基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法
2023-09-10 12:13:20
專利名稱：基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法
技術領域：
本發明涉及一種基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法。
背景技術：
軌道交通自動售檢票系統包括硬體和軟體兩大方面，普遍採用模塊化技術，將系統劃分為多個主要售檢票設備，再將售檢票設備劃分為多個功能模塊，最終將每個功能模塊內所包含的子模塊劃分清楚，具體實現規定的售票和檢票功能，達到自動售票和檢票的目的。現有的軌道交通自動售檢票系統存在以下方面的不足(1)系統的各個功能模塊沒有明確劃分它們的工作狀態，或者沒有窮盡它們所有可能的工作狀態，導致這些功能模塊在這些工作狀態沒有進行妥當的處理，而影響其運行，嚴重時出現故障，例如設備死鎖、·停止服務等。(2)即使系統的各個功能模塊劃分了工作狀態，也沒有很好處理各個功能模塊的工作狀態之間的相互關係，例如自動售票機、自動檢票機處於向上報告的工作狀態，而車站控制中心尚沒有處於接受報告的工作狀態，自動售票機和自動檢票機需要花費一定的時間來等待車站控制中心的相應；這樣就不能很好的完成各功能模塊之間的協同工作，在一定程度上影響了自動售檢票系統工作的效率。(3)系統整體各個設備中各個功能模塊的運行沒有全盤統一協調、邏輯關係明確的機制，各個設備基本上各自為政，僅僅在需要傳送信息時才有聯繫，不便於系統的統籌管理和有序運行。
發明內容
本發明的目的在於解決現有軌道交通自動售檢票系統管理上的不足，提供一種新型的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，克服傳統自動售檢票系統的各個功能模塊沒有明確劃分工作狀態，或者沒有窮盡它們所有可能的工作狀態，導致這些功能模塊在這些工作狀態沒有進行妥當的處理，而影響其運行，嚴重時出現故障；即使系統的各個功能模塊劃分了工作狀態，也沒有很好處理各個功能模塊的工作狀態之間的相互關係；系統整體各個設備中各個功能模塊的運行沒有全盤統一協調、邏輯關係明確的機制，各個設備基本上各自為政，僅僅在需要傳送信息時才有聯繫，不便於系統的統籌管理和有序運行等缺點。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，採用有限狀態自動機技術，將軌道交通自動售檢票系統明確劃分為一系列大狀態、中狀態、小狀態和微狀態，清晰規定各個狀態相互轉移的條件，保證系統的所有狀態都是在有效控制之下，它包括以下步驟(I)定義軌道交通自動售檢票系統所包括的設備；(2)定義每種設備所包括的模塊；(3)定義每個模塊所包括的子模塊；
(4)對軌道交通自動售檢票系統、設備、模塊和子模塊是否正常工作作出明確定義，軌道交通自動售檢票系統正常工作的定義為所有設備都正常，其它情況為異常，設備正常工作的定義為所有模塊都正常，其它情況為異常，模塊正常工作的定義為所有子模塊都正常，其它情況為異常，子模塊正常是指組成子模塊的所有部分都正常，其它情況為異常；(5)編制系統的狀態表；(6)繪製軌道交通自動售檢票系統、設備、模塊和子模塊的所有狀態轉移圖；(7)運行軌道交通自動售檢票系統狀態監視與轉移程序，該程序根據預先定義好的狀態以及狀態轉移路線圖，實現狀態轉移條件的監測和狀態轉移，或者發出告警訊息，或者轉移至預先設置的未知狀態。本發明還包括一個對整個系統可能出現的異常情況進行細分的步驟。
本發明所述的設備包括一個線路控制中心LCC、至少一個車站控制中心SCC、至少一個自動售票機TVM、自動檢票機AGM和至少一個半自動售票機BOM ;每個設備至少包括一個模塊，所述的模塊至少包括硬幣處理模塊、紙幣處理模塊、找零模塊、出票模塊、扇門機構模塊、回收模塊、IC卡讀寫器模塊、顯示器模塊、工控機模塊和UPS模塊；每個模塊至少包括一個子模塊。本發明所述的軌道交通自動售檢票系統狀態監視與轉移程序包括線路控制中心狀態監視與轉移、車站控制中心狀態監視與轉移、自動售票機狀態監視與轉移、自動檢票機狀態監視與轉移步驟、模塊狀態監視與轉移和子模塊狀態監視與轉移步驟。本發明所述的線路控制中心狀態監視與轉移步驟包括以下步驟(I)線路控制中心的所有變量初始化；(2)判斷是否接收到來自管理員的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向第一個車站控制中心發送狀態探詢命令；如果收到，則先向管理員報告軌道交通自動售檢票系統狀態後再向第一個車站控制中心發送狀態探詢命令；(3)接收來自第一個車站控制中心的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將軌道交通自動售檢票系統的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向下一個車站控制中心發送狀態探詢命令；(4)重複步驟(3)，直到探詢到所有的車站控制中心的狀態都正常，則將軌道交通自動售檢票系統的狀態轉為正常並向管理員報告；有任意一個車站控制中心的狀態為異常，軌道交通自動售檢票系統的狀態都轉為異常並向管理員報告；(5)重複步驟(2) (4)。