董 會 娥

(太原鐵路局太原電務段TDCS中心，山西 太原　030001)

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談鐵路調(diào)度系統(tǒng)主備用數(shù)據(jù)庫的倒切方案

董 會 娥

(太原鐵路局太原電務段TDCS中心，山西 太原030001)

論述了鐵路調(diào)度系統(tǒng)中備用數(shù)據(jù)庫的應用原理，介紹了主用數(shù)據(jù)庫向備用數(shù)據(jù)庫倒切的兩種方式，對比分析了前、后臺倒切方式的優(yōu)劣點，并提出了一種基于后臺倒切的新的倒切方式，總結了這種新的倒切方式的應用要求，有利于保證整個鐵路調(diào)度系統(tǒng)的正常運轉。

鐵路調(diào)度，數(shù)據(jù)庫，倒切方式，調(diào)度臺

0　引言

調(diào)度集中系統(tǒng)是以車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞設備為基礎的集中監(jiān)控、控制系統(tǒng)。我國鐵路調(diào)度指揮管理信息系統(tǒng)以列車調(diào)度指揮系統(tǒng)為平臺，以調(diào)度集中系統(tǒng)為核心，是基于現(xiàn)代化計算機技術、網(wǎng)絡技術、信息處理技術和智能化軟件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是實現(xiàn)鐵路各級運輸調(diào)度對列車運行實施透明指揮、實時調(diào)整、集中控制的現(xiàn)代化信息系統(tǒng)。作為現(xiàn)代化鐵路運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)的核心，調(diào)度指揮管理系統(tǒng)和調(diào)度集中系統(tǒng)是鐵路信號發(fā)展的關鍵性技術，是實現(xiàn)鐵路提速、高速以及減員增效的跨越式發(fā)展的根本保證，其安全性和可靠性尤為重要。

調(diào)度集中系統(tǒng)和調(diào)度指揮管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結構大致一致，都是由調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和網(wǎng)路子系統(tǒng)三部分構成。如果說車站子系統(tǒng)和網(wǎng)路子系統(tǒng)是這兩套系統(tǒng)的基礎，調(diào)度中心子系統(tǒng)就是整個系統(tǒng)的核心。而數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲和配置存儲單元在鐵路局CTC/TDCS中心機房中是必不可少的，無論是調(diào)度集中系統(tǒng)還是調(diào)度指揮管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)的存儲單元都非常重要，尤其是調(diào)度臺上的運行圖數(shù)據(jù)和調(diào)度命令數(shù)據(jù)直接影響著調(diào)度員的調(diào)度指揮工作。因此，常見的調(diào)度集中系統(tǒng)和調(diào)度指揮管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫都會在主用數(shù)據(jù)庫外配置一套備用數(shù)據(jù)庫，以應對緊急情況。同時在每套數(shù)據(jù)庫中又設有主、備用數(shù)據(jù)庫服務器。

由圖1可知，在正常應用中，主用數(shù)據(jù)庫是設置主用數(shù)據(jù)庫服務器和備用數(shù)據(jù)庫服務器互為冗余。一旦主用數(shù)據(jù)庫服務器出現(xiàn)異?；蛘咤礄C，備用數(shù)據(jù)庫服務器一般都會在1 min左右升為主機，從而保證數(shù)據(jù)庫的正常使用。但是在實際使用中由于數(shù)據(jù)庫的原因、磁盤整列的原因、控制器的原因或者其他意外情況等等，主用數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)信息不能存儲或是讀取的情況還是存在的。因此，一般廠家會在主用數(shù)據(jù)庫之外單獨設置備用數(shù)據(jù)庫來應對該情況的出現(xiàn)。這種備用數(shù)據(jù)庫針對不同的線路、路局等情況設置上可能也會有所不同。一般來說會有兩種設置方式：多備一的方式和一備一的方式(見圖2，圖3)。多備一的方式一般在一些普通的線路上或者線路上車站較少或者多為TDCS車站時就會采用這種不同線路的多套主用數(shù)據(jù)庫共同設置一套備用數(shù)據(jù)庫。這種方式在節(jié)約成本和有效性上表現(xiàn)不凡。對于一些特別重要的線路一般采用一對一備用的方式，即一套主用數(shù)據(jù)庫對應一套備用數(shù)據(jù)庫。不管是多備一的方式還是一備一的方式，當主用數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障的情況下，啟用備用數(shù)據(jù)庫的方式是一致的，我們稱之為主備用數(shù)據(jù)庫的倒切。而數(shù)據(jù)庫內(nèi)的主用數(shù)據(jù)庫服務器向備用數(shù)據(jù)庫服務器的倒切我們稱之為數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部服務器倒切。

