趙 凱

(卡斯柯信號有限公司，上海 200070)

1 研究背景

相較于傳統(tǒng)的電務(wù)設(shè)備，高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)更偏重軟件，專業(yè)化程度更高，導(dǎo)致普通的電務(wù)人員難以介入日常維護和管理。專業(yè)工區(qū)的崗位人員編制遠遠跟不上設(shè)備增長速度，導(dǎo)致在軟件備份、管理上存在很多不可靠的因素，例如：

高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)、配置變動頻繁，人工方式無法進行精確的版本管理。因為高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)軟件與聯(lián)鎖、列控、監(jiān)測、TDMS、CIPS 等系統(tǒng)均存在接口，任何一方的施工改造，都會引起高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)軟件的修改。路局高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)每年的軟件、配置、數(shù)據(jù)修改達到上百次，且每次修改涉及到的配置、數(shù)據(jù)、軟件版本都不一樣。當出現(xiàn)施工時間重疊時，更是難以掌控版本變化。

高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)軟件系統(tǒng)架構(gòu)覆蓋調(diào)度所、車站、站調(diào)終端等多層結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的單站備份方式并不適用。因為高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)軟件獨特的臨站復(fù)視功能，每次車站改造時，要同時修改調(diào)度中心、改造車站本站及臨站高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)及配置。修改面積之大、影響范圍之廣，涉及終端之多，這些特點要求必須在調(diào)度中心部署統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、配置和軟件系統(tǒng)。

一旦出現(xiàn)故障，只能通知廠家技術(shù)人員現(xiàn)場處理，應(yīng)急反應(yīng)十分被動。如車站主機、終端硬件故障，需要盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)時，只能安排專業(yè)工區(qū)、廠家人員去現(xiàn)場處理，耗時費力，響應(yīng)時間無法滿足運輸要求。

既有軟件特殊處理，難以管理。因歷史遺留問題，部分車站在軟件版本、配置上，為迎合特定時期的運管要求，采用特殊版本、特殊配置、或特殊的數(shù)據(jù)處理，這些問題長期淹沒在數(shù)量龐大的現(xiàn)場終端、服務(wù)器中。因為管理人員的變動，無法做到準確交接。又因為缺少統(tǒng)一的版本管理，難以通過日常的巡查預(yù)警，只能通過施工、故障處理的形式暴露出來，增加運維風(fēng)險。

2 綜合數(shù)據(jù)管理平臺的問題及難點

高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)專網(wǎng)帶寬有限，絕大部分線路采用2 M 帶寬的專網(wǎng)，且業(yè)務(wù)365×24 不間斷運行，備份、恢復(fù)時要充分考慮帶寬沖突，傳統(tǒng)的文件復(fù)制方式有可能會對業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。另外，終端的掃描、備份工作，應(yīng)盡可能避開業(yè)務(wù)高峰期，在后臺自動完成。

軟件版本差異大，種類多，需要對每種終端的軟件進行定制化分析（TDCS 2.0，TDCS 3.0，CTC 2.0，CTC 3.0，遠程顯示終端等）。通過區(qū)分出每種系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)，結(jié)合數(shù)據(jù)、配置、日志、主程序運作方式，建立對應(yīng)的備份/恢復(fù)模型。同時，針對每個文件，結(jié)合軟件的配置、安裝手冊，整理出一套數(shù)據(jù)挖掘規(guī)則，遍歷所有文件后，自動得到軟件版本、數(shù)據(jù)版本、關(guān)鍵配置項信息，主備系是否完全一致等關(guān)鍵信息。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)由CTC/TDCS 綜合數(shù)據(jù)管理平臺、數(shù)據(jù)庫、磁盤陣列組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示。

問題4 根據(jù)上面的總結(jié)，在Rt△ABC中，∠C=90°，當∠A取其它一定度數(shù)的銳角時，它的對邊與鄰邊的比值會出現(xiàn)什么情況？對此，你有怎樣的猜想？

CTC/TDCS 綜合數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)增量備份、后臺掃描、智能分析等功能。

磁盤陣列，用于存儲每臺終端備份回來的整套業(yè)務(wù)軟件。

數(shù)據(jù)庫，用于存儲高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)的終端信息，隊列掃描計劃及結(jié)果，智能臺賬系統(tǒng)的分析結(jié)果等信息。

車站終端，包括車站值班員工作站，信號員工作站，電務(wù)維護機、自律機、NPC 等。在終端主機上，部署綜合數(shù)據(jù)管理平臺的客戶端，實現(xiàn)增量備份，應(yīng)急恢復(fù)等功能。

4 系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)主要功能模塊如圖2 所示，詳細功能實現(xiàn)如下。

