CN111376953B - 一种为列车下发计划的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种为列车自动下发计划的方法、系统、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据，生成“收到IVOC列车”主题的消息；列车追踪服务的各个副本分别接收“收到IVOC列车消息”主题的消息，生成“列车位置”主题的消息；车次管理服务与进出站计算服务的各个副本分别接收“列车位置”主题的消息，生成“列车车次”主题的消息与“列车下一站、早晚点”主题的消息；IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息，生成“列车控制信息”并发送至对应的IVOC。提高了列车自动下发计划的可用性、负载均衡性和可扩展性。

Description

一种为列车下发计划的方法及系统

技术领域

本公开的实施例一般涉及轨道交通技术领域，并且更具体地，涉及为列车下发计划的方法、系统、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

ITS(Intelligent Train Supervision，智能列车监控)子系统在车车通信系统中，主要负责监督轨旁设备状态、列车运行情况、报警，提供人机操作界面控制轨旁设备和列车，为行车编制运行计划，辅助列车按计划自动行驶。通过执行一系列自动逻辑，尽量减少人工调度列车的工作量。ITS的核心自动运算是对车的路径计算、车次管理、进出站计算。

ITS与CBTC(Communication Based Train Control，基于通信的列车控制)系统中的ATS(Auto Train Supervision，列车自动控制)功能类似，该系统是针对车车通信与CBTC不同的系统场景，在原ATS基础上重新开发的一套新系统。

参考传统ATS，ITS大体分为以应用服务器为处理核心的集中式架构和以车站分机为处理核心的分布式架构。

1)如图1所示，以应用服务器为处理核心的集中式架构的原理是：全线设置一套应用服务器(为实现高可用，通常会部署2台或4台功能相同的应用服务器，同时只有一台主用的应用服务器，周期执行内部运算并输出)。应用服务器的主要功能包括：接收并处理网关接口机转发进来的线路上所有OC(Object Controller，对象控制器)、IVOC(IntelligentVehicle On-board Controller，智能车载控制器)、TMC(Train Manage Center，列车管理平台)的数据，功能包括对轨旁设备状态的处理、列车信息的处理、临时限速的处理。并在内部执行加载运行图、自动为列车分配车次号、为列车计算运行路径、给IVOC发送控制命令、给OC发送操作命令、响应IVOC的道岔请求并计算冲突、自动调整、生成实际运行图、计算PIS/PA信息等。

此架构的优点是架构简单，权限单一，数据一致性高。缺点是计算量大，对单点故障影响面大，对硬件要求高，不可扩展。应用服务器故障会造成全线站场界面灰显、列车不能继续运行等重大影响。当线路较长，或者行车间隔非常密集的情况下，应用服务器占用的内存、CPU、硬盘资源也会增长，甚至到达一定的瓶颈而导致功能异常。当线路延长、车数增加时，只能依靠硬件升级来缓和矛盾，软件不具备扩展能力。

2)如图2所示，以车站分机为处理核心的分布式架构的原理是：每个OC集中站设置一套车站分机(为实现高可用，通常会部署2台功能相同的车站分机，同时只有一台主用的车站分机，周期执行运算并输出)。车站分机的主要功能包括：接收并处理本集中区OC、本集中区范围内的IVOC数据，包括对轨旁设备状态的处理、列车信息的处理。并在内部执行自动为列车分配车次号、为列车计算运行路径、给IVOC发送控制命令、给OC发送操作命令、响应IVOC的道岔请求并计算冲突、自动调整、生成实际运行图等。在集中区交界处，相邻的车站分机要交互复视区的列车和站场状态，为实现列车跨集中区移动的平滑过渡，车站分机之间增加了比较复杂的交权逻辑和共管处理逻辑。

此架构的优点是可用性高，故障影响范围有限，具备一定的按线路扩展性，由于此架构下车站分机永远只管辖当前物理范围(单一集中区)内的列车，列车数可控，便于提前评估硬件需求。缺点是架构和逻辑较为复杂，同步数据比较频繁，较之应用服务器集中控制模式，故障点会增多。对于场段的车站分机，当所有列车均以头码车方式准备出库时，要为大量的列车实时计算出库路径，负荷量仍旧比较大。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种为列车下发计划的方案。

