城市长隧道Ｌ－ＤＮＡ仿生监控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城市长隧道Ｌ－ＤＮＡ仿生监控方法，包括如下步骤：根据监控节点的主从站标记，判断监控节点的状态；当为主站模式状态时，进行网络轮询进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息执行整条隧道的全局控制逻辑，向网络发布全局控制指令，执行本地控制逻辑；当为从站模式状态时，进行网络监听进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息执行整条隧道的全局控制逻辑，根据全局控制指令执行本地控制逻辑。本方法每个监控节点具有整条隧道的全局控制逻辑和全局数据区，如同生物体细胞一样，每个个体都含有整体的ＤＮＡ遗传信息，故每个都可以成为主控节点，能实现通车运营或隧道灾害等情况时的隧道监控，确保人员安全。本发明专利技术相互通讯边际范围内的控制器进行权阶系数协议仲裁，从中仲裁出一台发挥主控器功能的控制器。本发明专利技术同时公开了一种城市长隧道Ｌ－ＤＮＡ仿生监控系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制工程领域，特别涉及适用于城市长隧道和超长隧道的L-DNA(类 DNA)仿生监控方法。
技术介绍
现今，长隧道和超长隧道监控系统的控制结构为各监控点依照现场控制需要，随 机散列在狭长的地段线状区内，所以，长隧道和超长隧道监控系统通常采用分布式或分段 集中式控制拓扑结构。这种监控结构往往设计有一台或数台主控制器以及若干台分布式区 域控制器，它们通过现场总线型网络进行通讯。主控制器上含有全局控制逻辑和全局信息 参数，区域控制器含有本地控制逻辑和远端执行、采集程序。系统工作时，主控制器统管全 局发挥核心控制功能，区域控制器担任远程执行器和采集器的功能。 这样的长隧道和超长隧道监控系统在隧道施工及运营过程中暴露出很多缺点。如 在长隧道的施工过程中，从土方工程、结构工程到内装、管线、路面都是分段施工，隧道监控 与结构工程、内装工程等进度交织进行。经常出现的状况是隧道已通车运营，监控系统还在 安装调试，严重影响施工安全和施工质量。 另外，隧道灾害的特点决定了一旦在隧道内某点发生灾害，该节点附近的所有设 备和网络都有可能被破坏，由于该隧道监控系统严重依赖主控制器的工况和通讯网络的完 整性，一旦主控制器失效，隧道将整体瘫痪；即使只是网络故障，故障点后部的所有设备都 会失效，导致灾情加重甚至二次伤害的发生。 因此，有必要提供一种改进的城市长隧道监控方法及系统来克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种城市长隧道L-DNA仿生监控方法及系统，能在通车运 营、施工环节或隧道灾害、安全事件发生仍对隧道进行监控，恢复监控功能，确保人员安全。 为了实现上述目的，本专利技术提供了一种城市长隧道L-DNA仿生监控方法，包括如 下步骤根据监控节点的主从站标记，判断监控节点的状态；当为主站模式状态时，进行网 络轮询进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息执行整条隧道的全局控制逻辑， 向网络发布全局控制指令，执行本地控制逻辑，维护本地控制状态；当为从站模式状态时， 进行网络监听进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息执行整条隧道的全局控制 逻辑，根据全局控制指令执行本地控制逻辑，维护本地控制状态。 在本专利技术的一个实施例中，所述方法还包括如下步骤通过主节点的网络轮询以 及所有节点的网络监听，获取所有节点的控制器的权阶值，更新有效节点的生存周期；到达 本地节点的指定周期时，将该本地节点的控制器的权阶值小于所有有效节点的控制器的权 阶值中的最小值时的本地节点置为主站模式状态。 较佳地，所述方法还包括步骤到达本地节点的指定周期时，将该本地节点的控制 器的权阶值不小于所有有效节点的控制器的权阶值中的最小值时的本地节点置为从站模式状态。 同样较佳地，所述方法还包括步骤将所有节点的生存周期值减少l，维护网络权 阶库。 在本专利技术的另一实施例中，所述方法还包括如下步骤通过主节点的网络轮询以 及所有节点的网络监听，获取网络有效节点地址表以及当前活动节点地址表；到达本地节 点的指定周期并且当前活动节点地址表与上一周期网络轮询获取的活动节点地址表相同 时，判断本地节点地址是否等于当前活动节点地址表的最大值或最小值；当本地节点地址 等于节点表的最大值或最小值时，输出物理层终接匹配。 较佳地，所述方法还包括如下步骤当本地节点地址不等于节点表的最大值或最 小值时，延迟两周期后，撤消物理层终接匹配。 较佳地，所述方法还包括如下步骤到达本地节点的指定周期并且当前活动节点地址表与上一周期网络轮询获取的活动节点地址表不同时，更新缓冲表。 —种城市长隧道L-DNA仿生监控系统，包括分布在长隧道内的多个监控节点，每个监控节点包括节点数据区、与所述节点数据区连接的节点控制逻辑模块、与所述节点数据区连接的隧道全局数据区、与所述隧道全局数据区连接的DNA全局控制逻辑模块。 在本专利技术的一个实施例中，所述系统还包括物理层网络自愈控制模块，所述隧道全局数据区包括节点地址列表，所述物理层网络自愈控制模块与所述节点地址列表连接。 在本专利技术的另一实施例中，所述系统还包括权阶输出仲裁逻辑模块，所述隧道全局数据区包括权阶值表，所述权阶输出仲裁逻辑模块与所述权阶值表连接。 与现有技术相比，本专利技术城市长隧道L-DNA仿生监控方法和系统的每个监控节点都具有整条隧道的全局控制逻辑和全局数据区，就如同生物体细胞一样，每个个体都含有整体的DNA遗传信息，因此各个节点相互关联，都可以成为主控节点，因此能克服传统监控方法的系统中由于单点及局部的故障造成系统的全局瘫痪技术缺陷。 另外，普通监控节点的全局控制逻辑和全局数据区与主节点的全局控制逻辑和全 局数据区同步工作，但只有主节点能够向网络发布全局控制指令。 此外，对于每个控制节点，当为主站模式状态时，进行网络轮询从而获取全局信 息，进而根据全局信息执行本地控制逻辑以控制本地输出；当为从站模式状态时，监听网络 从而获取全局信息，进而根据全局信息执行本地控制逻辑以控制本地输出。该方法在施工 环节或隧道灾害、安全事件发生时，未发生故障的监控节点在网络轮询或监听网络过程中 获取全局信息，在全局信息的指示下执行本地控制逻辑，从而对隧道进行监控，能最大限度 恢复监控功能，进而确保人员安全。 再者，本方法能相互通讯的边际范围内的所有控制器进行权阶系数协议仲裁，从 中仲裁出一台发挥主控器功能的控制器，从而维护新的网络边界，并通过自愈协议算法使 处于网络边际的活动节点维护通讯线路，保证数据通讯的畅通。 通过以下的描述并结合附图，本专利技术将变得更加清晰，这些附图用于解释本专利技术 的实施例。附图说明 图1为本专利技术城市长隧道L-DNA仿生监控方法一个实施例的流程图。 图2为本专利技术城市长隧道L-DNA仿生监控方法另一实施例的部分流程图。 图3为本专利技术城市长隧道L-DNA仿生监控方法又一实施例的部分流程图。 图4为本专利技术城市长隧道L-DNA仿生监控系统的框架图。具体实施例方式现在参考附图描述本专利技术的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。 参考图1，本实施例城市长隧道L-DNA仿生监控方法包括如下步骤 步骤Sll，根据监控节点的主从站标记，判断监控节点是主站模式状态还是从站模式状态，如果是主站模式状态，进行下一步，如果是从站模式状态，转步骤S13 ; 步骤S12，进行网络轮询进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息维护全局数据区并执行整条隧道的全局控制逻辑，向网络发布全局控制指令，转步骤S14 ; 步骤S13，监听网络进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息维护全局数据区并执行整条隧道的全局控制逻辑，维护全局控制状态； 步骤S14，根据所述全局信息执行本地控制逻辑，维护本地控制状态并控制本地输屮 f市 DP ， ^口术o 由上可以看出，本专利技术城市长隧道L-DNA仿生监控方法的每个监控节点(处于从 站模式状态的普通监控节点，以及处于主站模式状态的主节点)都具有整条隧道的全局控 制逻辑和全局数据区，就如同生物体细胞一样，每个个体都含有整体的DNA遗传信息，因此 各个节点相互关联，都可以成为主控节点，因此能克服传统监控方法的系统中由于单点及 局部的故障造成系统的全局瘫痪技术缺陷。 另外，普通监控节点的全局控制逻辑和全局数据区与主节点的全局控制逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市长隧道Ｌ－ＤＮＡ仿生监控方法，包括如下步骤：根据监控节点的主从站标记，判断监控节点的状态；当为主站模式状态时，进行网络轮询进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息执行整条隧道的全局控制逻辑，向网络发布全局控制指令，执行本地控制逻辑，维护本地控制状态；当为从站模式状态时，进行网络监听进而获取整条隧道的全局信息，根据所述全局信息执行整条隧道的全局控制逻辑，根据全局控制指令执行本地控制逻辑，维护本地控制状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟珞，袁景凌，刘长江，夏红霞，马成前，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]