CN106059855A - 判断互联双方故障的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种判断互联双方故障的方法。本发明的技术方案可应用于轨道交通的安全计算机系统。所述方法包括发送模块每隔固定时间向接收模块发送一个心跳信号;接收模块预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N;所述接收模块提供浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,所述接收模块每接收到一个心跳信号,所述危险系数r值减去一危险降低值b;所述接收模块每丢失一个心跳信号,所述危险系数r值增加一危险增加值a;如果所述危险系数r值大于所述最大危险系数R,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态,其中最大危险系数R=N*a。

Description

判断互联双方故障的方法
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及互联双方的故障判断方法。
背景技术
在通讯领域,发送方或者接收方自身处于故障状态,或者发送方和接收方之间的通讯信道收到干扰或通讯信道发生故障,都会造成发送方和接收方的通讯失败。为了判断通讯是否出现故障,现有技术中或者互联的双方中的发送方,每隔固定的时间(t)向接收方发送一个心跳信号,接收方根据接收到的心跳信号判断发送方以及信道是否正常。
然而,现有技术中,接收方判断发送方或者信道是否故障,通常需要维护一个较大的数据存储区,以存储之前接收心跳信号的结果,这不但增加了计算复杂度,也增加了成本。
因此,亟需一种能简化计算方法、减少存储空间占用的判断互联双方故障的方法。
发明内容
为了简化计算方法、减少存储空间占用,本发明提供了一种判断互联双方故障的方法,所述方法包括以下步骤:
所述发送模块每隔固定时间向所述接收模块发送一个心跳信号;
所述接收模块预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N;
所述接收模块提供浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,所述接收模块每接收到一个心跳信号,所述危险系数r值减去一危险降低值b;所述接收模块每丢失一个心跳信号,所述危险系数r值增加一危险增加值a;
如果所述危险系数r值大于一最大危险系数R,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态,其中所述最大危险系数R=N*a。
在一个实施例中,所述方法还包括以下步骤:
所述接收模块预设心跳信号丢失比率阈值X%,X%表示允许丢失心跳信号数占总心跳信号数的最大比率;
其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%。
在一个实施例中,所述危险系数r值大于所述最大危险系数R,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态包括:
如果所述接收模块连续N次以上一直未收到所述发送模块的心跳信号,则判定为所述接收模块或者信道处于故障状态;或者
如果所述接收模块有接收到所述心跳信号,也有丢失所述心态信号,则当所述危险系数r超过所述最大危险系数R,则判定为所述接收模块处于故障状态。
本发明还提供了一种判断互联双方故障的方法,其中所述互联双方为互相通信的发送模块和接收模块。所述方法包括以下步骤:
所述发送模块每隔固定时间向所述接收模块发送一个心跳信号;
所述接收模块预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N以及心跳信号丢失比率阈值X%,X%表示允许丢失心跳信号数占总心跳信号数的最大比率;
所述接收模块提供浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,所述接收模块每接收到一个心跳信号,所述危险系数r值减去一危险降低值b;所述接收模块每丢失一个心跳信号,所述危险系数r值增加一危险增加值a,其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%;
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者丢失的所述心跳信号数占总心跳信号数的比值大于X%,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态,其中,所述最大危险系数R=N*a。
在一个实施例中,如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者丢失的所述心跳信号数占总心跳信号数的比值大于X%,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态包括:
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态;或者
如果丢失的所述心跳信号数占总心跳信号数的比值大于X%,则判定所述信道处于故障状态。
本发明还提供了一种用于轨道交通安全计算机系统的故障判断方法,所述安全计算机系统具有互为冗余的第一系统和第二系统,所述第一系统和所述第二系统各自包括两个信息处理装置和一表决装置,所述方法包括:
