[發(fā)明專利]一種雙機(jī)主備裁決的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210436523.1
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN102932118A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華;曹桂均;劉雋;孫洋;劉青;林炳躍;張輝;閆石;李鐵;邢科家;張弘志;欒德杰;趙剛;趙然;崔瑩瑩;趙佳麗;寇亞洲;王飛;蔣元華;姚宇峰;王建;宋宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院;中國鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所;北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司;北京銳馳國鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L1/22
• 分類號(hào): H04L1/22;H04B1/74
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及系統(tǒng)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙機(jī)主備裁決的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，鐵路計(jì)算機(jī)化調(diào)度指揮系統(tǒng)（例如TDCS、CTC等）是保證中國鐵路安全、高效運(yùn)行的重要技術(shù)支撐。因此，這類系統(tǒng)關(guān)鍵部位的計(jì)算機(jī)軟硬件必須為調(diào)度員或其他使用者提供7×24小時(shí)不間斷的服務(wù)。為了確保服務(wù)質(zhì)量，此類系統(tǒng)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上通常采用雙機(jī)熱備的形式，即使用互為熱備的兩臺(tái)軟、硬件配置一致的計(jì)算機(jī)作為一個(gè)整體共同執(zhí)行同一服務(wù)，雙機(jī)中一臺(tái)為主用機(jī)，另一臺(tái)為備用機(jī)。在正常情況下，同一時(shí)刻只有主用機(jī)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、完成與其它設(shè)備的信息交換，為應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)等任務(wù)；備用機(jī)監(jiān)視主用機(jī)的運(yùn)行情況，保持與主用機(jī)同步，同時(shí)主用機(jī)也在檢測備用機(jī)是否正常。當(dāng)主用機(jī)出現(xiàn)故障或由于維修等原因退出，不能支持應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)營時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)將備用機(jī)升級(jí)為主用機(jī)，接替原主用機(jī)繼續(xù)工作。上述雙機(jī)熱備系統(tǒng)能夠正常工作并進(jìn)行主備切換的關(guān)鍵，就是擁有一種執(zhí)行主備切換決策的系統(tǒng)——雙機(jī)主備裁決系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)方案中通用的裁決系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式有兩種：硬件裁決和軟件裁決。硬件裁決方式是在雙機(jī)之外引入第三方硬件裝置（比如雙控器），裁決硬件基于雙機(jī)向其發(fā)送的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行主備判決；軟件裁決方式是在雙機(jī)中分別部署裁決軟件，裁決軟件基于雙方之間的通信內(nèi)容（心跳信息）進(jìn)行主備判決。由于業(yè)務(wù)的需要，硬件裁決方式一般在前臺(tái)用戶操作終端上使用；軟件裁決方式一般在后臺(tái)服務(wù)器上使用。

但上述現(xiàn)有技術(shù)的裁決方案中，硬件裁決方式如遇裁決硬件故障，將無法完成裁決功能，且硬件設(shè)備的引入也會(huì)增加整個(gè)雙機(jī)熱備系統(tǒng)的故障點(diǎn)；軟件裁決方式由于雙機(jī)的裁決軟件之間是平等關(guān)系，因此在通信中斷的情況下（比如心跳通道故障）會(huì)存在雙方都升為主機(jī)或都降為備機(jī)的狀態(tài)，即出現(xiàn)所謂的“腦裂”問題（相當(dāng)于進(jìn)行決策的大腦因故障而一分為二，分別自主決策）。上述狀態(tài)將嚴(yán)重?fù)p害系統(tǒng)的可用性和可靠性，同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)中也缺乏有效的方式將上述裁決方式進(jìn)行集成，導(dǎo)致雙機(jī)熱備系統(tǒng)在兩種方式間轉(zhuǎn)換不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙機(jī)主備裁決的方法及系統(tǒng)，能夠在一個(gè)裁決軟件中集成系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測功能和多種主備裁決的功能，同時(shí)優(yōu)化裁決算法，彌補(bǔ)上述兩種通用裁決方式的不足。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種雙機(jī)主備裁決的方法，所述方法包括：

