[發(fā)明專利]基于虛擬化技術(shù)的鐵路TDCS/CTC系統(tǒng)及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711159843.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN108052371B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡斯柯信號(hào)有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455;H04L41/0663;H04L41/0631;H04L43/0817
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 應(yīng)小波

本發(fā)明涉及一種基于虛擬化技術(shù)的鐵路TDCS/CTC系統(tǒng)及其應(yīng)用，包括：物理層L1，包括服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；虛擬化層L2，用于對(duì)物理層的計(jì)算資源以及網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源進(jìn)行整合；應(yīng)用層L3，直接運(yùn)行在物理層上；管理層L4，用于針對(duì)CTC/TDCS應(yīng)用的需求對(duì)資源進(jìn)行按需分配，并根據(jù)CTC/TDCS上層應(yīng)用的運(yùn)行情況以虛擬機(jī)或容器為單位進(jìn)行調(diào)度和控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將減少同樣功能需求下CTC/TDCS系統(tǒng)對(duì)物理設(shè)備的需求，提高計(jì)算資源利用率并且降低系統(tǒng)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵路TDCS/CTC系統(tǒng)及其應(yīng)用，尤其是涉及一種基于虛擬化技術(shù)的鐵路TDCS/CTC系統(tǒng)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

CTC(調(diào)度集中系統(tǒng))/TDCS(列車調(diào)度指揮系統(tǒng))是鐵路行車指揮的核心系統(tǒng)，已在各個(gè)鐵路局和車站普遍使用。鐵路局CTC/TDCS中心系統(tǒng)由生產(chǎn)子系統(tǒng)、應(yīng)急備用子系統(tǒng)、維護(hù)子系統(tǒng)、查詢子系統(tǒng)以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)中都包含服務(wù)器、終端以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。各個(gè)服務(wù)器都按照既定的角色或功能進(jìn)行硬件配置的選擇。例如，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行圖、調(diào)度命令等歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，按照要求采用PowerPC架構(gòu)的小型機(jī)；應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)系統(tǒng)核心邏輯處理，也采用PowerPC的小型機(jī)；通信前置服務(wù)器、TDCS接口服務(wù)器、RBC接口服務(wù)器、TSRS接口服務(wù)器、分界口接口服務(wù)器等接口服務(wù)器負(fù)責(zé)與相應(yīng)外部系統(tǒng)接口并處理相關(guān)信息，此類服務(wù)器一般采用x86架構(gòu)的服務(wù)器。系統(tǒng)中所有的服務(wù)器均采用雙機(jī)冗余結(jié)構(gòu)。其中，通信前置服務(wù)器、RBC接口服務(wù)器、TSRS接口服務(wù)器等服務(wù)器一般按線路設(shè)置，每條線路各設(shè)置一套。在新的線路接入中心時(shí)，一般需要增設(shè)應(yīng)用服務(wù)器、通信前置服務(wù)器以及根據(jù)需求增設(shè)RBC、TSRS等接口服務(wù)器，所以在管轄線路較多的CTC/TDCS中心系統(tǒng)中，服務(wù)器數(shù)量比較可觀。

目前各個(gè)路局的CTC/TDCS中心系統(tǒng)基本都采用這種結(jié)構(gòu)，結(jié)合CTC/TDCS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來鐵路發(fā)展對(duì)CTC/TDCS系統(tǒng)的需求，該結(jié)構(gòu)存在以下問題：

1)可擴(kuò)展性差。新線接入需要在中心增設(shè)應(yīng)用服務(wù)器、通信前置服務(wù)器，對(duì)于C2/C3線路還需增設(shè)與RBC、TSRS等系統(tǒng)的接口服務(wù)器以及相應(yīng)的機(jī)柜等設(shè)備。中心機(jī)房須預(yù)留有足夠的空間來安裝新增的服務(wù)器及機(jī)柜。

2)服務(wù)器負(fù)載不均衡，造成資源浪費(fèi)。中心系統(tǒng)部分服務(wù)器僅僅負(fù)責(zé)一些簡(jiǎn)單的接口信息交互，服務(wù)器計(jì)算資源存在浪費(fèi)的情況。

3)故障管理的靈活性和響應(yīng)度低。系統(tǒng)中某臺(tái)服務(wù)器因故障或宕機(jī)需要更換時(shí)，需人工拆卸更換。更換過程需要進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)的備份和還原以及更換后的相關(guān)功能測(cè)試，所以耗時(shí)比較長(zhǎng)，一般需在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。且如果在該服務(wù)器的另一系也出現(xiàn)故障或者宕機(jī)情況的話，則整個(gè)系統(tǒng)都將喪失該服務(wù)器相關(guān)的功能，甚至可能影響到調(diào)度指揮。

4)災(zāi)備方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜且低效。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障或短時(shí)無法恢復(fù)故障影響到調(diào)度指揮時(shí)，需要啟用災(zāi)備系統(tǒng)或應(yīng)急備用系統(tǒng)，在目前的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下，從生產(chǎn)系統(tǒng)到災(zāi)備系統(tǒng)的切換過程也只能由人工進(jìn)行切換，切換時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)執(zhí)行切換人員的技能要求也很高。

5)維護(hù)系統(tǒng)成本較高。對(duì)于系統(tǒng)中服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日常維護(hù)和監(jiān)控一般需要在目前的系統(tǒng)基礎(chǔ)上通過增加軟硬件的方式設(shè)置一套獨(dú)立的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，也一定程度增加了系統(tǒng)建設(shè)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于虛擬化技術(shù)的鐵路TDCS/CTC系統(tǒng)及其應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于虛擬化技術(shù)的鐵路TDCS/CTC系統(tǒng)，包括：

物理層L1，包括服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；

虛擬化層L2，用于對(duì)物理層的計(jì)算資源以及網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源進(jìn)行整合；

應(yīng)用層L3，直接運(yùn)行在物理層上；