CN113905057A - 用于智能车场系统的多节点数据同步方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法、设备及介质，所述的同步方法包括以下步骤：步骤S1、提前为每个节点安装数据库服务器和客户端软件，并通过脚本自动生成两张数据库表，分别是出入库计划表和正线运营计划表；同时，在源节点侧服务器上启动数据库RPC服务器程序DatabaseManager，然后转入步骤S2；步骤S2、启动数据同步节点Node，读取配置文件中节点信息并存储，同时该节点根据当前机器的网卡地址匹配当前的节点信息，然后转入步骤S3；步骤S3、数据同步节点Node根据数据源节点的配置信息，启动RPC服务并根据节点IP和端口，连接到数据源节点的DatabaseManager服务等。与现有技术相比，本发明具有进一步提高系统的扩展性并降低维护成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法、设备及介质。
背景技术
城市轨道交通中，在运营日开始运营前各列车需要从车辆段发出以便执行正线运营计划,在完成正线运营计划后,也需要收回车辆段。随着国内地铁的快速发展，为了满足城市运营需求，各个城市地铁正线运营间隔越来越小，导致车辆段收发车的压力越来越大，同时为了更好的管理好场段内的列车运营与检修，国内一些城市开始试点智能车场系统。该系统能够根据车辆检修以及正线的运营计划自动制作列车出入库计划和收发车计划，从而进一步提高地铁运营的自动化效率。
为了实现场段内列车的出入库计划制定并与正线ATS系统进行匹配，需要将正线运营计划提前同步给智能车场系统，同时将制定好的出入库计划同步给正线进行检查及修改，最终实现正线运营计划与智能车场系统的出入库计划衔接成功。也就是说，从系统的功能的角度，智能车场系统更侧重于出入库计划的编制，ATS系统更侧重于正线运营。
目前，现有的系统之间数据同步方案一般为节点间一对一网络通信，当有需要申请数据或数据变化时，则会发出相应的数据申请请求或数据更新报文。但是这种场景对于节点的扩展性和数据共享性不好，当有更多的系统需要同步计划数据时，会对系统间的接口服务器产生较大的性能瓶颈。同时，如果数据源节点故障，则其他节点无法有效获取有效数据。
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更高效且兼容多节点扩展的用于智能车场系统的多节点数据同步方法、设备及介质。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供了一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，该方法采用直接邮寄和反熵修复相结合的方式进行节点之间的数据同步，所述的同步方法包括以下步骤：
步骤S1、提前为每个节点安装数据库服务器和客户端软件，并通过脚本自动生成两张数据库表，分别是出入库计划表和正线运营计划表；同时，在源节点侧服务器上启动数据库RPC服务器程序DatabaseManager，然后转入步骤S2；
步骤S2、启动数据同步节点Node，读取配置文件中节点信息并存储，同时该节点根据当前机器的网卡地址匹配当前的节点信息，然后转入步骤S3；
步骤S3、数据同步节点Node根据数据源节点的配置信息，启动RPC服务并根据节点IP和端口，连接到数据源节点的DatabaseManager服务，然后转入步骤S4；
步骤S4、数据同步节点Node根据节点名称，启动实时任务，用于连接正线ATS系统的前置接口机应用程序，当正线更新了当天运营计划，则通过接口前置机实时通知数据同步节点Node，然后转入步骤S5；
步骤S5、数据同步节点Node收到源节点的数据变化通知，则会通过RPC服务请求源节点数据库中的数据并同步更新到即智能车场系统的数据库的当天运营计划表中；同时，数据同步节点Node中的周期性任务也会检查自身的出入库计划数据是否更新，如果有更新则通过RPC模块同步到源节点的数据库的出入库计划表中。
作为优选的技术方案，所述的步骤S1具体包括以下子步骤：
S11、在源节点上，即正线ATS系统中安装好数据库，同时使用数据库脚本重新生成两张数据库表，分别是正线运营计划表和出入库计划表；
S12、在数据同步节点Node侧，即智能车场系统中安装好数据库服务器，并通过数据库脚本生成两张数据库表，分别是正线运营计划表和出入库计划表；
S13、在源节点上安装数据库RPC服务端程序，即DatabaseManager模块，然后启动运行，该DatabaseManager模块作为RPC服务端会绑定端口，接受RPC客户端的通信请求。
作为优选的技术方案，所述的步骤S2具体包括以下子步骤：
S21、数据同步节点Node读取节点配置文件NodeConfig.xml，存储全部节点信息；
S22、查询当前操作系统本机IP地址，匹配当前节点信息。
作为优选的技术方案，所述的步骤S3具体为：根据匹配的RPC信息，包括RPC服务器IP地址和端口信息，启动RPC服务连接DatabaseManager模块，建立通信。