通過多線程技術(shù)對(duì)宿主機(jī)指定的應(yīng)用軟件心跳信息、以太網(wǎng)卡狀態(tài)和串口通信設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果生成狀態(tài)報(bào)告；

依據(jù)預(yù)先設(shè)定的配置文件內(nèi)容在啟動(dòng)階段啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的裁決模式執(zhí)行代碼，所述裁決模式包括雙控器模式、直連模式和單機(jī)模式；

根據(jù)所屬裁決模式執(zhí)行代碼選擇相應(yīng)的裁決模式，并根據(jù)本機(jī)狀態(tài)、對(duì)等機(jī)狀態(tài)、雙控器判決結(jié)果或人工設(shè)定進(jìn)行綜合運(yùn)算，裁決宿主機(jī)的主備狀態(tài)。

所述方法還包括：當(dāng)監(jiān)測到宿主機(jī)故障后進(jìn)行報(bào)警，且當(dāng)宿主機(jī)中運(yùn)行的特定應(yīng)用軟件出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)候，中止該故障軟件，并重新啟動(dòng)該軟件。

所述方法還包括：當(dāng)選擇雙控器模式時(shí)，雙機(jī)分別運(yùn)行一個(gè)軟件實(shí)例，每個(gè)軟件實(shí)例分別通過串行通信端口與雙控器進(jìn)行通信；

且各軟件實(shí)例將其宿主機(jī)的監(jiān)測結(jié)果通過串口發(fā)送給所述雙控器，所述雙控器通過串口返回主備判決結(jié)果。

所述方法還包括：在所述雙控器模式下，利用系統(tǒng)局域網(wǎng)，雙機(jī)之間增加網(wǎng)絡(luò)心跳通道，所述主備雙機(jī)中運(yùn)行的軟件實(shí)例以UDP數(shù)據(jù)報(bào)方式互發(fā)心跳信息。

所述方法還包括：當(dāng)選擇直連模式時(shí)，雙機(jī)分別運(yùn)行一個(gè)裁決軟件實(shí)例，雙機(jī)之間通過心跳通道互傳監(jiān)測結(jié)果；

每個(gè)裁決軟件實(shí)例根據(jù)本機(jī)狀態(tài)、對(duì)等機(jī)狀態(tài)或人工設(shè)定進(jìn)行綜合運(yùn)算，裁決宿主機(jī)的主備狀態(tài)，并將最終結(jié)果發(fā)送給對(duì)等機(jī)。

所述方法還包括：在所述直連模式下，雙機(jī)之間在通過一條串口通道互發(fā)心跳信息的基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)局域網(wǎng)，增加網(wǎng)絡(luò)心跳通道，以UDP數(shù)據(jù)報(bào)方式互發(fā)心跳信息。

所述方法還包括：在所述直連模式下，設(shè)置參考IP地址，當(dāng)全部心跳通道故障后，雙機(jī)的裁決軟件實(shí)例都對(duì)所述參考IP執(zhí)行Ping操作；

如果無法收到所述參考IP的回應(yīng)數(shù)據(jù)包，則表明網(wǎng)絡(luò)通道故障出現(xiàn)在本機(jī)，本機(jī)不具備升為主用機(jī)的必要條件；如果收到所述參考IP的回應(yīng)數(shù)據(jù)包，則表明本機(jī)網(wǎng)絡(luò)通道正常，網(wǎng)絡(luò)通道故障出現(xiàn)在對(duì)等機(jī)上，本機(jī)具備升為主用機(jī)的必要條件。

所述方法還包括：通過人工操作界面依據(jù)人工設(shè)定情況進(jìn)行主備裁決。

一種雙機(jī)主備裁決的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：