1）智能化的全自動云端備份

在高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)中，每臺終端、服務(wù)器，根據(jù)自身功能的分類，配置不同的IP 地址網(wǎng)段。通過維護1 套IP 地址庫，即可通過IP 地址直接訪問到對應(yīng)終端。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 System architecture

圖2 系統(tǒng)主要功能模塊Fig.2 Main function modules of the system

據(jù)此，在調(diào)度中心綜合數(shù)據(jù)管理平臺上，設(shè)定針對各個車站業(yè)務(wù)程序的“爬蟲”，根據(jù)當天運行圖信息，計算得到每個車站作業(yè)密度最低的時段，加入隊列計劃；到達每個時段時，再次驗證運行圖信息，判斷當前的行車密度是否處于全天最低的時段（比如天窗），如運行圖出現(xiàn)了調(diào)整，此時會重新計算并安排新的掃描時間。驗證通過后，啟動掃描模塊，對已登記的服務(wù)器、車站終端的業(yè)務(wù)程序進行掃描，查找出哪些文件出現(xiàn)變化（如程序、數(shù)據(jù)、配置等），并對變化的文件自動進行后臺備份，如圖3 所示。

圖3 后臺備份Fig.3 Backgroud backup

備份后，形成業(yè)務(wù)圖表，展示指定時間間隔內(nèi)的備份變化情況，根據(jù)需要，可以由指定的維護人員對每次數(shù)據(jù)變動的原因進行登記記錄，如圖4 所示。

2）極其節(jié)省帶寬的增量備份技術(shù)

增量備份是指在一次全備份或上一次增量備份后，以后每次的備份只需備份與前一次相比增加或者被修改的文件。比如，一個數(shù)據(jù)文件大小為100 MB，因各種原因修改后，數(shù)據(jù)文件大小變?yōu)?08 MB；增量備份可以提前對文件進行對比，只傳輸變化的8 MB 數(shù)據(jù)即可完成備份。作為運用成熟的文件傳輸技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用在主流云存儲系統(tǒng)中。

這種備份方式最顯著的優(yōu)點就是：沒有重復(fù)的備份數(shù)據(jù)，因此備份的數(shù)據(jù)量不大，備份所需的帶寬消耗、時間消耗遠遠少于普通備份方式，如圖5所示。

圖4 數(shù)據(jù)變動統(tǒng)計表Fig.4 Statistical table of data changes

圖5 增量備份模式原理圖Fig.5 Schematic of incremental backup mode

使用增量備份最大的好處在于節(jié)省帶寬：對于普遍只有2 Mbit/s 帶寬的業(yè)務(wù)專用通道來說，每次采取完全備份的方式對帶寬消耗巨大，而采用增量備份后可以最大限度的避免因帶寬占用影響業(yè)務(wù)運行。另外，在備份速度上，它的速度比完整備份快上許多，相對于完全備份，增量備份對節(jié)省存儲空間也大有益處。

3）一鍵恢復(fù)關(guān)鍵應(yīng)用

根據(jù)用戶需要，逆向使用增量備份功能（從調(diào)度中心服務(wù)器“備份”至現(xiàn)場終端），即可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)程序的一鍵還原功能。比如，某臺已經(jīng)登記自動備份過的終端出現(xiàn)故障，需要更換。維護人員準備好待更換的機器，配置好IP 地址后，只需要保證終端環(huán)境正常（比如操作系統(tǒng)沒有問題，安裝好打印機驅(qū)動等），在終端上運行綜合數(shù)據(jù)管理平臺的客戶端，客戶端軟件訪問調(diào)度中心的服務(wù)器后，根據(jù)本機IP 地址判斷要恢復(fù)的業(yè)務(wù)內(nèi)容，現(xiàn)場維護人員與調(diào)度中心專業(yè)工區(qū)共同確認后，一鍵恢復(fù)到本地，如圖6 所示。

圖6 自動恢復(fù)系統(tǒng)客戶端界面Fig.6 Client interface of automatically recovery system

4）智能軟件臺賬分析

通過定制化的配置分析工具，可以實時針對存儲在調(diào)度中心的全局車站終端軟件配置、軟件、數(shù)據(jù)、站細等資料進行掃描，掃描內(nèi)容包括車站AB機配置一致性檢查，特殊配置項檢查，軟件版本檢查等。當發(fā)現(xiàn)特定版本的軟件、配置存在缺陷時，可以馬上給出需要升級的車站信息；日常提報高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)軟件改造的影響范圍時，可以通過該功能快速研判影響范圍，提供決策依據(jù)。

5 結(jié)束語

高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)管理平臺，以新技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工查驗數(shù)據(jù)、備份、統(tǒng)計、維護操作，可顯著提高專業(yè)工區(qū)的管理能力，同時大大降低整體運營、維護成本。隨著軟件配置分析模型的擴充，可推廣至各種作業(yè)系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。