各所述信息处理装置每隔固定时间向所述表决装置发送一个处理数据;
所述表决装置预设一个允许处理数据连续出错的最大次数N以及处理数据出错比率阈值X%,X%表示允许出错的处理数据个数占总处理数据个数的最大比率;
所述表决装置提供浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,当所述表决装置接收到来自各所述信息处理装置的处理数据,而且各所述信息处理装置的处理数据一致,则所述危险系数r减去危险降低值b;否则,所述表决装置判定所述处理数据出错,所述危险系数r增加危险增加值a,其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%;
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信息处理模块或者信道处于故障状态,其中,所述最大危险系数R=N*a。
在一个实施例中,如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信息处理装置或者信道处于故障状态包括:
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R,则判定有所述信息处理装置或者信道处于故障状态;或者
如果出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信道处于故障状态。
本发明还提供了一种用于轨道交通安全计算机系统的故障判断方法,所述安全计算机系统具有三个信息处理装置和一表决装置,所述方法包括:
各所述信息处理装置每隔固定时间向所述表决装置发送一个处理数据;
所述表决装置预设一个允许处理数据连续出错的最大次数N以及处理数据出错比率阈值X%,X%表示允许出错的处理数据个数占总处理数据个数的最大比率;
所述表决装置为每个信息处理装置设置浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,如果所述表决装置没有收到来自该信息处理装置的处理数据,则所述表决装置将该信息处理装置的对应的r值增加危险增加值a,,并认为该信息处理装置出现了一次处理数据出错的情况;如果所述表决装置接收到来自该信息处理装置的处理数据,但该信息处理装置的处理数据与其他两个信息处理装置的处理数据均不相同,则所述表决装置将该信息处理装置对应的r值增加危险增加值a,并认为该信息处理装置出现了一次处理数据出错的情况;如果所述表决装置接收到了来自该信息处理装置的处理数据,且该信息处理装置的处理数据与其他两个信息处理装置中的至少一个的处理数据相同,则所述表决装置该信息处理装置对应的r值减去危险降低值b;其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%;
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信息处理模块或者信道处于故障状态,其中,所述最大危险系数R=N*a。
在一个实施例中,所述方法包括:
当所述表决装置至少接收到两个所述信息处理装置的处理数据,且该至少两个所述信息处理装置的处理数据为一致时,则所述表决装置认为所述安全计算机系统的信息处理系统为正常状态;否则,则所述表决装置认为所述安全计算机系统的信息处理系统出现故障。
在一个实施例中,如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定该信息处理装置或者信道处于故障状态包括:
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R,则判定该信息处理装置或者信道处于故障状态;或者
如果出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定该信道处于故障状态。
附图说明
本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是,附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中,相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1示出根据本发明的一实施例的判断互联双方故障的方法的流程图。
图2示出根据本发明的又一个实施例的判断互联双方故障的方法的流程图。
图3示出应用本发明的安全计算机的二乘二取二系统构架。
图4示出应用本发明的安全计算机的三取二系统构架。
具体实施方式
以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点,其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图,本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
传统方法中,接收方判断发送方或者信道是否故障,需要维护一个较大的数据存储区,以存储之前接收心跳信号的结果,这不但增加了计算复杂度,也增加了成本。
本发明提出一种判断互联双方故障的新方法,可以简化计算方法、减少存储空间占用。
在通信开始时,接收方设定固定的最大危险系数R与浮动的危险系数r(r大于等于0),并初始化r为0。接收方每丢失一个心跳信号,r增加危险增加值a;接收方每接收到一个心跳信号,r减去危险降低值b。如果r大于R,则认为发送方或者信道处于故障状态,否则认为发送方和信道正常。
