[发明专利]一种通讯规约的不复位无微扰的热备双连接方法

说明书

技术领域

 本技术发明涉及轨道交通自动化领域，尤其涉及分布式监控系统领域，本技术发明可广泛适用于电气化铁路和城市轨道交通各专业监控系统以及综合监控系统等应用。

背景技术

 随着计算机科学和自动化技术的迅速发展，在轨道交通的各个领域，例如电气化铁路和城市地铁等领域，监控系统已经从传统的小型桌面系统向现代的分布式复杂系统发展，其控制的地域范围，流程规模等都迅速增加。而且由于传统采用的分立监控系统模式，即存在信号、PSCADA（电力监控）、BAS（环控）等多个独立的监控系统并各有专员进行操作，具有运营成本高，多个系统的信息难以共享等问题，集各子系统功能于一身的综合监控系统逐渐成为新的发展趋势。在综合监控系统中，各个子系统通过集成或互联，实现由同一个上位系统进行监控，从而使得信息可以有效共享，并且减少工作量，降低运营成本。不管是专业监控系统还是综合监控系统，现代监控系统的控制规模、流程结构，工程构架都远为复杂。这就对系统之间以及系统内部的数据通讯提出了更高的要求，要求现代监控系统的数据通讯应当兼具实时、高效、稳定、健壮等特点。

为此，在现代监控系统硬件配置上，数据的发送设备和接收设备间往往通过设立两台独立的交换机等方法同时提供两条独立可用的通讯通道，从而实现硬件通讯设备的热备双冗余，以保障系统通讯硬件的可用性。

但是，另一方面，目前监控系统中的数据通讯软件，通常又被称为通讯规约，大多还采用冷备的连接框架。也就是正常运行时仅基于一条通讯通道建立一条通讯连接用于传输数据。如果由于故障导致通讯连接失效，那么再尝试基于另一条通讯通道重新建立一条新的通讯连接代替原来的连接传输数据。由于故障后需要重新建立连接，而建立连接是一个时间开销比较大的操作，因此这个过程存在较长的时延，往往导致这一过程中的监控数据丢失，这一般称为微扰，此时，接收设备和发送设备之间出现了失步的状况。为此，当重新建立了有效连接之后，必须重新传输全部数据从而重新实现接收设备和发送设备的数据同步，这一般称为复位。当数据量比较大的时候，例如在综合监控系统应用中，这意味着很大的通讯开销，同时也可能延误新产生监控数据的传输。而且由于轨道交通的现场环境复杂，有些地方干扰严重，往往网络状况不稳定，容易出现频繁切换通讯通道的情况，这种情况下，由于每次切换都需要重新建立连接并进行复位，就可能严重延误重要信号数据的正常传送，造成隐患。在极端情况下，有可能因为过于频繁的通讯通道切换并重传所有数据，而出现通讯软件卡死，造成整个监控系统瘫痪。

如果监控系统的所有软、硬件都是采用主机和网络都完全同构的系统架构，这个问题可以通过采用聚集IP或者虚拟IP等底层硬件技术加以解决。但是现代监控系统由于应用功能复杂，特别是综合监控系统还涉及众多子系统，其扩展性和开放性决定了它一定是一个异构系统。

发明内容

鉴于此，本申请提出一种适用于轨道交通现代复杂监控系统通讯规约的不复位无微扰的热备双连接方法。通过同时在两个可用的通讯通道上建立两条互为热备的通讯连接，有效利用了冗余的硬件资源，并通过设定合理的连接切换规则，从而显著降低通讯故障时连接切换时的时延；同时通过引入数据库领域中事务的概念，将通讯数据和非通讯数据的操作完全隔离，设定合理的事务类型和操作流程，并通过在通讯中携带数据状态标识，使得连接切换后仅重传切换前未能成功传输的数据，从而实现在不复位的情况下仍有效保障无微扰，提高通讯效率。保证数据的及时传送，并且适用于网络不稳定的状况。

附图说明

图1是容忍微扰的冷备连接框架下通讯连接的控制流程图。

图2是带复位的冷备连接框架下通讯连接的工作流程图。

图3是本发明的热备双连接框架下一条通讯连接的工作流程图。

图4是本发明的热备双连接框架下两条连接状态转换的示意图。

图5是本发明的通讯事务流程示意图。

图6是本发明的不复位无微扰的热备双连接框架的控制流流程的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。

当前监控系统中的通讯软件，通常又称为通讯归约或通讯规约，大多采用冷备连接框架。也就是：正常运行时仅基于一个可用的通讯通道建立一条连接用于传输通讯数据；如果连接因发生通讯故障而失效，则关闭原有连接，切换到另一个通讯通道，建立一个新的连接，代替原有连接传输数据。

由于建立新连接的操作的时间开销比较大，这个过程存在较长的时延，因此往往会导致监控数据的丢失，这种情况一般称为微扰。这时，有两种应对的策略。