在本公开的第一方面，提供了一种为列车下发计划的方法，所述方法包括IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据，生成“收到IVOC列车”主题的消息并发送至列车追踪服务消息队列；列车追踪服务的各个副本分别接收列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息，生成“列车位置”主题的消息并发送至车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列；车次管理服务的各个副本分别接收车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车车次”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；进出站计算服务的各个副本分别收到进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收IVOC接口数据处理服务消息队列中的“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息，生成“列车控制信息”并发送至对应的IVOC。

在本公开的第二方面，提供了一种为列车下发计划的系统，所述系统包括IVOC接口数据处理服务模块，其各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据，生成“收到IVOC列车”主题的消息并发送至列车追踪服务消息队列；列车追踪服务模块，其各个副本分别接收列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息，生成“列车位置”主题的消息并发送至车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列；车次管理服务模块，其各个副本分别接收车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车车次”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；进出站计算服务模块，其各个副本分别收到进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；IVOC接口数据处理服务模块的各个副本还分别接收IVOC接口数据处理服务消息队列中的“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息，生成“列车控制信息”并发送至对应的IVOC。

在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面和/或第二发面的方法。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了ITS的以应用服务器为处理核心的处理列车业务时序图；；

图2示出了ITS的以车站分机为处理核心的处理列车业务时序图；

图3示出了根据本公开的实施例的列车管理的负载均衡处理方法的运行环境原理图；

图4示出了根据本公开的实施例的列车管理的负载均衡处理方法的流程图；

图5示出了根据本公开的实施例的为列车自动下发计划的方法的流程图；

图6示出了根据本公开的实施例的为列车自动下发计划的方法消息视角流程图；

图7示出了根据本公开的实施例的为列车自动下发计划的方法内存数据视角流程图；

图8示出了根据本公开的实施例的为列车自动下发计划的方法的系统的方框图；

图9示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图3示出了根据本公开的实施例的列车管理的负载均衡处理方法的运行环境的方框图；；

所述运行环境为云平台背景下的微服务架构方式，采用Spring Cloud框架。

在一些实施例中，所述运行环境包括在云服务上拆分的若干虚拟机，微服务运行在各虚拟机的业务容器上，如图3所示，包括：Eureka Server，Kubernetes Master，Kubernetes Node，Redis Server，RabbitMQ Server。其中，

Eureka Server用于提供服务端与客户端，服务端即是Eureka服务注册中心，客户端完成微服务向Eureka服务的注册与发现。Eureka Server是服务端，负责管理各各微服务结点的信息和状态。在微服务上部署Eureka Client程序，远程访问Eureka Server将微服务注册在Eureka Server。微服务需要调用另一个微服务时从Eureka Server中获取服务调用地址，进行远程调用。

Kubernetes Master用于作为Kubernetes集群控制节点，负责整个集群的管理和控制；Kubernetes Master节点上运行着以下一组关键进程：Kubernetes API Server(kube-apiserver)：提供了HTTP Rest接口的关键服务进程，是Kubernetes里所有资源的增、删、改、查等操作的唯一入口，也是集群控制的入口进程。Kubernetes ControllerManager(kube-controller-manager)：Kubernetes里所有资源对象的自动化控制中心。Kubernetes Scheduler(kube-scheduler)：负责资源调度(Pod调度)的进程。另外，在Master节点上还需要启动一个etcd服务，因为Kubernetes里的所有资源对象的数据全部是保存在etcd中的。

Kubernetes Node作为Kubernetes集群的工作负载节点，每个Node节点上都运行着以下一组关键进程：kubelet：负责Pod对应的容器的创建、启停等任务，同时与Master节点密切协作，实现集群管理的基本功能。kube-proxy：实现Kubernetes Service的通信与负载均衡机制的重要组件。Docker Engine(docker)：Docker引擎，负责本机的容器创建和管理工作。其中Kubernetes Node的容器上运行的即是本实施例中的下述微服务。

Redis Server用于作为内存数据库来管理所有实时数据。

RabbitMQ Server用于实现各微服务间调用的负载均衡，为了防止阻塞，采用异步调用，通过消息的方式传递。

在一些实施例中，将实现列车管理的车站分机/应用服务器按功能拆分为微服务，每一个微服务是一个独立自治体；所述微服务包括：列车追踪服务、车次管理服务、进出站计算服务、IVOC接口数据处理服务、TMC接口数据处理、道岔冲突管理服务、运行图服务等，具体如表1所示。