本發明所述的車站控制中心狀態監視與轉移步驟包括以下步驟(I)車站控制中心的所有變量初始化；(2)判斷是否接收到來自線路控制中心或管理員的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向第一臺自動售票機發送狀態探詢命令；如果收到，則先向線路控制中心或管理員報告車站控制中心的狀態後再向第一臺自動售票機發送狀態探詢命令；(3)接收來自第一臺自動售票機的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將車站控制中心的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向下一臺自動售票機發送狀態探詢命令；(4)重複步驟(3)，直到探詢到所有的自動售票機的狀態都為正常，向第一臺自動檢票機發送狀態探詢命令；(5)接收來自第一臺自動檢票機的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將車站控制中心的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向下一臺自動檢票機發送狀態探詢命令；(6)重複步驟(5)，直到探詢到所有的自動檢票機的狀態都為正常，向半自動售票機發送狀態探詢命令；(7)接收來自半自動售票機的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果正常，將車站控制中心的狀態轉為正常並向管理員報告；如果不正常，將車站控制中心的狀態轉為異常並向管理員報告； (8)重複步驟(2) (7)。本發明所述的自動售票機狀態監視與轉移步驟包括以下步驟( I)自動售票機的所有變量初始化；(2)判斷是否接收到來自車站控制中心的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向硬幣處理模塊發送狀態探詢命令；如果收到，則先向車站控制中心報告自動售票機的狀態後再向硬幣處理模塊發送狀態探詢命令；(3)接收來自硬幣處理模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向紙幣處理模塊發送狀態探詢命令；(4)接收來自紙幣處理模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向找零模塊發送狀態探詢命令；(5)接收來自找零模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向出票模塊發送狀態探詢命令；(6)接收來自出票模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向顯示器模塊發送狀態探詢命令；(7)接收來自顯示器模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，將自動售票機的狀態轉為正常並向管理員報告；(8)重複步驟(2) (7)。本發明所述的自動檢票機狀態監視與轉移步驟包括以下步驟 ( I)自動檢票機的所有變量初始化；(2)判斷是否接收到來自車站控制中心的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向扇門機構模塊發送狀態探詢命令；如果收到，則先向車站控制中心報告自動檢票機的狀態後再向扇門機構模塊發送狀態探詢命令；(3)接收來自扇門機構模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向回收模塊發送狀態探詢命令；(4)接收來自回收模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向IC卡讀寫器模塊發送狀態探詢命令；(5)接收來自IC卡讀寫器模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向顯示器模塊發送狀態探詢命令；(6)接收來自顯示器模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，將自動檢票機的狀態轉為正常並向管理員報告；(7)重複步驟(2) (6)。
本發明的有益效果是將自動售檢票系統劃分為系統、設備、模塊和子模塊四個由粗到細的類別，並明確地定義了它們的工作狀態，各功能模塊之間的邏輯關係明確，統籌管理它們之間的狀態轉換條件，方便了系統的管理和使用，增強了軌道交通自動售檢票系統的可操控性。
圖I為軌道交通自動售檢票(AFC)系統的狀態轉移圖一；圖2為軌道交通自動售檢票(AFC)系統的狀態轉移圖二 ；圖3為自動售票機(TVM)的狀態轉移圖；圖4為自動檢票機(AGM)的狀態轉移圖；圖5為線路控制中心(LC)狀態轉移軟體流程圖；圖6為車站控制中心(SC)狀態轉移軟體流程圖；圖7為自動售票機(TVM)狀態轉移軟體流程圖；圖8為自動檢票機(AGM)狀態轉移軟體流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，採用有限狀態自動機技術，將軌道交通自動售檢票系統明確劃分為一系列大狀態、中狀態、小狀態和微狀態，清晰規定各個狀態相互轉移的條件，保證系統的所有狀態都是在有效控制之下，它包括以下步驟(I)定義軌道交通自動售檢票系統所包括的設備；(2)定義每種設備所包括的模塊；(3)定義每個模塊所包括的子模塊；(4)對軌道交通自動售檢票系統、設備、模塊和子模塊是否正常工作作出明確定義，軌道交通自動售檢票系統正常工作的定義為所有設備都正常，其它情況為異常，設備正常工作的定義為所有模塊都正常，其它情況為異常，模塊正常工作的定義為所有子模塊都正常，其它情況為異常，子模塊正常是指組成子模塊的所有部分都正常，其它情況為異常；(5)編制系統的狀態表；(6)繪製軌道交通自動售檢票系統、設備、模塊和子模塊的所有狀態轉移圖；(7)運行軌道交通自動售檢票系統狀態監視與轉移程序，該程序根據預先定義好的狀態以及狀態轉移路線圖，實現狀態轉移條件的監測和狀態轉移，或者發出告警訊息，或者轉移至預先設置的未知狀態。對於系統可能出現的異常情況較多的情況下，它還包括一個對整個系統可能出現的異常情況進行細分的步驟。
