[发明专利]一种铁路信号CTC/TDCS系统的双通道冗余数据传输处理方法

说明书

本发明公开了一种铁路信号CTC/TDCS系统的双通道冗余数据传输处理方法，可实现对铁路信号CTC/TDCS系统在双通信链路的组网结构下以双通道冗余方式传输数据，从而即使某一条通信网络或网络设备出现故障也不会丢失应用数据，不影响CTC/TDCS系统功能实现，保证数据传输的时序性、完整性、时限性。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种铁路信号CTC/TDCS系统的双通道冗余数据传输处理方法。

背景技术

CTC/TDCS系统目前广泛应用于铁路轨道交通领域，主要实现对列车运行的监督和控制，辅助行车调度人员对全线列车进行管理，它在提高轨道交通运输效率和保障运行安全方面起到了非常重要的作用。

CTC/TDCS系统中心子系统的通信服务器与车站子系统的自律机硬件一般均为双机热备，每台机器有2块独立网卡。中心通信服务器与车站之间一般通过2条不同路径的通信链路(光纤或同轴揽)构建广域网进行通信。中心通信服务器和车站均有交换机、协议转换器、防雷器件、通信转换接口等设备，由路由器负责路由选择。CTC/TDCS系统在中心通信服务器、车站自律机上运行应用软件，建立逻辑通道连接，实现数据传输。

如图1所示，为中心通信服务器与车站自律机的组网示意图；示意图中，协议转换器、防雷器件、通信转换接口等设备均未画出。

如图1所示，车站的网络分为A网、B网，且A网、B网双网融合，交换机与路由器之间交叉互连。每台机器2块网卡分别对应A网、B网，每块网卡通过路由器A作为网关、路由器B作为网关均能与中心设备连通。

软件层面，中心通信服务器与车站自律机之间的应用软件通过建立TCP连接传输数据，即在通信链路上建立一条逻辑通道连接(简称为“逻辑通道”)，进行数据收发，实现中心与车站之间的信息交互。逻辑通道在建立时，由发起方指定对方服务器的IP地址及监听端口Port后，底层操作系统会自动尝试完成。中心通信服务器与车站自律机之间的逻辑通道如图2所示。逻辑通道建立时，由操作系统内部默认选择本地一个网卡IP资源，按顺序尝试与对方服务器的2个IP资源建立逻辑通道，具体由哪条通信链路承载此通道，由交换机、路由器底层自行动态路由选择；一般与对方服务器任一网卡IP建立连接，即完成一条逻辑通道的建立。

但是，上述方案的缺陷在于：中心通信服务器与车站自律机的逻辑通道在端与端之间(比如一台自律机与一台通信服务器之间)只有1个；此通道在本地的网卡资源(IP地址)选择时，一般由底层操作系统默认；连接服务端的网卡资源(IP地址)时，对2个网卡资源(IP地址)一般会按照顺序尝试，只要一个连接成功即可，如果第一个IP无法连通，则继续尝试第2个IP资源，如此反复，直至一个连接成功。中心通信服务器与车站自律机的应用层软件对该逻辑通道底层使用了本地哪个网络资源是未知的，对该逻辑通道是在哪条广域网的物理链路承载更是不透明的。如果一台机器的某网卡出现故障，且该网卡恰好是操作系统默认使用中的网络资源，就会导致逻辑通道中断，需重新建立通道。同样，若一条广域网的物理链路出现故障，而此链路恰好为正承载数据传输的链路时，也会导致上述中断出现，底层路由器进行链路切换路由选择，耗时较长，相应也会导致逻辑通道重建较慢。以上场景均会导致中心和车站之间的逻辑通道重置，重置过程中部分应用数据丢失。

目前还存在另一种方案：中心通信服务器和车站自律机，通过专门的软件对双网卡进行绑定合并，合成为一个网卡资源，这样中心和车站之间简化为单网卡通信，即时发生一块物理网卡故障，也不会影响既有的逻辑通道状态，不会引起通道的重置。