表1车站分机/应用服务器业务逻辑

上述列车追踪服务、车次管理服务、进出站计算服务、IVOC接口数据处理服务、TMC接口数据处理、道岔冲突管理服务、运行图服务等微服务产生的数据均放在内存数据库里管理，依赖的数据也从内存数据库里获取。各服务相互之间通过条件触发调用。

在一些实施例中，采用内存数据库Redis来管理所有实时数据，微服务所需数据可以从Redis中获取，同时也起到数据备份的作用，如果所有的微服务副本都宕机，新启动的微服务副本可以从Redis中获取到之前最后一次运算的结果，并接续运行。

在一些实施例中，IVOC接口数据处理服务、列车追踪服务、车次管理服务、进出站计算服务的副本数量取决于预先计算好的线路最大列车数，以及每个服务的计算压力(计算压力与列车数目呈正比)。

在一些实施例中，由Kubernetes Master根据配置文件自动部署微服务的N个副本，并在检测到副本关闭后自动重启(类似看门狗的作用)，直至达到设定的目标值N个，从而实现了行业对高可用的要求。

在一些实施例中，在一些实施例中，每一个微服务均集成Ribbon客户端负载均衡器，Ribbon客户端负载均衡器是Netflix发布的负载均衡器，有助于控制Http和TCP客户端的行为，为Ribbon客户端负载均衡器配置服务提供者列表后，Ribbon客户端负载均衡器就可以基于某种负载均衡算法，自动的帮助服务消费者去请求。Ribbon客户端负载均衡器提供了多种负载均衡算法，预设的负载均衡算法例如：RoundRobinRule(轮询算法)；RandomRule(随机算法)；AvailabilityFilteringRule()：会先过滤由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，还有并发的连接数量超过阈值的服务，然后对剩余的服务列表按照轮询策略进行访问；WeightedResponseTimeRule()：根据平均响应的时间计算所有服务的权重，响应时间越快服务权重越大被选中的概率越高，刚启动时如果统计信息不足，则使用RoundRobinRule策略，等统计信息足够会切换到WeightedResponseTimeRule；RetryRule()：先按照RoundRobinRule的策略获取服务，如果获取失败则在制定时间内进行重试，获取可用的服务；

BestAviableRule()：会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，然后选择一个并发量最小的服务。

图4示出了根据本公开的实施例的列车管理的复杂均衡处理方法200的流程图。

在框402，第一级微服务的各个副本分别接收客户端发送的调用请求；

所述微服务为实现列车管理的车站分机/应用服务器按功能拆分而成的，每一个微服务是一个独立自治体；所述微服务包括：列车追踪服务、车次管理服务、进出站计算服务、IVOC接口数据处理服务、TMC接口数据处理、道岔冲突管理服务、运行图服务。

在一些实施例中，客户端发送的调用请求针对的第一级微服务可以是IVOC接口数据处理服务、TMC接口数据处理服务、运行图服务。

在一些实施例中，可采用Ribbon客户端负载均衡器预设的负载均衡算法任意之一进行远程服务调用。简单来说，如果该微服务有多个待调用的远程服务都处于正常运行状态，客户端的一次调用请求只能到达其中一个远程服务，例如副本1，下一个ATS周期中，客户端的调用请求可能到达的就是另一个远程服务，例如副本2。

在本实施例中，Ribbon负载均衡器是客户端调用微服务时用到的，一般用于同步调用。以被调用的微服务为IVOC接口数据处理服务为例，客户端，即各列车的智能车载控制器IVOC通过IVOC接口服务调用请求调用IVOC接口数据处理服务，将列车状态数据发送给IVOC接口数据处理服务。

由Ribbon客户端负载均衡器根据预设的负载均衡算法选择对应的IVOC接口数据处理服务的副本进行远程服务调用，例如，以IVOC接口数据处理服务有两个副本为例；在轮询算法中，1车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本1，2车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本2，3车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本1，4车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本2，5车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本1。在下一ATS周期中，1-5车的IVOC接口数据处理服务调用请求可能被发送给了IVOC接口数据处理服务的另一副本。利用这一特点，ITS管理列车就可以做到不像车站分机那样恒定按照特定位置管理，也不像应用服务器那样管理所有列车，而是变成每个管理服务平均分担给所有列车的管理任务，并且不绑定到具体车上，每个服务副本都有在某个ATS周期计算任意车的可能。