設系統的狀態為S，狀態轉移條件為T，第i (i=0，l，2，......)時刻系統的狀態為
Si，狀態轉移條件為Tj (j=0，l，2，……)，從而Si=F (Si-pTj)，式中，F是狀態轉移函數，當Tj=I時，F為恆等函數，即Si = Sg，狀態沒有變化；在某些特殊條件L下，也有Si = Sp1，狀態也沒有變化；在其它所有條件下，都有Si Φ Sg，狀態發生變化。在軌道交通自動售檢票(AFC)系統中，狀態是隨機變化的，因此F不能用一個固定的數學函數來表達，根據AFC的具體情況，改用狀態轉移圖和狀態轉移表。設狀態為Sabcdi,其中i表不時刻，abed表不狀態類型Sa為大狀態，Sab (設備名)為中狀態，Sabc (設備名，模塊名)為小狀態，Sabcd (設備名，模塊名，子模塊名)為微狀態。對於AFC大系統，Sa=I表不正常狀態，Sa > I表不非正常狀態，Sa I表示非正常狀態，Sab< I表不系統非法。對於設備內的各個模塊，以及各個模塊內的各個子模塊，狀態的定義類似。以下列表說明AFC大系統各個大狀態及其保持條件
權利要求
1.基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，採用有限狀態自動機技術，將軌道交通自動售檢票系統明確劃分為一系列大狀態、中狀態、小狀態和微狀態，清晰規定各個狀態相互轉移的條件，保證系統的所有狀態都是在有效控制之下，其特徵在於它包括以下步驟 (1)定義軌道交通自動售檢票系統所包括的設備； (2)定義每種設備所包括的模塊； (3)定義每個模塊所包括的子模塊； (4)對軌道交通自動售檢票系統、設備、模塊和子模塊是否正常工作作出明確定義，軌道交通自動售檢票系統正常工作的定義為所有設備都正常，其它情況為異常，設備正常工作的定義為所有模塊都正常，其它情況為異常，模塊正常工作的定義為所有子模塊都正常，其它情況為異常，子模塊正常是指組成子模塊的所有部分都正常，其它情況為異常； (5)編制系統的狀態表； (6)繪製軌道交通自動售檢票系統、設備、模塊和子模塊的所有狀態轉移圖； (7)運行軌道交通自動售檢票系統狀態監視與轉移程序，該程序根據預先定義好的狀態以及狀態轉移路線圖，實現狀態轉移條件的監測和狀態轉移，或者發出告警訊息，或者轉移至預先設置的未知狀態。
2.根據權利要求I所述的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，其特徵在於它還包括一個對整個系統可能出現的異常情況進行細分的步驟。
3.根據權利要求I所述的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，其特徵在於所述的設備包括一個線路控制中心LCC、至少一個車站控制中心SCC、至少一個自動售票機TVM、自動檢票機AGM和至少一個半自動售票機BOM ;每個設備至少包括一個模塊，所述的模塊至少包括硬幣處理模塊、紙幣處理模塊、找零模塊、出票模塊、扇門機構模塊、回收模塊、IC卡讀寫器模塊、顯示器模塊、工控機模塊和UPS模塊；每個模塊至少包括一個子模塊。
4.根據權利要求I所述的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，其特徵在於所述的軌道交通自動售檢票系統狀態監視與轉移程序包括線路控制中心狀態監視與轉移、車站控制中心狀態監視與轉移、自動售票機狀態監視與轉移、自動檢票機狀態監視與轉移步驟、模塊狀態監視與轉移和子模塊狀態監視與轉移步驟。
5.根據權利要求I或4所述的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，其特徵在於所述的線路控制中心狀態監視與轉移步驟包括以下步驟 (I)線路控制中心的所有變量初始化； (2 )判斷是否接收到來自管理員的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向第一個車站控制中心發送狀態探詢命令；如果收到，則先向管理員報告軌道交通自動售檢票系統狀態後再向第一個車站控制中心發送狀態探詢命令； (3)接收來自第一個車站控制中心的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將軌道交通自動售檢票系統的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向下一個車站控制中心發送狀態探詢命令； (4)重複步驟(3)，直到探詢到所有的車站控制中心的狀態都正常，則將軌道交通自動售檢票系統的狀態轉為正常並向管理員報告；有任意一個車站控制中心的狀態為異常，軌道交通自動售檢票系統的狀態都轉為異常並向管理員報告； (5)重複步驟(2) (4)。
