基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，包括平台服务器、节点管理服务器、消息软总线以及各区域综合监控子系统，其中每个区域综合监控子系统包括主通信前置机和备通信前置机，平台服务器、节点管理服务器、主通信前置机和备通信前置机均通过消息软总线通信连接；节点管理服务器动态管理所有区域通信前置机的主备状态，主通信前置机根据规则将本区域所有子系统通道分配到不同通信前置机上接入，实现了通信前置机的多机冗余；运行过程中，主通信前置机根据负载均衡算法实时调整子系统通道分配。与现有技术相比，本发明专利技术解决了分布式平台异构组建间复杂的通信问题，同时减轻了单个采集设备数据接入负荷过重的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统
本专利技术涉及轨道交通综合监控领域，尤其是涉及一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统。
技术介绍
现代智慧轨交平台接入了多个子系统，如列车自动监控系统(ATS)、广播系统(PA)、乘客信息系统(PIS)、视频监控系统(CCTV)、火灾系统(FAS)、环控系统(BAS)，通过分析众多子系统数据，并结合智能运维算法，为调度人员提供辅助决策，不仅提高了运维效率，而且在紧急情况下通过子系统间的联动，为轨道交通特别是无人驾驶行车安全提供了更有力的保障，然而这些子系统分散在线路各地，接入的数据量庞大，接入方式和通信协议也不尽相同，无法直接与轨交平台对接，这就需要在子系统与轨交平台间设置通信前置机，以便将子系统数据解析成平台可识别数据。当线路规模较小时，可在中心设置通信前置机接入所有子系统数据，并且为保证通信前置机稳定运行，通常会设置两台冗余的通信前置机，然而一般的方法是设置一台冷备的通信前置机，只有当主通信前置机故障后才会由备用通信前置机接管所有数据接入工作，该方法虽然解决了系统稳定性问题，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，包括平台服务器、节点管理服务器、消息软总线以及各区域综合监控子系统，其中每个区域综合监控子系统包括主通信前置机和备通信前置机，所述的平台服务器、节点管理服务器、主通信前置机和备通信前置机均通过消息软总线通信连接；/n所述的节点管理服务器动态管理所有区域通信前置机的主备状态，所述的主通信前置机根据规则将本区域所有子系统通道分配到不同通信前置机上接入，实现了通信前置机的多机冗余；运行过程中，主通信前置机根据负载均衡算法实时调整子系统通道分配。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，包括平台服务器、节点管理服务器、消息软总线以及各区域综合监控子系统，其中每个区域综合监控子系统包括主通信前置机和备通信前置机，所述的平台服务器、节点管理服务器、主通信前置机和备通信前置机均通过消息软总线通信连接；
所述的节点管理服务器动态管理所有区域通信前置机的主备状态，所述的主通信前置机根据规则将本区域所有子系统通道分配到不同通信前置机上接入，实现了通信前置机的多机冗余；运行过程中，主通信前置机根据负载均衡算法实时调整子系统通道分配。


2.根据权利要求1所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述的消息软总线为基于发布或订阅体系且无中心化的消息软总线。


3.根据权利要求1所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，该系统配置所有接入平台的设备使用消息软总线通信，设置消息软总线为严格可靠传输。


4.根据权利要求1或3所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述的通信前置机通过消息软总线提供数据采集和命令转发服务，所述的节点管理服务器通过消息软总线提供全线通信前置机主备状态管理服务，所述的平台服务器通过消息软总线订阅通信前置机数据，结合节点管理服务提供的通信前置机主备状态信息，向不同区域主通信前置机下发控制命令。


5.根据权利要求1所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述的节点管理服务器动态管理所有区域通信前置机的主备状态具体过程如下：
1)通信前置机启动时首先向节点管理服务器注册本机信息；
2)节点管理服务器实时监测各区域的通信前置机在线状态，当某区域通信前置机触发软总线掉线事件时，按规则重新为该区域选举主通信前置机，并将选举结果立即通过软总线发布；
3)当节点管理服务器后启动或运行故障时，将导致通信前置机注册失败，若通信前置机发布注册消息后，在规定时间t内未接收到包含本节点状态的应答数据，将重新发起注册，直至注册成功。


6.根据权利要求5所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述的通信前置机向节点管理服务器注册本机信息具体过程为：
a)通信前置机将本机区域号、设备编号、设备状态发布给节点管理服务器；
b)节点管理服务器根据区域号对通信前置机进行分组，并根据组内通信前置机信息设置通信前置机主备状态；
c)若当前组内没有通信前置机注册，或不存在在线的通信前置机，则设置通信前置机为主通信前置机；
d)若当前组内已有通信前置机注册，并且存在主通信前置机，则设置通信前置机为备用通信前置机；
e)若当前组内已有通信前置机注册，但不存在主通信前置机，则根据规则选出主通信前置机：
f)注册成功后，节点管理服务器立即向通信前置机返回该区域所有通信前置机的状态信息，并将该通信前置机状态加入之后周期发布的全线通信前置机状态信息中。


7.根据权利要求6所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述的e)中的选举规则为
首先比较设备状态，设备状态最优的通信前置机优先被选为主通信前置机；
设网络状态为NS，单网在线取值0，双网在线取值1，CPU使用率为Ucpu，内存使用率为Umem，则设备状态优先级计算公式如下：
0.5×NS+0.3×(1-Ucpu)+0.2×(1-Umem)
若所有通信前置机设备状态优先级相同，则再次比较通信前置机设备编号，设备编号越大的通信前置机优先被选为主通信前置机。


8.根据权利要求1所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述的消息软总线配置通信前置机FEP数据发布和订阅规则具体为：
将FEP数据分为四类，分别为系统数据S、业务数据D、控制命令C和命令返校R，其中，S为FEP状态信息，包括设备运行状态、软件运行状态、系统报警以及通道状态，D为经FEP解析后的子系统数据，C为FEP控制命令或子系统控制命令，R为FEP控制命令返校或子系统控制命令返校，四类数据中，S、D、R由FEP主动发布，C由FEP订阅；
每类数据使用不同的软总线主题发布和订阅，并通过配置库修改主题参数，包括域、分区、主题名称和内容过滤条件。


9.根据权利要求8所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，将四类数据对应的所述软总线主题组合为软总线路由，FEP与不同平台服务器间根据软总线路由配置使用相同或不同的主题实现数据的发布和订阅，而FEP则通过软总线路由表，为平台不同模块提供差异化的数据采集服务。


10.根据权利要求9所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述的软总线路由表配置如下所示：
{ROUTE_1(TS,TD,TC,TR),…,ROUTE_N(TS,TD,TC,TR)}
TS表示系统数据主题，TD表示业务数据主题，TC表示控制命令主题，TR表示命令返校主题。


11.根据权利要求10所述的一种基于软总线的多个采集设备冗余及负载均衡的系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宇飞，张立鹏，张广宇，周铁军，王继东，宋振江，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31