在框404，第一级微服务的各个副本执行所述调用请求，生成对应的消息，将所述消息发送至对应的下一级微服务消息队列；

在一些实施例中，根据表1可知各微服务与其他微服务的调用关系，例如，第一级服务IVOC接口数据处理服务可以调用下一级服务列车追踪服务、道岔冲突管理服务。以第一级微服务为IVOC接口数据处理服务，下一级微服务为列车追踪服务为例，所述IVOC接口数据处理服务的多个副本陆续收到IVOC1-IVOC5发送的列车状态数据，将所述列车状态数据作为IVOC外部接口数据，将所述IVOC外部接口数据添加内部协议帧头，转换为内部通信协议格式；所述IVOC接口数据处理服务的副本处理完一帧IVOC数据，产生“收到IVOC列车消息”主题的消息；将所述“收到IVOC列车消息”主题的消息发送至列车追踪服务消息队列，所述“收到IVOC列车消息”主题的消息中携带内部协议格式的列车状态数据。

在一些实施例中，各级微服务间的调用为了防止阻塞，采用异步调用，通过消息的方式传递。采用基于AMQP(高级消息队列协议)来实现的RabbitMQ消息机制，可以做到负载均衡地路由消息。AMQP是典型的“生产/消费”消息模型。生产者发送消息到broker server(RabbitMQ)。在broker server内部，事先创建了Exchange(交换机)/Queue(队列)，通过Binding规则将两者联系在一起。Exchange分发消息，根据类型/binding的不同分发策略有区别。消息最后来到Queue中，等待消费者取走。其中，生产者为发出消息的服务，消费者为被调用的服务。

消息服务器broker server根据消息Message中上一级微服务Producer产生消息时填写的“routing key”和下一级微服务Consumer初始化Binding中的“binding key”一致(根据不同的Exchange模式，可能是完全匹配或者部分匹配)，交换机Exchange则将消息message发到对应的下一级微服务Consumer的队列queue中。

当有一个微服务Consumer的副本取消息message并给出应答，交换机Exchange接收到应答后就会移除掉此消息message，不再路由给其它的下一级微服务consumer的副本。默认情况下，消息服务器采用轮询的负载均衡算法转发消息message给下一级微服务consumer的各个副本，也可以在下一级微服务consumer的各个副本端设置为每次只接收一条消息，在处理完才给出应答，这样由于运算能力比较弱的下一级微服务consumer的副本处理消息的能力低于运算能力强的下一级微服务consumer的副本，因此前者取message的能力低于后者，导致处理能力强的下一级微服务consumer的副本可以处理更多的消息message。此机制即为AMQP模型的消息负载均衡。例如，列车位置计算服务产生了1车、2车的位置消息，在此过程中，列车位置计算服务作为Producer，这2个消息都是具有相同“routing key”的message，现在已经到达了Exchange。另外两个服务车次管理服务和进出站计算服务作为消息的消费者Consumer，分别声明了两个队列Queue1和Queue2与Exchange绑定。则Exchange现在可以将消息1逐一发送至Queue1和Queue2，车次管理服务的多个副本均绑定到Queue1，进出站计算服务多个副本均绑定到Queue2，Queue1根据轮询算法推送给车次管理服务的某一个副本,该收到后给出应答，Queue1移除掉该消息。同理，处理其余消息推送给车次管理服务的某一个副本。

在框406，下一级微服务的各个副本分别接收对应的消息，执行预设操作；生成对应的消息；

在框408，若所述下一级微服务存在待调用的次一级微服务，则将生成的消息发送至对应的次一级微服务消息队列，执行框412；

在框410，若不存在，则将生成的消息发送至对应的第一级微服务消息队列，执行框414；

在一些实施例中，根据表1可知各微服务与其他微服务的调用关系，例如，下一级微服务列车追踪服务可以调用次一级微服务车次管理服务、进出站计算服务。

在一些实施例中，被调用的下一级服务接收队列中的消息，执行预设操作。例如，列车追踪服务的各个副本分别接收列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息，根据所述“收到IVOC列车消息”主题的消息中的列车位置更新内部列车位置，生成“列车位置”主题的消息，将所述“列车位置”主题的消息发送至次一级微服务对应的车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列；以便次一级微服务车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列被调用后执行预设操作。