其中b/a=X%,X%为所能允许的最大心跳丢失率,a、b取值可以有无限种,取方便计算的任意一种都可以。最大危险系数R=N*a,其中N表示允许心跳信号连续丢失的最大次数N,超过该次数,则表示发送方或信道处于故障状态。
图1示出根据本发明的一实施例的判断互联双方故障的方法的流程图。
步骤101中,发送方(或者发送模块)每隔固定时间t向接收方(或者接收模块)发送一个心跳信号。
步骤102中,预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N,其中,N为整数。
步骤103中,设定危险降低值b、危险增加值a,并计算最大危险系数R,其中最大危险系数R=N*a。
在一个实施例中,除了预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N,还可以预设心跳信号丢失比率阈值X%,其中X%表示允许丢失心跳信号数占总心跳信号数的最大比率,总心跳信号数为丢失的心跳信号数和接收到的心跳信号数之和。a和b可以有无限种取值,只要满足b/a=X%即可。
步骤104中,接收方计算浮动的危险系数r(r大于等于0),所述危险系数r的初始值为0,其中,接收方每接收到一个心跳信号,所述危险系数r值减去危险降低值b;接收方每丢失一个心跳信号,所述危险系数r值增加危险增加值a。
步骤105中,如果所述危险系数r值大于所述最大危险系数R,则判定所述发送方或者信道处于故障状态。
具体而言,步骤105中的所述危险系数r值大于所述最大危险系数R,则认为发送方或者信道处于故障状态,包括两种情况:如果接收方连续N次以上一直未收到发送方的心跳信号,则可直接判定为接收方或者信道处于故障状态;如果接收方有接收到心跳信号,也有丢失心态信号,则按照步骤104的方式来计算危险系数,随着时间推移,当r达到或者超过最大危险系数R,则判定为接收方处于故障状态。
从上述方法可以看到,本发明不再需要存储每次心跳信号的结果,大大节省了存储空间,并简化了计算方法。
图2示出本发明的又一实施例的判断互联双方故障的方法的流程图。
在该实施例中,判断互联双方故障的方法包括以下步骤。
步骤201中,发送方(或者发送模块)每隔固定时间t向接收方(或者接收模块)发送一个心跳信号。
步骤202中,预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N以及心跳信号丢失比率阈值X%,X%表示丢失心跳信号数占总心跳信号数的最大允许的比率。
其中,N为整数;总心跳信号数为丢失的心跳信号数和接收到的心跳信号数之和。
步骤203中,设定危险降低值b、危险增加值a,并计算最大危险系数R。
在一个实施例中,a和b可以有无限种取值,只要满足b/a=X%即可。最大危险系数R=N*a。
步骤204中,接收方计算浮动的危险系数r(r大于等于0),所述危险系数r的初始值为0,其中,接收方每接收到一个心跳信号,所述危险系数r值减去危险降低值b;接收方每丢失一个心跳信号,所述危险系数r值增加危险增加值a。
步骤205中,如果所述危险系数r值大于所述最大危险系数R或者丢失的所述心跳信号数占总心跳信号数的比值大于X%,则判定所述发送方或者信道处于故障状态。
也就是说,对于步骤205中的这两个条件,只要满足任何一个条件,则都认为接收方或者信道处于故障状态。本实施例中,采用这两个判断条件相结合来判断互联双方是否出现通信故障,则能更及时和准确地判断出互联双方的通信保障。
本发明还可以应用于轨道交通的安全计算机系统。安全计算机系统可具有二乘二取二或三取二构架。下面分别介绍本发明的方法如何应用于这两种构架。
图3示出应用本发明的安全计算机的二乘二取二系统构架。该安全计算机系统具有两套系统,各自互为冗余。在正常情况下,只有一套系统输出处理数据。另一套系统虽然工作,但不输出处理数据,只有当前者出现故障时,后者才转为主机进行数据输出。各套系统具有两个信息处理装置301、302和一个表决装置304。各信息处理装置按照固定周期t产生处理数据(即可以认为是本发明的心跳信号),交由表决装置304进行表决。在表决装置304中,可以采用本发明的方法,用以判断信息处理装置的安全性。
在一个实施例中,预设一个允许处理数据连续出错的最大次数N与浮动的危险系数r(r大于等于0),并初始化r为0。其中,只要两个信息处理装置中有任何一个装置的处理数据丢失或者两个信息处理装置的处理数据不一致,则表决装置认为出现了一次处理数据出错的情况。具体而言,表决装置每隔时间t接收来自各信息处理装置的处理数据并进行表决。如果表决装置接收到了来自每个信息处理装置的处理数据,而且各信息处理装置的处理数据一致,则r减去危险降低值b。只要有任何一个信息处理装置的处理数据没有接收到,或者各信息处理装置的处理数据均接收到但两者数据并不一致,则r增加危险增加值a。如果r大于一最大危险系数R,则认为有信息处理装置或者信道处于故障状态,安全计算机系统可以决定切换到另一套系统工作。
在一个实施例中,该最大危险系数R=N*a。
在一个实施例中,还可以预设处理数据出错比率阈值X%,X%表示允许出错的处理数据的个数占总处理数据个数的最大比率。
在一个实施例中,危险降低值b和危险增加值a的取值满足b/a=X%。
在一个实施例中,当危险系数r值大于最大危险系数R,则判定有信息处理装置或者信道处于故障状态的步骤可以包括以下方式:
