制器的功能。备用播放控制器视频信号通过一进三出的hdmi分割器传输至三个切换器，故障时继电器模块35发生动作，备用播放控制器传输的视频信号自动选择故障区域，对应的二进一出的信号切换器在此时选择输出备用播放控制器传输的信号，输出到对应发送器，再通过光纤发送至前端显示屏。备用播放控制器实现热备切换，故障恢复，前端显示屏显示恢复正常。
45.实施例2：
46.如图4所示，本发明所述的一种地铁播放控制器热备切换控制方法，包括以下步骤：
47.步骤1：实时检测车站播放控制器的运行状态，在备用播放控制器16中加入检测主播放控制器运行状态的脚本，若返回失效语句则程序判断为主播放控制器故障，在第一时间捕捉到发生故障失效的主播放控制器；
48.步骤2：播控软件自动配置：备用播放控制器16在主播放控制器未失效时配置信息为空，热备命令触发后对备用播放控制器16进行自动配置，使用录制的鼠标键盘操作程序对配置过程进行预录制，生成的可执行程序对备用播放控制器16进行自动配置；
49.步骤3：通过usb向对应的继电器模块35下达开关指令，进行hdmi信号的线路切换，备用播放控制器16的视频信号切换连接至故障的主播放控制器对应的发送器发送至前端显示器，实现播放控制器切换。
50.可选的，步骤1中检测车站播放控制器的运行状态的步骤具体包括以下：
51.步骤11：在备用播放控制器16中加入检测播放控制器运行状态的脚本，在备用播放控制器16未激活状态下工作；
52.步骤12：通过批处理中的ping命令每两秒向本站三个主播放控制器ip发送一次数据包，通过数据包返回结果判断主播放控制器是否运行正常；
53.步骤13：如果检测到一台主播放控制器失效，会进行再次尝试校验，累计三次失败则进行备用播放控制器16的配置，代替故障主播放控制器。
54.可选的，步骤3中备用播放控制器16的自动配置程序运行后，程序会判断故障播放控制器所支持的区域，替换当前版式文件为站厅或站台，在配置结束后启动hipis软件，备用播放控制器16显示原故障播放控制器内容和版式。
55.本实施例的工作原理为：为实现播放控制器的热备冗余效果，需要对备用播放控制器16增加新的功能。如图5所示，在备用播放控制器内加入切换控制软件，切换控制软件通过批处理命令持续校验正在运行中的主播放控制器是否处于正常工作状态，若返回失效语句则程序判断为播放控制器故障，因此能在第一时间捕捉到发生故障失效的播放控制器。备用播放控制器16在主播放控制器未失效时配置信息为空，重复三次检测后主播放控制器异常，热备命令启动，修改备用播放控制器的ip，停止所有hipis服务，运行pisconfiguration，对备用播放控制器进行自动配置。使用录制的鼠标键盘操作程序对配置过程进行预录制，生成的可执行程序对备用播放控制器进行自动配置，修改当前播放控制器与服务器版本号一致，同时通过usb向对应的继电器模块35下达开关指令，进行hdmi信号的线路切换，备用播放控制器16的视频信号切换连接至故障播放控制器对应的发送器发送至前端显示器，实现播放控制器热备，在无人值守操作的情况下，故障在短时间内恢复。
56.本实施例中方法的改进在于：
57.(1)检测播放控制器运行状态脚本
58.在备用播放控制器16中加入检测播放控制器运行状态的脚本，在备用播放控制器16未激活状态下工作。脚本通过批处理中的ping命令每两秒向本站三个主播放控制器ip发送一次数据包，通过数据包返回结果判断主播放控制器是否运行正常。考虑到偶发的网络波动影响数据包的返回时间，进而影响程序误判断主播放控制器失效引起备用播放控制器16的非正常激活，如果检测到一台播放控制器失效，会进行再次尝试校验，累计三次失败则进行备用播放控制器的配置，代替故障播放控制器。
59.(2)播控软件自动配置程序
60.播放控制器软件的自动配置是备用播放控制器发挥作用的重要步骤，利用鼠标键盘记录器分别记录不同区域播放控制器配置过程，在热备时调用生成的可执行文件，模拟人工的配置流程。
61.(3)站厅站台版式切换
62.备用播放控制器的自动配置程序运行后，程序会判断故障播放控制器所支持的区域，替换当前版式文件为站厅或站台，在配置结束后启动hipis软件，备用播放控制器显示原故障播放控制器内容和版式。
63.热备切换后，需在运营结束后手动恢复主用状态。首先运行备用机里的一键恢复默认状态程序，将设置复位，恢复备用机备用状态，视情况主用机故障情况进行处理。
64.采用以上结合附图描述的本发明的实施例的一种地铁播放控制器热备切换系统及其控制方法，本发明的技术方案以降低pis系统故障影响为目的，在原有组网方式的基础上，不改动播放控制器内置系统，通过增加一台备用播放控制器来实现双机热备功能，且本方案改造范围小，对既有设备影响小。解决了现有技术中存在的问题。但本发明不局限于所描述的实施方式，在不脱离本发明的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。