在框412，次一级微服务的各个副本分别接收对应的消息，执行预设操作，将生成的消息发送至对应的第一级微服务消息队列；

在一些实施例中，相对于下一级微服务列车追踪服务的次一级微服务包括：车次管理服务、进出站计算服务；而在另一些实施例中，相对于第一级微服务运行图服务，则其下一级微服务为车次管理服务、进出站计算服务。

车次管理服务的各个副本分别接收车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，计算对应的列车车次，生成“列车车次”主题的消息，将所述“列车车次”主题的消息发送至IVOC接口数据处理服务消息队列。

进出站计算服务的各个副本分别收到进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，计算对应的列车早晚点信息，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息，将所述“列车下一站、早晚点”主题的消息发送至IVOC接口数据处理服务消息队列。

在框414，第一微级服务的各个副本分别接收第一级微服务消息队列中的消息，生成命令发送至对应的客户端。

在一些实施例中，IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收IVOC接口数据处理服务消息队列中的消息，生成外部通信协议格式的“列车控制信息”，发送给对应的IVOC。同理，TMC接口数据处理服务的各个副本分别接收TMC接口数据处理服务消息队列中的消息，生成给TMC的命令。同理，运行图服务分别接收运行图服务消息队列中的消息，生成当日计划运行图。

根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：

高可用性，根据负载情况计算各微服务所需的副本数量，部署在云平台的各个虚拟机上，提高了服务的可用性；

负载均衡性，使用spring cloud框架和RabbitMQ消息队列(对AMQP的实现)本身的负载均衡策略来分发调用请求和信息流传递；各副本彼此之间独立运算，负载均衡地分担全线列车的处理压力；

依靠微服务之间明确的调用关系/消息来触发业务逻辑的执行，避免了多副本同时输出可能产生结果不一致的风险；

高可扩展性，应对长线路和小间隔跑车压力更具备扩展性，只要增加部署的服务副本，就可以降低每个服务的运算压力。

接下来，以为列车自动下发计划为例，对负载均衡的列车处理方法进行进一步举例说明。

图5示出了根据本公开的实施例的为列车自动下发计划的方法500的流程图。

在框502，IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据，生成“收到IVOC列车”主题的消息，将所述“收到IVOC列车”主题的消息发送至列车追踪服务消息队列；

其中，各列车的智能车载控制器IVOC分别向IVOC接口数据处理服务发送列车状态数据；

在一些实施例中，各列车的智能车载控制器IVOC通过IVOC接口服务调用请求调用IVOC接口数据处理服务，将列车状态数据发送给IVOC接口数据处理服务。其中，根据RIBBON客户端负载均衡器的负载均衡算法，每列列车的IVOC接口数据处理服务调用请求只能到达IVOC接口数据处理服务的其中一个副本。

在一些实施例中，所述列车状态数据符合ITS-IVOC外部接口协议，内容包含：列车ID、列车真实位置等。

在一些实施例中，所述1-5车的IVOC分别向IVOC接口数据处理服务发送IVOC接口数据处理服务调用请求可以是相同时刻发送的，也可以是不同时刻发送的。由Ribbon客户端负载均衡器根据预设的负载均衡算法选择对应的IVOC接口数据处理服务的副本进行远程服务调用，例如，以IVOC接口数据处理服务有两个副本为例；在轮询算法中，1车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本1，2车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本2，3车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本1，4车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本2，5车的IVOC接口数据处理服务调用请求发送给了IVOC接口数据处理服务的副本1。

在一些实施例中，IVOC接口数据处理服务、列车追踪服务、车次管理服务、进出站计算服务的副本数量取决于预先计算好的线路最大列车数，以及每个服务的计算压力(计算压力与列车数目呈正比)。

在一些实施例中，所述IVOC接口数据处理服务的多个副本陆续收到IVOC1-IVOC5发送的列车状态数据，将所述列车状态数据作为IVOC外部接口数据，将所述IVOC外部接口数据添加内部协议帧头，转换为内部通信协议格式；所述IVOC接口数据处理服务的副本处理完一帧IVOC数据，产生“收到IVOC列车消息”主题的消息；将所述“收到IVOC列车消息”主题的消息发送至列车追踪服务消息队列，所述“收到IVOC列车消息”主题的消息中携带内部协议格式的列车状态数据。