如果表决装置发现有连续N次以上处理数据出现错误,则判定为有信息处理装置或者信道处于故障状态;或者如果表决装置判定处理数据有正确的情况,也有出错的情况,则当危险系数r超过最大危险系数R,判定有信息处理装置处于故障状态。
图4示出应用本发明的安全计算机的三取二系统构架。该安全计算机具有三个信息处理装置401、402、403和一个表决装置404。各信息处理装置按照固定周期t产生处理数据(即可以认为是本发明的心跳信号),交由表决装置404进行表决。表决装置404对三个信息处理装置401、402、403分别采用本发明的方法,用以判断信息处理装置的安全性。
在一个实施例中,针对每一个信息处理装置预设一个允许处理数据连续出错的最大次数N与浮动的危险系数r(r大于等于0),并初始化r为0。其中,信息处理装置401对应的r值可标记为r1;信息处理装置402对应的r值可标记为r2;信息处理装置403对应的r值可标记为r3。对于每一个信息处理装置而言,表决装置404根据是否收到来自该信息处理装置的处理数据以及该信息处理装置的处理数据是否与其他信息处理装置的处理数据一致来对r值进行调整。
例如,如果表决装置404没有收到来自该信息处理装置的处理数据,则表决装置404将该信息处理装置的对应的r值(例如r1,r2或r3)增加危险增加值a,并认为该信息处理装置出现了一次处理数据出错的情况;如果表决装置404接收到来自该信息处理装置的处理数据,但该信息处理装置的处理数据与其他两个信息处理装置的处理数据均不相同,则表决装置对该信息处理装置对应的r值(例如r1,r2或r3)增加危险增加值a,并认为该信息处理装置出现了一次处理数据出错的情况。如果表决装置404接收到了来自该信息处理装置的处理数据,且该信息处理装置的处理数据与其他两个信息处理装置中的至少一个的处理数据相同,则该信息处理装置对应的r值(例如r1,r2或r3)减去危险降低值b。如果该r值(例如r1,r2或r3)大于一最大危险系数R,则表决装置404认为该信息处理装置或者信道处于故障状态。
总体而言,当表决装置404至少接收到两个信息处理装置的处理数据,且该至少两个信息处理装置的处理数据为一致时,则表决装置404认为对安全计算机系统的信息处理系统为正常状态;否则,则表决装置404认为安全计算机系统的信息处理系统或者信道出现故障。
在一个实施例中,该最大危险系数R=N*a。
在一个实施例中,还可以预设处理数据出错比率阈值X%,X%表示允许出错的处理数据个数占总处理数据个数的最大比率。
在一个实施例中,危险降低值b和危险增加值a的取值满足b/a=X%。
这里采用的术语和表述方式只是用于描述,本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征,应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的,权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
同样,需要指出的是,虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述,但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换,因此,只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种判断互联双方故障的方法,其中所述互联双方为互相通信的发送模块和接收模块,其特征在于,所述方法包括:
所述发送模块每隔固定时间向所述接收模块发送一个心跳信号;
所述接收模块预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N;
所述接收模块提供浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,所述接收模块每接收到一个心跳信号,所述危险系数r值减去一危险降低值b;所述接收模块每丢失一个心跳信号,所述危险系数r值增加一危险增加值a;
如果所述危险系数r值大于一最大危险系数R,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态,其中所述最大危险系数R=N*a。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述接收模块预设心跳信号丢失比率阈值X%,X%表示允许丢失心跳信号数占总心跳信号数的最大比率;
其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述危险系数r值大于所述最大危险系数R,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态包括:
如果所述接收模块连续N次以上一直未收到所述发送模块的心跳信号,则判定为所述接收模块或者信道处于故障状态;或者
如果所述接收模块有接收到所述心跳信号,也有丢失所述心态信号,则当所述危险系数r超过所述最大危险系数R,则判定为所述接收模块处于故障状态。
4.一种判断互联双方故障的方法,其中所述互联双方为互相通信的发送模块和接收模块,其特征在于,所述方法包括:
所述发送模块每隔固定时间向所述接收模块发送一个心跳信号;
所述接收模块预设一个允许心跳信号连续丢失的最大次数N以及心跳信号丢失比率阈值X%,X%表示允许丢失心跳信号数占总心跳信号数的最大比率;
