[發明專利]一種實時同步主備數據的高速鐵路調度集中自律機系統

有效

• 申請號: 202011050538.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112238881B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 趙宏濤;張琦;宋鵬飛;周曉昭;林海桐;曾壹;高峰
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司通信信號研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京華鐵信息技術有限公司;北京銳馳國鐵智能運輸系統工程技術有限公司
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

本發明公開了一種實時同步主備數據的高速鐵路調度集中自律機系統，通過自律機主備定時整體同步輔助實時增量同步，實現自律機主備倒切過程中業務邏輯無縫過渡，保證自律機業務邏輯完整性、一致性、統一性和連貫性，最終實現行車調度系統核心功能穩定可靠持續運行，保障高鐵行車安全。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種實時同步主備數據的高速鐵路調度集中自律機系統。

背景技術

高速鐵路行車調度系統是鐵路運輸日常組織工作的指揮中樞。部署于車站的自律機系統依據調度中心鋪畫的階段計劃生成管轄范圍內的行車指令，并在股道、區間、道岔和各類信號機等站場對象以及由這些對象組合表征的進路的狀態變化驅動和指令觸發時機管控下，有序可靠執行內部業務邏輯和安全卡控操作。作為行車調度系統核心單元，自律機系統的穩定運行對保障列車行駛平穩和高鐵行車安全至關重要。

調度系統運行過程中的軟硬件故障以及各類突發事件不可避免的導致自律機系統單點故障。根據國鐵集團相關企業技術標準和現場實際需要，現有自律機系統實行主備雙機熱備冗余運行模式：自律機備機在車站控制模式、關鍵邏輯狀態、列車進路序列、調車作業單、控制命令等關鍵數據方面，與自律機主機保持嚴格一致和偽/準同步。這就涉及自律機主備機同步運行方式的選定，包括主備數據同步方案和主備同步交互邏輯。現有自律機主備同步方式包括超完備數據延遲同步、故障時刻即時偽同步、第三方存儲介質同步等方式，但在同步數據交互總量、同步時機波動幅度和受第三方安防設備影響等方面存在較為明顯缺陷，此外較大的同步延遲也在特定場景下難以滿足自律機主備平順倒切需求。

隨著高速鐵路行車密度持續加大，自律機內部用于主要行車業務的核心數據量不斷攀升。自律機系統主備機間核心數據的高效、可靠和(準)實時同步以及突發故障下的主備平順倒切能力，成為行車調度系統穩定運行的現實迫切需求。設計一種同步邏輯清晰、同步時機合理、同步數據量小和同步效能優異的自律機系統，實現實時同步主備數據功能，對于提升行調系統整體穩定運行和智能改進有極大促進作用。

下面針對現有技術中的同步方式及其缺陷進行說明。

方案一、自律機主備機完全獨立且同步運行各自業務邏輯，即通過輸入數據的一致性和業務邏輯的一致性間接實現核心數據的一致性。

該方案下，自律機主備機分別連接分機，接收分機相同的輸入數據，包括階段計劃、站場顯示、車次追蹤、聯鎖排路等信息。在相同輸入的驅動下，部署于兩套硬件設備的同一自律機程序各自獨立運行預期一致的業務邏輯，并產生預期一致的業務輸出。方案一預期通過相同的程序實現、相同的外部輸入、相同的內部邏輯，在主備機中產生相同的輸出數據，進而解決了自律機主備機間的數據同步問題。但是，分機到自律機的網絡延遲和阻塞將會導致自律機主備機接收數據時序的偏差，破壞調度任務和時序任務的業務一致性；自律機主備機硬件性能差異、操作系統時鐘漂移以及自律機程序固有輪詢處理間隔的抖動，破壞業務邏輯的步調一致性。在長時間不間斷運行后，自律機主備機不可避免地產生內部數據的差異。輕微的數據差異會在時間的加持下不斷被放大，進而影響主備倒切后行車邏輯的平滑過渡。

方案二、自律機備機不獨立運行業務邏輯，由自律機主機定時周期性或在特定時機向備機同步本地全體數據，即超完備數據延遲同步方案。