在一些实施例中，将所述“收到IVOC列车消息”主题的消息发送至列车追踪服务消息队列包括：

将所述“收到IVOC列车消息”主题的消息发送到消息服务器，即broker server(RabbitMQ)；

消息服务器根据所述“收到IVOC列车消息”主题的消息中包括的IVOC接口数据处理服务产生消息时填写的“routing key”和被调用的服务，即列车追踪服务初始化Binding中的“binding key”一致(根据不同的Exchange模式，可能是完全匹配或者部分匹配)，由消息服务器中的交换机将所述消息分发到列车追踪服务的队列中。

在框504，列车追踪服务的各个副本分别接收列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息，根据所述“收到IVOC列车消息”主题的消息中的列车位置更新内部列车位置，生成“列车位置”主题的消息，将所述“列车位置”主题的消息发送至车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列。

在一些实施例中，消息服务器中的交换机根据Rabbit MQ消息机制，将列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息负载均衡地分别发送给列车追踪服务的多个副本；例如，将“收到IVOC1列车消息”、“收到IVOC3列车消息”、“收到IVOC4列车消息”推送给列车追踪服务的副本1；将“收到IVOC2列车消息”、“收到IVOC5列车消息”推送给列车追踪服务的副本2。

在一些实施例中，列车追踪服务根据“收到IVOC列车消息”主题的消息中的列车位置更新内部列车位置，计算结果输出“列车位置”，生成“列车位置”主题的消息，将所述“列车位置”主题的消息发送至车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列。

例如，列车追踪服务的副本1收到列车追踪服务触发的“收到IVOC1列车消息”、“收到IVOC3列车消息”、“收到IVOC4列车消息”，列车追踪服务的副本2收到“收到IVOC2列车消息”、“收到IVOC5列车消息”；然后列车追踪服务的副本1执行计算逻辑输出“IVOC1列车位置”、“IVOC3列车位置”、“IVOC4列车位置”消息，列车追踪服务的副本2执行计算逻辑输出“IVOC2列车位置”、“IVOC5列车位置”消息。列车追踪服务的多个副本在没有收到消息时，不会主动执行计算逻辑，因此不会对外输出，自然也不会出现对于同一周期的消息，两个副本同时执行并输出同一个车的“列车位置”这种不期望出现的结果。

每一次列车追踪服务计算输出的“列车位置”，会更新内存数据库中“列车位置”字段。其它所有服务如果在执行特定逻辑时，需要用到某列车的位置信息，就可以从内存数据库里取出该列车的位置。

在框506，车次管理服务的各个副本分别接收车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，计算对应的列车车次，生成“列车车次”主题的消息，将所述“列车车次”主题的消息发送至IVOC接口数据处理服务消息队列。

在一些实施例中，车次管理服务由于启动时绑定了“列车位置”主题的消息交换机，会自动收到“列车位置”消息。消息服务器中的交换机根据Rabbit MQ消息机制，将车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息负载均衡地分别发送给车次管理服务的多个副本；例如，将“列车位置1消息”、“列车位置2消息”、“列车位置4消息”推送给车次管理服务的副本1；将“列车位置3消息”、“列车位置5消息”推送给车次管理服务的副本2。

在一些实施例中，车次管理服务的各个副本分别接收到“列车位置”主题的消息，从内存数据库中查询列车停稳状态，判断列车是否到达了折返轨/转换轨停稳，对于满足条件的列车重新分配车次，然后更新内存数据库中的“列车车次”字段，生成“列车车次”主题的消息；将所述“列车车次”主题的消息发送至IVOC接口数据处理服务消息队列。

在执行框506的同时、之前或之后，在框508，进出站计算服务的各个副本分别收到进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，计算对应的列车早晚点信息，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息，将所述“列车下一站、早晚点”主题的消息发送至IVOC接口数据处理服务消息队列。

在一些实施例中，进出站计算服务由于启动时也绑定了“列车位置”主题的消息交换机，会自动收到“列车位置”消息。根据RabbitMQ消息机制，可以保证同一个交换机向绑定它的不同队列均路由相同的消息，车次管理服务绑定的队列与进出站计算服务绑定的队列不同，因此都会收到同一个“列车位置”消息。

在一些实施例中，进出站计算服务由于启动时绑定了“列车位置”主题的消息交换机，会自动收到“列车位置”消息。消息服务器中的交换机根据Rabbit MQ消息机制，将进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息负载均衡地分别发送给进出站计算服务的多个副本；例如，将“列车位置2消息”、“列车位置4消息”推送给进出站计算服务的副本1；将“列车位置1消息”、“列车位置3消息”、“列车位置5消息”推送给进出站计算服务的副本2。

