[发明专利]基于虚拟化技术的铁路TDCS/CTC系统及其应用

说明书

本发明涉及一种基于虚拟化技术的铁路TDCS/CTC系统及其应用，包括：物理层L1，包括服务器设备、网络设备以及相关网络设备；虚拟化层L2，用于对物理层的计算资源以及网络、存储资源进行整合；应用层L3，直接运行在物理层上；管理层L4，用于针对CTC/TDCS应用的需求对资源进行按需分配，并根据CTC/TDCS上层应用的运行情况以虚拟机或容器为单位进行调度和控制。与现有技术相比，本发明将减少同样功能需求下CTC/TDCS系统对物理设备的需求，提高计算资源利用率并且降低系统成本。

技术领域

本发明涉及一种铁路TDCS/CTC系统及其应用，尤其是涉及一种基于虚拟化技术的铁路TDCS/CTC系统及其应用。

背景技术

CTC(调度集中系统)/TDCS(列车调度指挥系统)是铁路行车指挥的核心系统，已在各个铁路局和车站普遍使用。铁路局CTC/TDCS中心系统由生产子系统、应急备用子系统、维护子系统、查询子系统以及相应的网络子系统组成，每个子系统中都包含服务器、终端以及网络设备。各个服务器都按照既定的角色或功能进行硬件配置的选择。例如，数据库服务器负责系统运行图、调度命令等历史数据存储，按照要求采用PowerPC架构的小型机；应用服务器负责系统核心逻辑处理，也采用PowerPC的小型机；通信前置服务器、TDCS接口服务器、RBC接口服务器、TSRS接口服务器、分界口接口服务器等接口服务器负责与相应外部系统接口并处理相关信息，此类服务器一般采用x86架构的服务器。系统中所有的服务器均采用双机冗余结构。其中，通信前置服务器、RBC接口服务器、TSRS接口服务器等服务器一般按线路设置，每条线路各设置一套。在新的线路接入中心时，一般需要增设应用服务器、通信前置服务器以及根据需求增设RBC、TSRS等接口服务器，所以在管辖线路较多的CTC/TDCS中心系统中，服务器数量比较可观。

目前各个路局的CTC/TDCS中心系统基本都采用这种结构，结合CTC/TDCS系统的应用现状和未来铁路发展对CTC/TDCS系统的需求，该结构存在以下问题：

1)可扩展性差。新线接入需要在中心增设应用服务器、通信前置服务器，对于C2/C3线路还需增设与RBC、TSRS等系统的接口服务器以及相应的机柜等设备。中心机房须预留有足够的空间来安装新增的服务器及机柜。

2)服务器负载不均衡，造成资源浪费。中心系统部分服务器仅仅负责一些简单的接口信息交互，服务器计算资源存在浪费的情况。

3)故障管理的灵活性和响应度低。系统中某台服务器因故障或宕机需要更换时，需人工拆卸更换。更换过程需要进行软件数据的备份和还原以及更换后的相关功能测试，所以耗时比较长，一般需在天窗点内进行。且如果在该服务器的另一系也出现故障或者宕机情况的话，则整个系统都将丧失该服务器相关的功能，甚至可能影响到调度指挥。

4)灾备方案实现复杂且低效。当系统发生严重故障或短时无法恢复故障影响到调度指挥时，需要启用灾备系统或应急备用系统，在目前的结构实现下，从生产系统到灾备系统的切换过程也只能由人工进行切换，切换时间长，对执行切换人员的技能要求也很高。

5)维护系统成本较高。对于系统中服务器和网络设备的日常维护和监控一般需要在目前的系统基础上通过增加软硬件的方式设置一套独立的运营维护系统来实现相关功能，也一定程度增加了系统建设成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于虚拟化技术的铁路TDCS/CTC系统及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于虚拟化技术的铁路TDCS/CTC系统，包括：

物理层L1，包括服务器设备、网络设备以及相关网络设备；

虚拟化层L2，用于对物理层的计算资源以及网络、存储资源进行整合；

应用层L3，直接运行在物理层上；