1　倒切方式

目前太原鐵路局的各個廠家提供的主用數(shù)據(jù)庫向備用數(shù)據(jù)庫倒切的方式基本上有兩種：一種是前臺倒切方式，比如交大微聯(lián)提供的FZj-CTC型調(diào)度集中系統(tǒng)。另外一種是后臺倒切方式，比如卡斯柯提供的FZk-CTC型調(diào)度集中系統(tǒng)。這兩種方式都需要我們的電務人員進行人工倒切。

1.1前臺倒切方式

前臺倒切方式是基于中心機房的備用數(shù)據(jù)庫不做任何處理，僅通過更改調(diào)度臺工作站的鏈接指向備用數(shù)據(jù)庫。這種方式的基礎是備用數(shù)據(jù)庫和主用數(shù)據(jù)庫在實時進行著數(shù)據(jù)同步工作。即主用數(shù)據(jù)庫和備用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實時保持著一致。具體來說，主用數(shù)據(jù)庫通過軟件向備用數(shù)據(jù)庫實時提交自身擁有的運行數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)，因此我們認為主備用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是一致的。倒切時，電務人員需要通過前臺修改調(diào)度臺工作站的軟件配置，使得各個工作站改為連接備用數(shù)據(jù)庫。如圖4所示，圖中實線表示調(diào)度中心子系統(tǒng)中其他終端與主用數(shù)據(jù)庫的連接關系，虛線表示調(diào)度中心子系統(tǒng)中其他終端與備用數(shù)據(jù)庫的連接關系。同時我們要說明的是調(diào)度臺上的工作站可能有列調(diào)工作站、助調(diào)工作站、綜合調(diào)工作站、協(xié)助調(diào)工作站、施工調(diào)工作站、計劃調(diào)工作站、查詢終端等等，在圖中我們只列舉列調(diào)工作站軟件和助調(diào)工作站軟件，其他的工作站軟件的連接方式也是一樣的。

圖4中的粗實線表示的是主用數(shù)據(jù)庫向備用數(shù)據(jù)庫同步數(shù)據(jù)的同步關系。還需要說明的是圖中的主用數(shù)據(jù)庫IP節(jié)點和備用數(shù)據(jù)庫IP節(jié)點是在物理關系中不存在的，畫出來僅是方便于前后臺倒切方式的對比。其實質(zhì)表示數(shù)據(jù)庫客戶端用于尋址鏈接的IP地址。這種前臺倒切方式在部署時應該完成一些關鍵的步驟，比如，數(shù)據(jù)庫客戶端應該同時配置主備用數(shù)據(jù)庫、主備用數(shù)據(jù)庫的表結構應該完全一致等等。

1.2后臺倒切方式

后臺倒切方式是基于調(diào)度臺工作站不做任何處理，僅通過處理中心機房的備用數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)庫的更換。這種方式的基礎是主用數(shù)據(jù)庫必須脫網(wǎng)，因為此時備用數(shù)據(jù)庫的IP與主用數(shù)據(jù)庫相同。具體來說，在倒切數(shù)據(jù)庫時，電務人員拔掉主用數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)線，再將備用數(shù)據(jù)庫的IP設置為主用數(shù)據(jù)庫IP并接入網(wǎng)絡，或者備用數(shù)據(jù)庫IP早已設置為與主用數(shù)據(jù)庫相同，只需將備用數(shù)據(jù)庫接入網(wǎng)絡。