作为优选的技术方案，所述的步骤S4具体包括以下子步骤：
S41、数据同步节点Node根据当前节点名称，启动实时任务，与正线ATS系统接口前置机软件建立实时通信，用于接收当天运营计划变化通知；
S42、当数据同步节点Node收到当天计划变化通知，则通过RPC请求DatabaseManager模块，申请当天正线运营计划数据。
作为优选的技术方案，所述的步骤S5具体包括以下子步骤：
S51、DatabaseManager模块加载正线ATS系统的当天运营计划并通过RPC响应给数据同步节点Node；
S52、数据同步节点Node收到正线ATS系统的当天运营计划，则会更新并同步到智能车场系统侧数据库中；
S53、如果当前数据同步节点Node也作为数据源节点，则同时会将正线ATS系统当天运营变化通知给下一个节点；
S54、数据同步节点Node根据配置决定是否周期检查当天出入库计划是否变化，并通过RPC请求同步给DataBaseManager模块，由DataBaseManager模块更新到正线ATS系统侧数据库中的出入库计划表中；
S55、数据同步节点Node根据配置周期决定是否定时向DataBaseManager模块申请当天正线ATS运行计划，当数据变化时，能同步更新到智能车场系统的数据库表中。
作为优选的技术方案，该方法采用了分布式节点管理机制。
作为优选的技术方案，该方法用于双节点系统或多节点系统。
根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
根据本发明的第三方面，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所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明采用直接邮寄和反熵修复相结合的方案进行节点之间的数据同步，兼顾了实时性和数据的最终一致性，同时进一步提高系统的扩展性并降低维护成本；
2)本发明采用了分布式节点管理机制，对于扩展系统和部署比较灵活，不会额外产生研发成本。
3)本发明结合了实时性和周期性检查，保证了数据同步的实时性和最终一致性，其中实时性由正线ATS前置机通知节点Node，周期性检查由节点Node自行完成数据校验和比对；
4)本发明增强了系统的可用性，当正线ATS系统接口前置机故障，无法实时通知数据同步节点时候，数据同步节点Node依然能过通过周期性检查判断数据是否更新，如果更新则同步给智能车场系统，保证了数据的最终一致性。
附图说明
图1为本发明双节点同步部署示意图；
图2为本发明多节点数据同步部署示意图；
图3为本发明总体流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
为了增强系统接口的扩展性和数据同步的一致性，本发明采用一种直接邮寄和反熵修复相结合的方案进行节点之间的数据同步，兼顾了实时性和数据的最终一致性，同时进一步提高系统的扩展性并降低维护成本。
本发明一种可以支持动态节点的同步方案，包括以下步骤：
步骤S1、提前为每个节点安装数据库服务器和客户端软件，并通过脚本自动生成两张数据库表，分别是出入库计划表和当天正线运营计划表。同时，在源节点侧服务器上启动数据库RPC服务器程序(简称：DatabaseManager)，然后转入步骤S2。
步骤S2、启动节点软件(简称Node)，读取配置文件中节点信息并存储，同时该节点根据当前机器的网卡地址匹配当前的节点信息，然后转入步骤S3。
步骤S3、节点软件Node根据数据源节点的配置信息，启动RPC服务并根据节点IP和端口，连接到数据源节点的DatabaseManager服务。然后转入步骤S4。
步骤S4、数据同步节点Node根据节点名称，启动实时任务，用于连接正线ATS系统的前置接口机应用程序，当正线更新了当天运营计划，则通过接口前置机实时通知数据同步节点Node，然后转入步骤S5。
步骤S5、数据同步节点Node收到源节点的数据变化通知，则会通过RPC服务请求源节点数据库中的数据并同步更新到节点软件侧(即智能车场系统)的数据库的当天运营计划表中。同时，节点Node中周期性任务也会检查自身的出入库计划数据是否更新，如果有更新则通过RPC模块同步到源节点(即正线ATS系统)的数据库的出入库计划表中。
双节点数据同步如图1所示。
所述的步骤S1具体子步骤为：
S11、在源节点上，即ATS正线系统中安装好数据库，同时使用数据库脚本重新生成两张数据库表，分别是正线运营计划表和出入库计划表。
S12、在数据同步节点Node侧，即智能车场系统中安装好数据库服务器，并通过数据库脚本生成两张数据库表，分别是正线运营计划和出入库计划表。
S13、在源节点上安装数据库RPC服务端程序，即DatabaseManager模块，然后启动运行，该模块作为RPC服务端会绑定端口，接受RPC客户端的通信请求。
所述的步骤S2具体子步骤为：
S21、读取节点配置文件NodeConfig.xml，存储全部节点信息。