6.根據權利要求I或4所述的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，其特徵在於所述的車站控制中心狀態監視與轉移步驟包括以下步驟 (O車站控制中心的所有變量初始化； (2)判斷是否接收到來自線路控制中心或管理員的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向第一臺自動售票機發送狀態探詢命令；如果收到，則先向線路控制中心或管理員報告車站控制中心的狀態後再向第一臺自動售票機發送狀態探詢命令； (3)接收來自第一臺自動售票機的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將車站控制中心的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向下一臺自動售票機發送狀態探詢命令； (4)重複步驟(3)，直到探詢到所有的自動售票機的狀態都為正常，向第一臺自動檢票機發送狀態探詢命令； (5)接收來自第一臺自動檢票機的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將車站控制中心的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向下一臺自動檢票機發送狀態探詢命令； (6)重複步驟(5)，直到探詢到所有的自動檢票機的狀態都為正常，向半自動售票機發送狀態探詢命令； (7)接收來自半自動售票機的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果正常，將車站控制中心的狀態轉為正常並向管理員報告；如果不正常，將車站控制中心的狀態轉為異常並向管理員報告； (8)重複步驟(2) (7)。
7.根據權利要求I或4所述的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，其特徵在於所述的自動售票機狀態監視與轉移步驟包括以下步驟 (O自動售票機的所有變量初始化； (2)判斷是否接收到來自車站控制中心的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向硬幣處理模塊發送狀態探詢命令；如果收到，則先向車站控制中心報告自動售票機的狀態後再向硬幣處理模塊發送狀態探詢命令； (3)接收來自硬幣處理模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向紙幣處理模塊發送狀態探詢命令； (4)接收來自紙幣處理模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向找零模塊發送狀態探詢命令； (5)接收來自找零模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向出票模塊發送狀態探詢命令； (6)接收來自出票模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向顯示器模塊發送狀態探詢命令； (7)接收來自顯示器模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動售票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，將自動售票機的狀態轉為正常並向管理員 艮告;(8)重複步驟(2) (7)。
8.根據權利要求I或4所述的基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，其特徵在於所述的自動檢票機狀態監視與轉移步驟包括以下步驟 (1)自動檢票機的所有變量初始化； (2)判斷是否接收到來自車站控制中心的狀態探詢命令，如果沒有收到，直接向扇門機構模塊發送狀態探詢命令；如果收到，則先向車站控制中心報告自動檢票機的狀態後再向扇門機構模塊發送狀態探詢命令； (3)接收來自扇門機構模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向回收模塊發送狀態探詢命令； (4)接收來自回收模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向IC卡讀寫器模塊發送狀態探詢命令； (5)接收來自IC卡讀寫器模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，向顯示器模塊發送狀態探詢命令； (6)接收來自顯示器模塊的狀態報告，判斷其狀態是否正常，如果不正常，將自動檢票機的狀態轉為異常並向管理員報告；如果正常，將自動檢票機的狀態轉為正常並向管理員 (7)重複步驟(2) (6)。
全文摘要
本發明公開了一種基於有限狀態自動機的軌道交通自動售檢票系統運行控制方法，它包括以下步驟分別定義軌道交通自動售檢票系統所包括的設備、模塊及子模塊；對軌道交通自動售檢票系統、設備、模塊和子模塊是否正常工作作出明確定義；對整個系統可能出現的異常情況進行細分；編制系統的狀態表；繪製狀態轉移圖；運行軌道交通自動售檢票系統狀態監視與轉移程序。本發明將自動售檢票系統劃分為系統、設備、模塊和子模塊四個由粗到細的類別，並明確地定義了它們的工作狀態，各功能模塊之間的邏輯關係明確，統籌管理它們之間的狀態轉換條件，方便了系統的管理和使用，增強了軌道交通自動售檢票系統的可操控性。
文檔編號G07B11/00GK102915567SQ201110436050
公開日2013年2月6日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者向生建, 陳錫銘, 蔣蓉穗, 羅亮, 鄭軍, 周強 申請人:四川久遠新方向智能科技有限公司