如圖5所示，后臺倒切方式其實質(zhì)就是后臺數(shù)據(jù)庫替換。將主用數(shù)據(jù)庫替換為備用數(shù)據(jù)庫。對外卻保持身份信息的一致。其中示意圖中的粗實線表示連接主用數(shù)據(jù)庫的物理通道，而虛線表示連接備用數(shù)據(jù)庫的物理通道。

這種后臺倒切方式在部署時雖然不要求主備用數(shù)據(jù)庫的連接關系，但也需要保證主備用數(shù)據(jù)庫的表結構一致。

2　前臺倒切方式與后臺倒切方式的優(yōu)劣對比

在實際的操作使用中，我們發(fā)現(xiàn)這兩種倒切方式都存在著各自的利弊，我們通過日常的維護經(jīng)驗總結如下。

2.1前臺倒切方式的優(yōu)點

1)不需要人為去動調(diào)度中心機房的硬件(網(wǎng)線等)，這樣就不會因為電務人員對硬件情況不熟悉或者誤操作而產(chǎn)生新的故障(比如高地網(wǎng)線接反之類的情況)。2)我們在主用數(shù)據(jù)庫正常使用時，也可以查看備用數(shù)據(jù)庫的實時狀態(tài)，即能確保在需要備用數(shù)據(jù)庫時備用數(shù)據(jù)庫能正常工作。因此，可以看出前臺倒切方式的可控性比較強。3)備用數(shù)據(jù)庫在日常的改造升級中也能扮演預升級的試驗對象，即在對主用數(shù)據(jù)庫升級之前可以先對備用數(shù)據(jù)庫升級，然后觀察升級效果進而再對主用數(shù)據(jù)庫升級。因此能達到一機多用的目的，提高服務器的利用效率。4)由于數(shù)據(jù)在主備數(shù)據(jù)庫間進行著實時同步，因此，備用數(shù)據(jù)庫一旦做主后，其歷史數(shù)據(jù)(調(diào)度命令、運行圖等)都是可以隨時查詢。如果主用數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障導致數(shù)據(jù)庫同步機制失效，這時僅可能丟失當前數(shù)據(jù)中的部分數(shù)據(jù)，不會出現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的缺失。通過現(xiàn)場的實踐我們也相信這種方式對歷史數(shù)據(jù)的支持是非常有效果的。

2.2前臺倒切方式的缺點

前臺倒切方式雖然有如上的優(yōu)點，但也存在一些不可避免的問題：

1)當主用數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障后，數(shù)據(jù)庫同步的機制可能會出現(xiàn)失效的情況，即備用數(shù)據(jù)庫可能存在數(shù)據(jù)不完整的問題(從數(shù)據(jù)庫故障到故障表現(xiàn)至前臺工作站期間的數(shù)據(jù)可能丟失)。這樣導致倒切完畢后調(diào)度員工作站上出現(xiàn)部分數(shù)據(jù)丟失，可能是調(diào)度命令、運行線、小編組、報點、無線信息等等。

2)調(diào)度臺工作站涉及到列調(diào)工作站、助調(diào)工作站、綜合調(diào)工作站、施工調(diào)工作站以及計劃工作站等等，涉及的更改配置的對象眾多，倒切過程耗時耗力。對于線路簡單的調(diào)度臺涉及的調(diào)度臺工作站可能少的有一兩個。但像大秦臺這樣的調(diào)度臺涉及的調(diào)度工作站可能就有七八個，短時間內(nèi)要更改這么多工作站的配置勢必會耽擱更多的時間。

3)在主用數(shù)據(jù)庫恢復后，由備用數(shù)據(jù)庫向主用數(shù)據(jù)庫倒切時還需要處理備用數(shù)據(jù)庫運行期間產(chǎn)生的運行數(shù)據(jù)向主用數(shù)據(jù)庫倒切的問題。這個問題更為復雜，向主用數(shù)據(jù)庫回倒備用數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生的運行數(shù)據(jù)，需要借助廠家提供的專業(yè)工具，操作也更為復雜，幾乎都需要廠家技術人員的配合支持，而且從效果來看，也不理想。基本上都會丟失倒切期間產(chǎn)生的運行數(shù)據(jù)。