S22、查询当前操作系统本机IP地址，匹配当前节点信息。
所述的步骤S3具体子步骤为：
S31、根据匹配的RPC信息，包括RPC服务器IP地址和端口信息，启动RPC服务连接DatabaseManager模块，建立通信。
所述的步骤S4具体子步骤为：
S41、数据同步节点Node根据当前节点名称，启动实时任务，与正线ATS系统接口前置机软件建立实时通信，用于接收当天运营计划变化通知。
S42、当数据同步节点Node收到当天计划变化通知，则通过RPC请求DatabaseManager模块，申请当天正线运营计划数据。
所述的步骤S5具体子步骤为：
S51、DatabaseManager模块加载正线ATS当天运营计划并通过RPC响应给数据同步节点Node。
S52、数据同步节点Node收到正线ATS当天运营计划，则会更新并同步到智能车场系统侧数据库中。
S53、如果当前数据同步节点也作为数据源节点，则同时会将正线ATS系统当天运营变化通知给下一个节点。
S54、数据同步节点根据配置决定是否周期检查当天出入库计划是否变化，并通过RPC请求同步给DataBaseManager模块，由DataBaseManager模块更新到正线ATS系统侧数据库中的出入库计划表中。
S55、数据同步节点Node根据配置周期决定是否定时向DataBaseManager模块申请当天正线ATS运行计划，当数据变化时，也能同步更新到智能车场系统的数据库表中。
当配置为多节点系统时，比如智能车场系统存在主用和备用中心，则会增加数据同步节点，其部署方式如图2所示，其运行流程和上述描述一致。
具体实施例
具体实施例说明本发明的技术方案。首先，参考图3，介绍本发明的软件整体处理过程。首先从配置文件中获取运行需要的参数，然后启动数据同步节点Node，并通过RPC服务连接DatabaseManager模块。然后启动实时任务连接正线ATS接口前置机软件，如果正线当天运营计划变化时，接口前置机则会通知数据同步Node节点，然后Node节点通过RPC请求获得当天正线运行计划数据并同步更新到智能车场系统。接下来，检查是否配置了周期检查，如果配置了周期检查，则通过RPC请求正线ATS当天运营计划，并比对是否变化。如果有变化则更新到智能车场数据库中。
接下来，检查场段出入库计划是否更新，若更新则通过RPC请求同步到正线ATS数据库表中。
具体参考示意代码如下：
具体包括以下步骤：
步骤S1，启动软件并运行该任务，加载配置文件读取数据同步节点Node相关配置参数。
步骤S2，启动数据同步节点RPC服务，连接到DataBaseManager模块。
步骤S3，启动数据同步节点实时任务，连接到正线ATS接口前置机。
步骤S4，检查是否收到正线运行图变化通知，如果是则转入步骤S5。如果否，则转步骤S7。
步骤S5，通RPC请求向DatabaseManager申请正线ATS当天运营计划，处理完并同步更新到智能车场数据库中，然后转步骤S6。
步骤S6，通知下一个节点正线当天运营计划变化。
步骤S7，判断是否配置了周期检查当天运营计划，如果是则转入步骤S8，否则转入步骤S9。
步骤S8，通过RPC向DatabaseManager请求ATS正线当天运营计划。如果有变化，处理完并更新到智能车场数据库中，然后转步骤S9。
步骤S9，判断出入库计划检测定时任务是否到期，如果到期则转入步骤S10。否则转入步骤S4。
步骤S10，加载智能车场数据库中出入库计划，如果数据有变化，则通过RPC请求向DatabaseManager模块更新出入库计划数据，由DatabaseManager模块更新到正线ATS系统的数据库表中。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备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。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S1～S10。例如，在一些实施例中，方法S1～S10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。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S1～S10的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU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S1～S10。
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。
用于实施本发明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。