在一些实施例中，根据所述“列车位置”消息，如果列车已经到达站台轨，就根据站台的扣车状态更新该车的扣车状态，再从内存数据库中查询列车停稳状态，判断列车是否停稳在停车区域，对于满足条件的列车进行早晚点、下一站、根据早晚点进一步计算发车倒计时，输出更新后的“列车早晚点、扣车、发车倒计时、下一站”等信息，更新内存数据库中列车的“早晚点、下一站、扣车、发车倒计时初始值”字段，并生成“列车下一站、早晚点”主题的消息。

在一些实施例中，进出站计算服务的副本1接收到进出站计算服务触发的列车位置2、列车位置4消息；产生对应的列车2、列车4的“列车早晚点、扣车、发车倒计时、下一站”等信息；车次管理服务的副本2接收到车次管理服务出发的列车位置1、列车位置3、列车位置5消息，产生对应的列车1、列车3、列车5的“列车早晚点、扣车、发车倒计时、下一站”等信息。根据所述“列车早晚点、扣车、发车倒计时、下一站”等信息，更新内存数据库中列车的“早晚点、下一站、扣车、发车倒计时初始值”字段，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息，将所述“列车下一站、早晚点”主题的消息发送至IVOC接口数据处理服务消息队列。

在框510，IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收IVOC接口数据处理服务消息队列中的消息，生成外部通信协议格式的“列车控制信息”，发送给对应的IVOC。

在一些实施例中IVOC接口数据处理服务由于启动时绑定了“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息交换机，会自动收到“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息。消息服务器中的交换机根据Rabbit MQ消息机制，将IVOC接口数据处理服务消息队列中的“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息负载均衡地分别发送给IVOC接口数据处理服务的多个副本。需要注意的是，在IVOC接口数据处理服务消息队列中，对应同一列车的“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息被绑定在一起，以便发送给IVOC接口数据处理服务的一个副本。

在一些实施例中，IVOC接口数据处理服务按照协议要求的周期，由各个副本分别获取各个列车的“列车车次”主题的消息与“列车下一站、早晚点”主题的消息中的“车次、早晚点、扣车、发车倒计时”信息，聚合后组包成外部通信协议格式“列车控制信息”，发送给对应的各列车的IVOC。例如，将列车1-5的“列车控制信息”分别发送给IVOC1-5，以便列车1-5的IVOC1-5根据所述“列车控制信息”对列车1-5进行控制。

在一些实施例中，所述方法的消息视角流程与内存数据视角流程分别参见图6、图7所示。

根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：

高可用性，根据负载情况计算IVOC接口数据处理服务、列车追踪服务、车次管理服务、进出站计算服务所需的副本数量，部署在云平台的各个虚拟机上，提高了服务的可用性；

负载均衡性，使用spring cloud框架和RabbitMQ消息队列(对AMQP的实现)本身的负载均衡策略来分发调用请求和信息流传递；各副本彼此之间独立运算，负载均衡地分担全线列车的处理压力；

高可扩展性，应对长线路和小间隔跑车压力更具备扩展性，只要增加部署的服务副本，就可以降低每个服务的运算压力。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

图8示出了根据本公开的实施例的为列车自动下发计划的系统400的方框图。如图8所示，系统800包括：

IVOC接口数据处理服务模块802，其各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据，生成“收到IVOC列车”主题的消息并发送至列车追踪服务消息队列；

列车追踪服务模块804，其各个副本分别接收列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息，生成“列车位置”主题的消息并发送至车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列；

车次管理服务模块806，其各个副本分别接收车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车车次”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；

进出站计算服务模块808，其各个副本分别收到进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；

IVOC接口数据处理服务模块802的各个副本还分别接收IVOC接口数据处理服务消息队列中的“列车车次”主题与“列车下一站、早晚点”主题的消息，生成“列车控制信息”并发送至对应的IVOC。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图9示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备900的示意性框图。如图所示，设备900包括中央处理单元(CPU)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的计算机程序指令或者从存储单元908加载到随机访问存储器(RAM)903中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中，还可以存储设备900操作所需的各种程序和数据。CPU901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。