2.3后臺倒切方式的優(yōu)點

后臺倒切方式相比于前臺倒切方式，確實存在著自身得天獨厚的優(yōu)勢，比如：1)倒切過程更加方便快速。只需要讓主用數(shù)據(jù)庫脫網(wǎng)，備用數(shù)據(jù)庫接入網(wǎng)絡(或?qū)溆脭?shù)據(jù)庫IP改為主用數(shù)據(jù)庫IP)即可。這個過程只需要在調(diào)度中心機房內(nèi)完成，相比于前臺倒切方式，其優(yōu)點就在于倒切速度快。2)在實施和部署的時候不需要考慮數(shù)據(jù)同步的問題，從使用的穩(wěn)定性和部署的方便性來說更優(yōu)異。這種結構一定程度上減少了系統(tǒng)結構的復雜性，從而更容易部署。3)可以實現(xiàn)無縫切換，減小了故障的影響時間。由于這種后臺倒切方式的基礎是調(diào)度臺的工作站支持脫庫運行，因此在主用數(shù)據(jù)庫故障期間以及倒切過程中調(diào)度臺工作站都處于脫庫運行狀態(tài)，所以不管在工作站上編輯計劃還是下達調(diào)度命令等等都不受影響。

2.4后臺倒切方式的缺點

我們發(fā)現(xiàn)后臺倒切方式也存在著一些不可避免的問題：1)歷史數(shù)據(jù)(調(diào)度命令、運行圖等)無法查詢。2)在主用數(shù)據(jù)庫正常使用的情況下，備用數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)不方便查看。3)在主用數(shù)據(jù)庫正常使用的情況下，備用數(shù)據(jù)庫并不能發(fā)揮一些其他的作用。

2.5兩種倒切方式的優(yōu)劣比較

從倒切速度來說，后臺倒切方式更快，特別是當調(diào)度臺工作站越多其優(yōu)勢更為明顯。從倒切效果來說，前臺倒切方式的效果更好，既能實現(xiàn)當前數(shù)據(jù)的存儲也能支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。從倒切操作來說，后臺倒切方式更為方便，無論是主用數(shù)據(jù)庫向備用倒切還是備用數(shù)據(jù)庫向主用倒切都比較方便，易于操作。從日常維護來說，前臺倒切方式更方便于日后的維護檢修。

3　新的倒切方式

基于以上我們通過對前臺倒切方式和后臺倒切方式的優(yōu)劣性對比，我們發(fā)現(xiàn)這兩種倒切方式由于倒切實施的對象截然相反。所以它們之間的優(yōu)缺點也存在著互補的現(xiàn)象。因此，我們考慮是否可以將前臺倒切方式和后臺倒切方式進行整合，提出一致全新的主、備用數(shù)據(jù)庫倒切方案。我們從倒切快速有效性，故障影響時間短，倒切使用效果好等幾個方面綜合考慮，最終提出了這種基于后臺倒切的新的倒切方式。新的倒切方式示意圖見圖6。