所述接收模块提供浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,所述接收模块每接收到一个心跳信号,所述危险系数r值减去一危险降低值b;所述接收模块每丢失一个心跳信号,所述危险系数r值增加一危险增加值a,其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%;
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者丢失的所述心跳信号数占总心跳信号数的比值大于X%,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态,其中,所述最大危险系数R=N*a。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者丢失的所述心跳信号数占总心跳信号数的比值大于X%,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态包括:
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R,则判定所述发送模块或者信道处于故障状态;或者
如果丢失的所述心跳信号数占总心跳信号数的比值大于X%,则判定所述信道处于故障状态。
6.一种用于轨道交通安全计算机系统的故障判断方法,其特征在于,所述安全计算机系统具有互为冗余的第一系统和第二系统,所述第一系统和所述第二系统各自包括两个信息处理装置和一表决装置,所述方法包括:
各所述信息处理装置每隔固定时间向所述表决装置发送一个处理数据;
所述表决装置预设一个允许处理数据连续出错的最大次数N以及处理数据出错比率阈值X%,X%表示允许出错的处理数据个数占总处理数据个数的最大比率;
所述表决装置提供浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,当所述表决装置接收到来自各所述信息处理装置的处理数据,而且各所述信息处理装置的处理数据一致,则所述危险系数r减去危险降低值b;否则,所述表决装置判定所述处理数据出错,所述危险系数r增加危险增加值a,其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%;
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信息处理模块或者信道处于故障状态,其中,所述最大危险系数R=N*a。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信息处理装置或者信道处于故障状态包括:
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R,则判定有所述信息处理装置或者信道处于故障状态;或者
如果出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信道处于故障状态。
8.一种用于轨道交通安全计算机系统的故障判断方法,所述安全计算机系统具有一表决装置以及与所述表决装置耦接的三个信息处理装置,其特征在于,所述方法包括:
各所述信息处理装置每隔固定时间向所述表决装置发送一个处理数据;
所述表决装置预设一个允许处理数据连续出错的最大次数N以及处理数据出错比率阈值X%,X%表示允许出错的处理数据个数占总处理数据个数的最大比率;
所述表决装置为每个信息处理装置设置浮动的危险系数r,所述危险系数r的初始值为0,其中,如果所述表决装置没有收到来自该信息处理装置的处理数据,则所述表决装置将该信息处理装置的对应的r值增加危险增加值a,并认为该信息处理装置出现了一次处理数据出错的情况;如果所述表决装置接收到来自该信息处理装置的处理数据,但该信息处理装置的处理数据与其他两个信息处理装置的处理数据均不相同,则所述表决装置将该信息处理装置对应的r值增加危险增加值a,并认为该信息处理装置出现了一次处理数据出错的情况;如果所述表决装置接收到了来自该信息处理装置的处理数据,且该信息处理装置的处理数据与其他两个信息处理装置中的至少一个的处理数据相同,则所述表决装置该信息处理装置对应的r值减去危险降低值b;其中,所述危险降低值b和所述危险增加值a的取值满足b/a=X%;
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定有所述信息处理模块或者信道处于故障状态,其中,所述最大危险系数R=N*a。
9.如权利要求8所述的故障判断方法,其特征在于,所述方法包括:
当所述表决装置至少接收到两个所述信息处理装置的处理数据,且该至少两个所述信息处理装置的处理数据为一致时,则所述表决装置认为所述安全计算机系统的信息处理系统为正常状态;否则,则所述表决装置认为所述安全计算机系统的信息处理系统出现故障。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,如果所述危险系数r值大于最大危险系数R或者出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定该信息处理装置或者信道处于故障状态包括:
如果所述危险系数r值大于最大危险系数R,则判定该信息处理装置或者信道处于故障状态;或者
如果出错的所述处理数据个数占总处理数据个数的比值大于X%,则判定该信道处于故障状态。
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