设备900中的多个部件连接至I/O接口905，包括：输入单元906，例如键盘、鼠标等；输出单元907，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元908，例如磁盘、光盘等；以及通信单元909，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元909允许设备900通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元901执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法400、500。例如，在一些实施例中，方法400、500可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元908。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 902和/或通信单元909而被载入和/或安装到设备900上。当计算机程序加载到RAM 903并由CPU 901执行时，可以执行上文描述的方法400、500的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU901可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法400、500。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (8)

1.一种为列车自动下发计划的方法，其特征在于，包括：

IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据，生成“收到IVOC列车消息”主题的消息并发送至列车追踪服务消息队列；

列车追踪服务的各个副本分别接收列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息，生成“列车位置”主题的消息并发送至车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列；

车次管理服务的各个副本分别接收车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车车次”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；进出站计算服务的各个副本分别收到进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；

IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收IVOC接口数据处理服务消息队列中的“列车车次”主题的消息与“列车下一站、早晚点”主题的消息，生成“列车控制信息”并发送至对应的IVOC；

IVOC接口数据处理服务的各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据包括：

由Ribbon客户端负载均衡器根据预设的负载均衡算法选择对应的IVOC接口数据处理服务的副本进行远程服务调用，将各列车的IVOC发送的IVOC接口服务调用请求发送给IVOC接口数据处理服务的各个副本；

服务的各个副本分别接收消息队列中的消息包括：

消息服务器中的交换机根据Rabbit MQ消息机制，将消息队列中的消息负载均衡地分别发送给服务的多个副本。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各服务的副本数量是根据负载情况确定的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述列车状态数据包括列车ID、列车真实位置；所述生成“收到IVOC列车消息”主题的消息包括，将所述列车状态数据作为IVOC外部接口数据，添加内部协议帧头，转换为内部通信协议格式，生成“收到IVOC列车消息”主题的消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述生成“列车位置”主题的消息包括，根据所述“收到IVOC列车消息”主题的消息中的列车位置更新内部列车位置，生成“列车位置”主题的消息；

所述生成“列车车次”主题的消息包括，查询列车停稳状态，判断列车是否到达了折返轨/转换轨停稳，对于满足条件的列车重新分配车次，生成“列车车次”主题的消息；

所述生成“列车下一站、早晚点”主题的消息包括，如果列车已经到达站台轨，根据站台的扣车状态更新该车的扣车状态，查询列车停稳状态，判断列车是否停稳在停车区域，对于满足条件的列车进行早晚点、下一站、发车倒计时计算，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，生成“列车控制信息”包括：

获取各个列车的“列车车次”主题的消息与“列车下一站、早晚点”主题的消息中的“车次、早晚点、扣车、发车倒计时”信息，聚合后组包成外部通信协议格式“列车控制信息”。

6.一种负载均衡的为列车自动下发计划的系统，其特征在于，包括：

IVOC接口数据处理服务模块，其各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据，生成“收到IVOC列车消息”主题的消息并发送至列车追踪服务消息队列；

列车追踪服务模块，其各个副本分别接收列车追踪服务消息队列中的“收到IVOC列车消息”主题的消息，生成“列车位置”主题的消息并发送至车次管理服务消息队列和进出站计算服务消息队列；

车次管理服务模块，其各个副本分别接收车次管理服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车车次”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；

进出站计算服务模块，其各个副本分别收到进出站计算服务消息队列中的“列车位置”主题的消息，生成“列车下一站、早晚点”主题的消息并发送至IVOC接口数据处理服务消息队列；

IVOC接口数据处理服务模块的各个副本还分别接收IVOC接口数据处理服务消息队列中的“列车车次”主题的消息与“列车下一站、早晚点”主题的消息，生成“列车控制信息”并发送至对应的IVOC；

IVOC接口数据处理服务模块的各个副本分别接收各IVOC发送的列车状态数据包括：

由Ribbon客户端负载均衡器根据预设的负载均衡算法选择对应的IVOC接口数据处理服务模块 的副本进行远程服务调用，将各列车的IVOC发送的IVOC接口服务调用请求发送给IVOC接口数据处理服务模块 的各个副本；

各服务模块的各个副本分别接收消息队列中的消息包括：

消息服务器中的交换机根据Rabbit MQ消息机制，将消息队列中的消息负载均衡地分别发送给服务模块 的多个副本。

7.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～5中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～5中任一项所述的方法。

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