在本发明的上下文中，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。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，所述的同步方法包括以下步骤：
步骤S1、提前为每个节点安装数据库服务器和客户端软件，并通过脚本自动生成两张数据库表，分别是出入库计划表和正线运营计划表；同时，在源节点侧服务器上启动数据库RPC服务器程序DatabaseManager，然后转入步骤S2；
步骤S2、启动数据同步节点Node，读取配置文件中节点信息并存储，同时该节点根据当前机器的网卡地址匹配当前的节点信息，然后转入步骤S3；
步骤S3、数据同步节点Node根据数据源节点的配置信息，启动RPC服务并根据节点IP和端口，连接到数据源节点的DatabaseManager服务，然后转入步骤S4；
步骤S4、数据同步节点Node根据节点名称，启动实时任务，用于连接正线ATS系统的前置接口机应用程序，当正线更新了当天运营计划，则通过接口前置机实时通知数据同步节点Node，然后转入步骤S5；
步骤S5、数据同步节点Node收到源节点的数据变化通知，则会通过RPC服务请求源节点数据库中的数据并同步更新到即智能车场系统的数据库的当天运营计划表中；同时，数据同步节点Node中的周期性任务也会检查自身的出入库计划数据是否更新，如果有更新则通过RPC模块同步到源节点的数据库的出入库计划表中。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，所述的步骤S1具体包括以下子步骤：
S11、在源节点上，即正线ATS系统中安装好数据库，同时使用数据库脚本重新生成两张数据库表，分别是正线运营计划表和出入库计划表；
S12、在数据同步节点Node侧，即智能车场系统中安装好数据库服务器，并通过数据库脚本生成两张数据库表，分别是正线运营计划表和出入库计划表；
S13、在源节点上安装数据库RPC服务端程序，即DatabaseManager模块，然后启动运行，该DatabaseManager模块作为RPC服务端会绑定端口，接受RPC客户端的通信请求。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包括以下子步骤：
S21、数据同步节点Node读取节点配置文件NodeConfig.xml，存储全部节点信息；
S22、查询当前操作系统本机IP地址，匹配当前节点信息。
4.根据权利要求1所述的一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为：根据匹配的RPC信息，包括RPC服务器IP地址和端口信息，启动RPC服务连接DatabaseManager模块，建立通信。
5.根据权利要求1所述的一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，所述的步骤S4具体包括以下子步骤：
S41、数据同步节点Node根据当前节点名称，启动实时任务，与正线ATS系统接口前置机软件建立实时通信，用于接收当天运营计划变化通知；
S42、当数据同步节点Node收到当天计划变化通知，则通过RPC请求DatabaseManager模块，申请当天正线运营计划数据。
6.根据权利要求1所述的一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，所述的步骤S5具体包括以下子步骤：
S51、DatabaseManager模块加载正线ATS系统的当天运营计划并通过RPC响应给数据同步节点Node；
S52、数据同步节点Node收到正线ATS系统的当天运营计划，则会更新并同步到智能车场系统侧数据库中；
S53、如果当前数据同步节点Node也作为数据源节点，则同时会将正线ATS系统当天运营变化通知给下一个节点；
S54、数据同步节点Node根据配置决定是否周期检查当天出入库计划是否变化，并通过RPC请求同步给DataBaseManager模块，由DataBaseManager模块更新到正线ATS系统侧数据库中的出入库计划表中；
S55、数据同步节点Node根据配置周期决定是否定时向DataBaseManager模块申请当天正线ATS运行计划，当数据变化时，能同步更新到智能车场系统的数据库表中。
7.根据权利要求1所述的一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，该方法采用了分布式节点管理机制。
8.根据权利要求1所述的一种用于智能车场系统的多节点数据同步方法，其特征在于，该方法用于双节点系统或多节点系统。
9.一种电子设备，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1～7中任一项所述的方法。
10.一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1～7中任一项所述的方法。
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