這種新的倒切方式的實現(xiàn)基于如下幾個要求：1)調(diào)度員工作站可以脫庫運行，這樣不會因為數(shù)據(jù)庫的問題影響調(diào)度指揮工作，對于大秦臺的列調(diào)工作站和協(xié)助調(diào)工作站需要實時同步運行數(shù)據(jù)的協(xié)同工作站，我們建議采用脫庫后獨立運行的機制。不再進行同步，當再次鏈接到數(shù)據(jù)庫后，予以提醒調(diào)度員運行數(shù)據(jù)的差異，并提供人工同步的功能。2)在再次鏈接到數(shù)據(jù)庫時，不管是主用數(shù)據(jù)庫還是備用數(shù)據(jù)庫，都將調(diào)度臺當前數(shù)據(jù)自動導入數(shù)據(jù)庫。3)放棄前臺修改配置的操作，即保持前臺工作站不動，同時，要求工作站在脫庫情況下支持重啟。4)主用數(shù)據(jù)庫和備用數(shù)據(jù)庫之間沿用前臺倒切方式中的同步機制，這樣可以保證歷史數(shù)據(jù)可查。5)備用數(shù)據(jù)庫聯(lián)網(wǎng)，并與主用數(shù)據(jù)庫IP不同。這樣可以實現(xiàn)實時同步的同時，廢棄了后臺倒切方式中的備用數(shù)據(jù)庫入網(wǎng)的工作。6)開始倒切時，我們采用后臺倒切方式，主用數(shù)據(jù)庫拔掉網(wǎng)線，備用數(shù)據(jù)庫修改IP，整個倒切過程完成。7)當主用數(shù)據(jù)庫故障排除之后，備用數(shù)據(jù)庫向主用數(shù)據(jù)庫的回切操作時，備用數(shù)據(jù)庫改回IP，主用數(shù)據(jù)庫接上網(wǎng)線，整個過程完成。

這種方式集合了前臺倒切方式和后臺倒切方式的優(yōu)點：歷史數(shù)據(jù)和當前數(shù)據(jù)不會丟失；可以實現(xiàn)無縫切換；不管是倒切還是回切，整個過程操作簡單容易，耗時短；不影響調(diào)度的指揮工作。

4　結語

調(diào)度集中系統(tǒng)和調(diào)度指揮管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的倒切效率和倒切效果直接關乎著故障的影響范圍和影響時間，因此，我們站在使用者的角度重新梳理倒切的流程和倒切的方法，進而提出新的需求以提高數(shù)據(jù)庫倒切的效率和效果。無論從使用者的角度還是系統(tǒng)提供商的角度出發(fā)，都是有意義和必要性的。

新的數(shù)據(jù)庫倒切方式集合了各個廠家倒切方式的優(yōu)點，同時也不需要增加硬件成本。在實際的操作中也是能有效的執(zhí)行，執(zhí)行的效果如上所述，可以快速有效的完善數(shù)據(jù)庫的倒切。所以，作者認為采用新的倒切方式是一種更為有效的方案。而我們在向廠家提出產(chǎn)品的需求時也可明確提出這種應用需求，極大的方便了后期的維護和運營。

5　展望

長期的維護經(jīng)驗告訴我們，設備的故障是在所難免的。如何通過提出明確需求，確定產(chǎn)品性能，達到故障無表現(xiàn)是我們每一個鐵路人都應該思考的問題。所謂故障無表現(xiàn)就是我們?nèi)菰S設備故障的出現(xiàn)，但是設備故障不應該影響整個系統(tǒng)的正常運轉。即不能將設備故障表現(xiàn)在前臺影響調(diào)度指揮工作。我們通過這種新的倒切方式可以發(fā)現(xiàn)這種目標是可以達到的。同理，針對于調(diào)度集中系統(tǒng)和調(diào)度指揮管理系統(tǒng)中的關鍵服務器，比如應用服務器、通信服務器、接口服務器等等，是否也能存在一種新的方式來達到設備故障無表現(xiàn)的效果。如果有一天，整個系統(tǒng)的所有故障都能在影響調(diào)度指揮和行車安全之前，通過后臺處理掉相應的故障。那么，這無論對于這兩套系統(tǒng)還是整個電務維護工作都有著非同凡響的意義。

Discussion on major standby database back-cutting scheme of railway dispatching system

Dong Hui’e

(TaiyuanElectricalTDCSCenter,TaiyuanBureauofRailway,Taiyuan030001,China)

The paper discusses the application principle of standby database of railway dispatching system, introduces two kinds of back-cutting from major database to standby database, compares their merits and defects, puts forward new back-cutting method on the basis of background back-cutting method, summarizes the application demands of new back-cutting method, which will be good for guaranteeing normal operation of the railway dispatching system.

railway dispatching, database, back-cutting method, dispatching desk

1009-6825(2016)08-0170-03

2016-01-05

董會娥(1966- )，女，工程師

U285.4

A