CN101753451B - 网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集装置，该装置包括设备初始化模块、采集任务初始化与控制模块、信息采集接口、状态缓存区、加工处理模块，所述的初始化模块、采集任务初始化与控制模块、信息采集接口、状态缓存区、加工处理模块依次连接，所述的信息采集接口与信号设备连接，一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法，该方法包括以下1)设备状态采集装置启动后，设备初始化模块对信号设备信息进行初始化，并组织设备列表等7个步骤。与现有技术相比，本发明具有采集效率高、实时性强等优点。

Description

网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法

技术领域

本发明涉及轨道交通信号设备状态采集方法，尤其是涉及一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法及装置。 

背景技术

在轨道交通信号设备监视和维护系统中，设备状态采集是所有业务功能模块实现的基础。一般是通过一定的协议与信号设备或子系统通信，采集诊断维护信息，并进行必要的预处理。 

根据实时性需求不同，数据采集的周期也不一样；在有限的网络带宽下，如果存在大量设备需要监测，那么就会面临下列问题： 

1、网络流量的均衡问题：每个设备的采集周期可能会不一样，当采集任务相对集中时，采集设备状态带来的网络流量会比较大。平时则网络会相对空闲。 

2、网络的承受能力问题：随着设备数量和采集信息的增多，突发数据流量会增多，甚至会耗尽带宽，造成网络的崩溃。 

3、影响网络中其它系统正常通信：轨道交通信号系统中存在多个子系统，各个子系统之间也存在网络通信。如果信号设备状态采集占用网络带宽过多，势必影响其他子系统正常运行。 

4、影响采集装置的正常运行：信号设备状态的采集过程中，受采集装置的处理能力的限制，同一时刻过多的采集请求会造成请求的阻塞。如果不加以控制和疏导，会影响信号设备状态的采集效率。 

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采集效率高、实时性强的网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法及装置。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 

1)设备状态采集装置启动后，设备初始化模块对信号设备信息进行初始化，并按照设定的数据结构组织设备列表； 

2)初始化采集任务队列，创建多个线程的线程池，分配一块缓存区保存信号设备状态，并启动扫描线程，监视任务队列； 

3)按照时间间隔遍历信号设备列表，为每个信号设备制定采集任务，并放入任务队列，直到所有设备遍历完毕； 

4)扫描线程循环遍历任务队列，判断任务队列中是否有到期任务，若为是，取出到期任务，若为否，继续执行步骤4)； 

5)执行采集任务，通过信息采集接口与对应信息设备相连，发送请求，并等待信号设备返回状态信息； 

6)通过信息采集接口将返回的状态信息放到状态缓存区； 

7)根据网络延迟动态调整采集周期，更新采集任务的下次采集时间，并将该采集任务放回到任务队列，将信号设备状态提交给加工处理模块，加工处理模块对信号设备状态进行处理，并返回步骤4)。 

一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集装置，其特征在于，该装置包括设备初始化模块、采集任务初始化与控制模块、信息采集接口、状态缓存区、加工处理模块，所述的初始化模块、采集任务初始化与控制模块、信息采集接口、状态缓存区、加工处理模块依次连接，所述的信息采集接口与信号设备连接。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

通过采用网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法及装置，可以有效均衡采集高峰期和空闲期，提高采集的效率和实时性，避免突发大流量给网络造成的影响。 

附图说明

图1为本发明一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法的流程图； 

图2为本发明一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集装置的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 

实施例： 

如图1所示，一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法，该方法包括以下步骤： 

步骤1，设备状态采集装置启动后，设备初始化模块对信号设备信息进行初始化，并按照设定的数据结构组织设备列表； 

步骤2，初始化采集任务队列，创建多个线程的线程池，分配一块缓存区保存信号设备状态，并启动扫描线程，监视任务队列； 

步骤3，按照时间间隔遍历信号设备列表，为每个信号设备制定采集任务，并放入任务队列，直到所有设备遍历完毕； 

步骤4，扫描线程循环遍历任务队列，判断任务队列中是否有到期任务，若为是，取出到期任务，若为否，继续执行步骤4； 

步骤5，执行采集任务，通过信息采集接口与对应信息设备相连，发送请求，并等待信号设备返回状态信息； 

步骤6，通过信息采集接口将返回的状态信息放到状态缓存区； 

步骤7，根据网络延迟动态调整采集周期，更新采集任务的下次采集时间，并将该采集任务放回到任务队列，将信号设备状态提交给加工处理模块，加工处理模块对信号设备状态进行处理，并返回步骤4。 

如图2所示，一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集装置，该装置包括设备初始化模块a、采集任务初始化与控制模块b、信息采集接口c、状态缓存区d、加工处理模块e，所述的设备初始化模块a、采集任务初始化与控制模块b、信息采集接口c、状态缓存区d、加工处理模块e依次连接，所述的信息采集接口c与信号设备f连接。 

对各模块进行阐述： 

1、设备初始化模块a： 

该模块用来初始化信号设备f的配置信息，包含与信号设备f的接口协议、连接参数、采集周期等，如果存在二级或多级子系统，同时还包含子系统和信号设备f之间的关联关系，所有信号设备f的配置信息将被用于数据的采集和分发处理。 

2、采集任务初始化和控制模块b： 

根据信号设备f的初始信息，与信号设备f进行通信，采集信号设备f的状态。该模块主要包含对采集线程的初始化和控多个采集任务，按照一定得时间间隔初始化采集任务，并放入任务队列，进入队制算法： 

初始化：每个信号设备f对应一个或列的任务可以立即开始执行采集，然后按照自己的采集周期执行轮询； 

控制算法：采集任务执行完一轮状态采集后，根据网络和服务器情况进行周期调整，包括网络数据传送造成的延迟、服务器接收分发数据的时间等。如果总时间延迟大于监测周期，系统动态延长监测周期，避免引起请求阻塞；当延迟降低并小于监测周期时，恢复为原来的周期；调整完周期后，采集任务重新进入任务队列，等待下一轮采集开始。 

3、信息采集接口c： 

是采集任务与具体信号设备f或子系统的连接接口，负责与底层设备或子系统建立连接，它按照一定得数据采集协议封装采集请求，并解析返回的状态信息。传输协议可采用TCP、UDP或串口通信协议等，具体根据应用场合来选择。 

4、状态缓存区d： 

接收和临时保存数据采集模块发送的数据，防止因数据处理超时引起的阻塞，保证系统稳定性； 

5、加工处理模块e： 

根据业务需求，针对设备状态的更改或数据的改变触发必要的处理流程。 

本发明已经被应用于地铁信号维护支持系统中(Maintenance Support System，以下简称MSS)，MSS系统是整个轨道交通信号系统的设备状态监测和维护辅助工具，与自动列车监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)、ATP/ATO系统(Automatic Train Protection System列车自动防护系统/Automatic TrainOperation列车自动运行系统)、联锁(Computer Based Interlocking，简称为CBI)、通信等子系统等都有接口，通过实时采集各个子系统的状态，及时对故障设备生成报警，告知维护调度，并进入相关的维护作业流程。 

该系统用于上海轨道交通十号线、广州轨道交通六号线等信号项目中，在实际设备数量达到一千的条件下，进行压力测试，证明完全能满足现场需求：有效避免突发流量给其他系统带来的不良影响，控制了网络带宽的占用率，并可根据网络的状态实时调整采集周期，平衡了网络负载，保证了系统的实时采集与稳定运行。 

Claims (1)

1.一种网络负载均衡的轨道交通信号设备状态采集方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)设备状态采集装置启动后，设备初始化模块对信号设备信息进行初始化，并按照设定的数据结构组织设备列表；

2)初始化采集任务队列，创建多个线程的线程池，分配一块缓存区保存信号设备状态，并启动扫描线程，监视任务队列；

3)按照时间间隔遍历信号设备列表，为每个信号设备制定采集任务，并放入任务队列，直到所有设备遍历完毕；

4)扫描线程循环遍历任务队列，判断任务队列中是否有到期任务，若为是，取出到期任务，若为否，继续执行步骤4)；

5)执行采集任务，通过信息采集接口与对应信息设备相连，发送请求，并等待信号设备返回状态信息；

6)通过信息采集接口将返回的状态信息放到状态缓存区；

7)根据网络延迟动态调整采集周期，更新采集任务的下次采集时间，并将该采集任务放回到任务队列，将信号设备状态提交给加工处理模块，加工处理模块对信号设备状态进行处理，并返回步骤4)。

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